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Train d'atterrissage

Relevé des dimensions du train d'atterrissage

Comment Plane-Maker modélise les trains d'atterrissage ?

Plane-Maker connecte une ou plusieurs roues aux dimensions que vous lui aurez fourni, sur une tige qu'il connecte à son tour sur votre avion, selon l'endroit et les orientations que vous aurez défini, tant pour le train rentré, que pour le train sorti.

La représentation Plane-Maker d'un train d'atterrissage est très basique. Nous pouvons ajouter des trappes de train qui s'ouvrent et se ferment, mais c'est tout, ne comptez pas faire des détails sur la jambe autrement que dessinés sur le bitmap de texture, et ne cherchez pas à créer d'ouvertures dans le fuselage pour y mettre le train rentré : restez simple. Voici un exemple de ce qu'on obtient, les jantes, les pneus et la jambe sont texturés :

Tout détail supplémentaire créé avec un « Misc-Body » (ou « Corps divers » dans l'actuelle traduction française) ajouterait sa traînée aérodynamique à celle du train. Pour le texturage, toutes les roues recoivent la même zone du bitmap de texture, on ne peut pas personnaliser une roue.

Le moyen d'obtenir plus de détail s'appelle Blender, ou AC3D, et sera à mettre en oeuvre, si vous y tenez, une fois que notre Norécrin purement Plane-Maker sera au point.

La roue du train sorti est toujours verticale. La jambe part du point que vous avez spécifié sur l'avion, jusqu'au moyeu de la roue :

Nous allons utiliser le plan 3-vues pour relever les dimensions du train car les roues sont relativement grosses par rapport à la taille de l'avion. Il est évident que pour un gros oiseau il vaudrait mieux chercher les dimensions du train ailleurs.

Divergences de vues

Nous rencontrons un petit souci, typique de notre méthode à base de plan 3-vues complété par quelques recherches basiques. Un même élément peut avoir des dimensions différentes sur chacune des vues : si nous mesurons le train principal, il est bien plus court une fois rentré dans l'aile que lorsqu'il est sorti.

Pourtant l'attitude du Norécrin dans X-Plane semble correcte, la longueur du train avant semble cohérente sur toutes les vues du plan avec un pourcentage d'erreur acceptable, la vue latérale est d'accord avec la vue de dessous pour la longueur de train principal, donc le train principal trop court veut dire que l'aile est trop haute.

Après avoir regardé quelques photos, on peut éventuellement penser que l'aile de notre avion est un tantinet trop haute. Nous pourrions envisager de l'abaisser de quelques centimètres, mais nous sommes loin de rattrapper le manque de longueur du train. Il faut alors abaisser le fuselage, mais le train avant deviendrait faux, ou cabrer exagérément le fuselage... Aller mesurer sur l'avion le plus proche de chez soi n'est pas forcément une solution, le réel et le plan 3-vues étant deux choses bien différentes, et mélanger ces deux sources dans notre projet peut aboutir à plus de confusion que si on en reste à l'une ou à l'autre.

Nous sommes donc dans une voie sans issue. En plus, cette erreur peut ne pas en être une : il existe des méthodes utilisées en aviation réelle pour comprimer un train lorsqu'il rentre, et économiser ainsi de la place.

Il est peu probable que le Norécrin réel soit équipé d'un tel dispositif, mais Plane-Maker offre cette possibilité, et c'est la réponse que nous allons apporter à cette divergence entre vues, divergence que nous n'avons pas pu résoudre.

Relevé des dimensions du train

Nous allons suivre l'ordre des données de l'onglet « Gear Loc » accessible par le menu « Standard/Train atterrissage », et terminer par une incursion sur l'onglet « Gear Dat » du même écran, lequel nous offrira une case permettant de rentrer et sorti le train, et éventuellement de connecter le train avant au palonnier.

Ici les longueurs sont exprimées en ft, il faudra penser à demander à Plane-Maker qu'il les exprime en mètres :

Il y a trois trains sur notre Norécrin, le train avant et les deux trains principaux, chacun munis d'une roue. Dans Plane-Maker, nous aurons donc trois colonnes récapitulant les données de chacun de ces trains.

Plane-Maker détermine les orientations des trains au degré près. La précision des angles à deux chiffres après la virgule est donc illusoire, mais c'est l'outil informatique utilisé pour les mesures qui en fait le calcul, il nous est très facile d'arrondir après. Et c'est plus parlant pour nous, car nous savons pertinemment comment et pourquoi nous avons arrondi.

Les longueurs et angles mesurés feront l'objet d'inévitables ajustements dans Plane-Maker.

