CHRONOLOGIE
SPACE SHUTTLE

Le train d' atterrissage de l' Orbiter est un classique tricycle équipé de deux roues sur chaque jambe.  Le train d' atterrissage a une voie de 6,84 m pour un empattement de 20,5 m.

Le train avant est enfermé dans deux portes et chaque train arrière dans une. Quand l'équipage commande le déploiement des trains, la porte est automatiquement ouverte quand le train est déployé. Cela est effectué par un système spécial d'ouverture des portes. Chacune des deux portes du train avant à 2 crochets de fermeture et chacune des deux portes arrières a 4 crochets de fermeture. De plus, chaque porte est équipée de pistons qui aident la porte à s'ouvrir face aux résistances aérodynamiques. Chaque piston exerce une force d'environ 1 tonne pour ouvrir la porte. Pour les portes arrière, chaque piston exerce 2,5 tonnes pour les 5 premiers centimètres à ouvrir.

Les portes du train d'atterrissage avant sont aussi équipée d'un système pyrotechnique (à explosifs) qui assure une bonne ouverture de la porte et une bonne extension du train d'atterrissage en cas de très forte résistance aérodynamique. Dans tous les cas, même si le train est bien ouvert, on déclenche l'explosif avant de bien s'assurer de la fixation du train.

Chacune des portes a une surface résistance aux hautes températures pour l'entrée atmosphérique. A l'intérieur de la porte, on installe une protection thermique ou on soude légèrement la porte pour ne pas surchauffer les trains d'atterrissage.

Quand le déploiement des trains est commandé par l'équipage, chacun train est débloqué par un piston. Ensuite, poussé vers le bas par des pistons, le train part de l'avant et bascule à la verticale vers l'arrière sous l'effet de la vitesse et du poids. Les trains sont verrouillés en position déployés en 10 secondes. Si la pression hydraulique de la navette ne suffit pas aux pistons pour déployer le trains, un système pyrotechnique utilisant des explosifs est alors déclenché positionnant le train en position verrouillée en 1 seconde.

Le train d'atterrissage est déployé à 90 m d'altitude (à plus ou moins 30 mètres). La vitesse maximale de déploiement est de 312 nœuds par rapport à la vitesse du vent, soit 580 km/h.

Durant la rétraction, chaque train est hydrauliquement poussé vers l'avant et escamoté dans la navette. La rétraction des trains se fait automatiquement et est suivi immédiatement de la fermeture étanche des portes. Cette opération de rétraction est opérée durant les opérations de préparation au sol dans l' OPF et ne peut en aucun cas se faire en vol.

Les amortisseurs du train d'atterrissage sont la première source d'atténuation de l'impact lors de l'atterrissage. Les amortisseurs utilisent des pistons à air et à huile pour contrôler la compression et l'extension du train de manière à ne pas dégrader la navette en contrôlant la charge sur chaque train.
Chaque amortisseur est construit dans un métal hautement résistant aux contraintes et la corrosion, avec de l'aluminium, de l'acier inoxydable et du bronze. L'amortisseur contient des absorbeurs à pneumatique (azote) et hydraulique (huile).

L'amortisseur du train avant a une zone de battement de 56 cm et peut contenir le choc d'un contact à la vitesse verticale de 3,4 m/s (12,1 km/h). C'est le choc reçut quand vous sauter d'une hauteur de 60 cm.

Les amortisseurs des trains d'atterrissage arrière ont un débattement de 41 cm. Plus la masse de la navette est importante, plus la vitesse maximale de contact diminue, rendant la manœuvre plus difficile car il faut bien arrondir avant de poser les roues.

Test de la structure du train d'atterrissage mars 1977

Pour une navette de 96 tonnes, la vitesse verticale maxi est de 2,9 m/s (10,5 km/h). Cela correspond à sauter d'une hauteur de 43 cm. Pour une navette de 109 tonnes, la vitesse verticale maxi est de 1,8 m/s.
Par contre, dans le cas où la navette subit un vent de travers de 20 nœuds (10,3 m/s - 37 km/h), la vitesse doit diminuer encore. Pour une navette de 96 t, la vitesse maxi est alors de 1,8 m/s et pour une navette de 109 tonnes, la vitesse verticale maxi est alors de 1,5 m/s. Cela correspond à un choc comme si vous sautiez la hauteur d'un trottoir (11 cm) ! Ce qui demande une précision énorme pour poser la navette !

Les pneus du train avant mesurent 81 cm sur 22 et sont pressurisé à l' azote sous 300 psi (2068 kPa). La charge maximale admissible des roues est de 18 000 kg par roue à la vitesse de 464 km/ h. 
Les pneus du train principal mesurent 113 x 40 x 53 cm et sont également pressurisé à l' azote sous 315 psi (2172 kPa). La charge maximale admissible est de 49 200 kg a la vitesse de 464 km/ h. 
Si l' Orbiter touche le sol avec une distribution de charge 60/ 40 sur une seule jambe, la charge acceptée par l' autre jambe sera de seulement 32 856 kg, donc la charge maximale acceptée par une jambe est de 82 164 kg avec une distribution de charge 60/ 40. 

Les pneus ont été fournit par la firme américaine BF Goodrich depuis les premiers vols en 1981 jusqu' en 1989, date à laquelle la firme française Michelin a racheté BF Goodrich et fournit ainsi les pneus sur les Orbiters.

Michelin Aircraft Tire Corporation maintenant équipe le Shuttle avec des pneus marqué Michelin Air, une série de pneus introduite pour l' aviation générale en 1992. 

Les pneus du Shuttle sont sévèrement testés afin de s' assurer qu' ils supporteront le poid de l' atterrissage à une vitesse de 450 km/ h. En plus des tests de routine des avions commerciaux, les pneus du Shuttle sont aussi inspectés au rayon X et re-testé par la NASA avant leur montage sur l' Orbiter. 
Aussi étonnant que cela puisse paraître, les pneus du Shuttle ne sont pas plus large que ceux d' un camion tracteur, mais ils peuvent supporter une charge trois supérieure à celle des pneus d' un B 747. Le premier pneu pour le Shuttle marqué Michelin a été mis en production en mai 1995.    

Par rapport à un pneu pour poids lourds, le pneu Michelin de la navette spatiale :
_ possède une capacité de charge environ 12 fois supérieure,
_ supporte une vitesse 4 fois plus élevée,
_ est gonflé à une pression 3 fois plus importante,
_ est écrasé avec une flèche deux fois supérieure.

L' OV 102 et 099 ont été livré avec un système pour diriger la roulette avant qui n' a pas prouvé son efficacité à contrôler l' Orbiter pendant des manœuvres rapides à très grandes vitesse. En attendant une solution, le système est désactiver sur Columbia après STS 4 et jamais activer sur Challenger. Les OV 103 et 104 ont été livré avec le câblage, la plomberie et les structures pour installer un système identique mais il ne serra jamais installé. 
Un système amélioré est installé sur Columbia pour la mission 61 C en janvier 1986. Il est aussi installé sur Discovery et Atlantis. Malheureusement Challenger n' en n' a jamais bénéficier avant sa destruction en 1986. 
Le nouvel Orbiter 105 est livré en 1991 avec le système prêt à être installé. Il permet le contrôle des Orbiters à grande vitesse par forts vents de travers ou un explosion de pneu. Les quatre roues du train principal sont équipés de 4 freins à disque BF Goodrich. Les freins installés sur les OV pendant les 25 premiers vols datent de 1973 et ont été conçues pour des Orbiters relativement légers. Entre temps, leur masse a augmenté et les freins sont devenus marginaux. Les vols STS 5, 51 D et 61 C ont causé de gros dommages thermiques aux freins et les 21 autres vols seulement quelques dommages. 
Chaque freins utilise 4 rotors en Béryllium et 3 stators en carbone. Ils sont conçus pour absorber une énergie de 36 500 000 fp au cours d' un arrêt normal ou 55 500 000 fp en cas d' arrêt d' urgence. La vitesse limite est de 363 km/ h. Avec les dommages occasionnés aux freins pendant les premiers vols, la NASA a interdit les atterrissages lourds et les a déroutés sur la base d' Edwards en Californie où les longues pistes en sable du lac Rogers permettent des atterrissages en toute sécurité. 
Après la pause forcé de 1986 suite à l' accident 51 L les freins sont améliorés sur Discovery et Atlantis. Avec à peu près le même dessin que les anciens, les nouveaux freins sont en carbone Béryllium avec la même épaisseur sur les disques pour dissiper 65 000 000 fp et dépasser la limite de 369 km/ h. Les stators ont eux aussi été remplacé par des disques en carbone (BF Goodrich NASA et USAF). La limite en température a été augmentée passant de 954°C à 1148 °C. 
Près de 20 missions peuvent ainsi être réalisé sans changement contre un changement à chaque vol auparavant. De plus, il sont plus léger de 32 kg (72 kg). La vitesse limite passe à 468 km/ h autorisant des roulages plus courts. Similaires aux freins au béryllium, les freins au carbone ont 5 rotors (contre 4) et 4 stators (contre 3). 
Discovery est choisit pour être équipé des nouveaux freins avec tout un équipement pour réaliser des mesures. Le vol STS 31 R en 1990 est le premier à les utiliser.