Nous avons mesuré la position verticale de l'aile sur la vue de face. Le train principal étant fixé aux ailes, nous nous baserons aussi sur cette vue pour les longueurs et positions du train, malgré les réserves que nous avons formulé sur sa justesse, et elle est de toute manière la seule qui permette aux roues de toucher terre.

position du pivot de la jambe sur l'avion

Il s'agit de la position que nous avons estimé sur le plan 3-vues.

Train 1 2 3
long arm 2,951 0,750 2,951
lat arm -0,987 0,00 0.987
vert arm -0,57 -0.719 -0,57

positions angulaires des jambes de train

Nous allons maintenant nous intéresser à l'orientation des trains. Plane-Maker demande deux données par train : l'angle des jambes lorsque le train est sorti, et lorsqu'il est rentré, relevé sur les plans longitudinal-vertical et latéral-vertical.

Tel que l'entend Plane-Maker, la jambe de train va de son point d'ancrage sur l'avion, jusqu'au moyeu de la roue, ce n'est donc pas forcément l'angle de l'élément principal du train.

angles latéraux

Puisque nous avons la vue de face, l'angle est positif en tournant dans le sens des aiguilles d'une montre. L'angle du train 1 possède logiquement la valeur opposée de celle du train 3. Nous faisons la mesure de l'angle latéral lorsque le train est rentré (retracted), et lorsqu'il est sorti (extended) :

Train 1 2 3
Lon angle extended      
Lat angle extended -5,85° 5,85°
Lon angle retracted      
Lat angle retracted -99,33° 99,33°

angles longitudinaux

L'axe vertical orienté vers le bas est la référence pour les mesures d'angles, une rotation vers l'avant de l'appareil porte un signe positif.

D'après la vue latérale montrant le Norécrin avec le train rentré, la roue avant reste un peu visible, ce qui laisse présager la position rentrée du train à -90°.

Une mesure qui n'a pas pu être faite sur cette vue parce que beaucoup trop hasardeuse, c'est l'angle longitudinal du train principal rentré. La vue adaptée est la vue du dessous :

Sur cette vue, l'angle sera positif vers l'avant de l'avion, alors qu'il y a une apparente incohérence entre les angles relevés sur chaque train, la même valeur donnant deux directions différentes. Plane-Maker s'y retrouve, probablement grâce aux angles latéraux déjà fournis. Et si nous nous plaçons sur une vue latérale, les deux trains ont bien le même mouvement vers l'avant lorsqu'ils rentrent.

Train 1 2 3
Lon angle extended 7,23°
Lat angle extended -5,85° 5,85°
Lon angle retracted 17,13° -90° 17.13°
Lat angle retracted -99,33 99,33°

dimension des jambes de train et des pneus, orientation des roues dans l'aile, compression du train :

La longueur de la jambe (leg length) se mesure du point d'attache du train sur l'avion, jusqu'au moyeu de roue.

En ce qui concerne les pneumatiques

Plane-Maker demande la moitié de la largeur du pneu (tire semi-width), il ne faut pas oublier de diviser par deux la valeur que nous avons mesuré.

Dimension des roues, tire radius (tire = pneu, donc rayon de la roue) : tout comme pour la demi-largeur des pneus, Plane-Maker demande le rayon de la roue mais il est plus facile de mesurer le diamètre et de le diviser par deux.

Train 1 2 3
Leg length 0,892 0,784 0,892
Tire radius 0,48/2 = 0,24 m 0,4/2 = 0,2 m 0,48/2 = 0,24 m
Tire semi-width 0,149/2 = 0,0745 m 0,13/2 = 0,065 m 0,149/2 = 0,0745 m
Retract axis - strut compress      

Sur la vue du dessous de l'appareil, nous avons vu un peu plus haut, que le train principal n'est pas rentré perpendiculairement, mais en biais, à 17° vers l'avant.

Si nous rentrons un tel train, nous nous apercevrons que la roue se met de travers, et dépasse au dessus et au dessous de l'aile. Le paramètre « retract axis » permet de rendre la roue parallèle à l'aile. Dans notre projet, la valeur de « Retract axis » est la même que le « lon angle retracted », munie du signe opposé.

Sur la même ligne, comme nous n'avons pas vraiment trouvé la cause de la différence de longueur de jambe train rentré et sorti, nous allons utiliser le « strut compress » pour mettre en accord nos vues de face et de dessous, en mettant la différence de longueur entre la même jambe sur ces deux vues.