Les freins sont contrôlés par le commandant ou le pilote qui appliquent une pression sur la pédale de freinage, qui selon son enfoncement dégage un courant plus ou moins important. Plus le courant est fort, plus les valves des réservoirs sous pression sont ouvertes, plus les pistons des freins reçoivent de pression et plus la navette freine. On parle donc de système électrohydraulique car on marie un contrôle électronique avec un système à piston hydraulique.
Aucun freinage ne peut être appliqué moins de 1,9 secondes après que le contact ait été senti sur les trains arrière. Le système anti-dérapage fournit la vitesse de chaque roue et pneu.

La navette dispose utilise pour son freinage, 3 circuits hydrauliques indépendants (qui peuvent être relier sur demande). Cela permet d'avoir toujours au moins un circuit qui fonctionne et donc pouvant freiner la navette.

Au total, les 4 blocs de freins (1 par roue arrière, donc 2 par train) vont utiliser les circuits 1 et 2 avec le circuit 3 qui reste en veille. Il y a 8 pistons pour appuyer sur les disques. Parmi ces pistons, 4 sont reliés au circuit hydraulique 1 et les 4 autres au circuit 2. Quand le pilote actionne les freins, les 8 pistons freinent ensemble.

Ce système de double circuit (1 et 2) avec un circuit supplémentaire (3) permet d'éviter toute anomalie dans les circuits. Si l'un ou les deux circuits 1 et 2 ont leur pression qui passe sous un seuil défini, automatiquement, le système bascule sur le circuit 3 (pression < 180 bars).

La perte des circuits 1 et 2 n'aura pas d'effet sur le freinage, car le circuit 3 prendra en relais les 8 pistons. La perte des circuits 3 et un des circuits 1 et 2 (soit 3 et 1 soit 3 et 2) fera que seulement 4 pistons resteront activés et la puissance de freinage sera divisée par 2 et la distance de freinage sera accrue.

Le système d'anti-blocage permet d'obtenir un freinage optimale en évitant un effet de glissement ou de de blocage du pneu et de la roue qui pourrait provoquer de graves dommages.

Chaque train arrière a deux capteurs de vitesse, un par roue. La vitesse de chaque roue est comparée à la moyenne de toutes les roues. Si la vitesse d'une roue est inférieure à 60 % de la vitesse moyenne, le système anti-blocage coupe la pression de freinage sur cette roue jusqu'à ce que la vitesse se soit re-stabilisée. Le système dispose de valves qui décharge la pression du circuit de freinage de la roue concernée. Ainsi, les pistons sont relâchés à la roue ne risque pas de se bloquer à cause d'un freinage trop fort.

Le système d'anti-blocage est automatiquement désactivé à des vitesse inférieures à 5-8 m/s soit 18-28 km/h pour éviter une perte de freinage durant les manœuvres ou la fin du freinage pour stopper la navette. Il dispose de circuits de contrôle avec détection des anomalies. Le voyant jaune « Anomalie Anti-Blocage » sur le tableau de bord des alertes s'illuminera si le circuits de contrôle détecte une anomalie dans les valves, les capteurs ou le calculateur. Dans ce cas, seule la partie en cause est désactivée mais le reste du système d'anti-blocage reste opérant.
De même si les trois interrupteurs de freinage sont sur « ON » (Marche) et que l'interrupteur du système anti-blocage est sur « OFF » (Arrêt), le voyant va s'allumer pour avertir l'équipage.

La roulette de nez posée sur le sol, le parachute de freinage est déployé.

Photos John Duncan, Scan Dennis Jenkins