La différence est 0,892-0,738 = 0,154 m, qu'il nous faut convertir en ft, cette donnée étant restée en ft dans Plane-Maker, même quand il parle en mètres. 15,4 cm = 0,5 ft

Train 1 2 3
Leg length 0,892 0,784 0,892
Tire radius 0,48/2 = 0,24 m 0,4/2 = 0,2 m 0,48/2 = 0,24 m
Tire semi-width 0,149/2 = 0,0745 m 0,13/2 = 0,065 m 0,149/2 = 0,0745 m
Retract axis - strut compress -17,13°     0,5 ft 0°     0.0 ft -17,13° 0,5 ft

Toutes les mesures ont été faites, nous pouvons les entrer dans Plane-Maker

Application dans Plane-Maker

N'oubliez pas de vérifier que Plane-Maker est bien paramétré en mètres.

Une roue par train se dit, en langage Plane-Maker, « single » :

tableau récapitulatif

(entre parenthèse : valeurs mesurées):

Train 1 2 3
Long arm 2,95 m (2,951 m) 0,75 m (0,75 m) 2,95 m (2,951 m)
Lat arm -0,99 m (-0,987 m) 0,00 m (0,00 m) 0,99 m (-0,987 m)
Vert arm -0,54 m (-0,570 m) -0,72 m (0,719 m) 0,54 m (0,570 m)
Lon angle extended (1°) (7,23°) (1°)
Lat angle extended -6° (-5,85°) (0°) (5,85°)
Lon angle retracted 17° (17,13°) -90° (-90°) 17° (17,13°)
Lat angle retracted -100° (-99,33°) (0°) 100° (99,33°)
Leg length 0,91 m (0,892 m) 0,78 m (0,784 m) 0,91 m (0,892 m)
Tire radius 0,24 m (0,24 m) 0,20 m (0,20 m) 0,24 m (0,24 m)
Tire semi-width 0,07 m (0,0745 m) 0,06 m (0,065 m) 0,07 m (0,0745 m)
Retract axis - strut compress -17°    0,5 ft 0°     0,0 ft -17°     0,5 ft

durée de transition

il s'agit du temps nécessaire à la rentrée et à la sortie de chaque train. Arbitrairement nous avons gardé 5 secondes, mais il est possible que dans le réel, le système soit manuel, et que le temps réel soit bien plus long.

roue directrice

Nous allons maintenant décider quel train dirige l'avion au sol. Rechercher la ligne « this gear steers », en cochant le train avant :

autoriser la rentrée du train

Il faut cocher une case pour permettre la rentrée et la sortie du train, il s'agit de la case « gear is retractable », présente dans le cadre « rentrer train et roulette de nez », dans l'onglet « Gear dat »

choisir de connecter le train au palonnier, ou pas

Toujours dans l'onglet « Gear Dat », nous pouvons choisir de connecter le train avant au palonnier.

Le plan ne dit pas si la roulette de nez est asservie à la direction. Si elle est libre, il faut se servir du freinage différentiel et/ou d'un coup de gaz sur la dérive pour tourner, c'est sportif et un tantinet déroutant. Il est nettement plus sécurisant de coupler le train avant avec les palonniers, le train pivote alors d'un angle proportionnel à celui du palonnier.

Nous n'avons aucune idée de la valeur de braquage du train avant, nous allons l'estimer à 50° pour être à l'aise sur le tarmac et tourner dans un mouchoir de poche. Il y a trois paramètres à renseigner :

  • l'angle maximal de braquage à faible vitesse,
  • l'angle maximal de braquage à haute vitesse,
  • la vitesse de transition entre faible et haute vitesse.

Omettre un de ces paramètres amène un résultat bizarre : les deux angles s'ajoutent, ou la connexion aux commandes ne se fait pas.

Le quatrième paramètre est la force du ressort de rappel du train en ligne droite, si l'avion en est muni. Nous pouvons très bien le laisser à zéro, il n'y aura pas de ressort de rappel.

Nous supposons que le Norécrin n'a pas de système de réduction du braquage en fonction de la vitesse, le braquage sera donc le même pour chaque case "nosewheel steering". Le paramètre « transition speed » doit être supérieur à 0, et nous n'installons pas de ressorts de rappel du train :

  • Première et seconde cases « nosewheel steering » : 50,0°
  • case « transition speed » : 10 kts
  • case « nosewheel spring force » : 0 lb per degree offset

Pour un train non connecté au palonniers, ce qui est quand même plus fun, surtout par vent de travers, laisser ces paramètres à « 0 », mais il vous faudra un joystick avec un axe de torsion, ou un palonnier.
 

Résultat de nos efforts

Vous devriez avoir obtenu ceci :

Un dernier contrôle visuel en mettant un bitmap de fond dans Plane-Maker, avec notre train « strut compressé » pour tenir dans son logement :