Brevet FR3040370A1 — publié le 20170303

Système de turbine à air dynamique Dans les aéronefs modernes, des systèmes de turbines à air dynamique (TAD) sont employés comme systèmes de secours ou complémentaires de production d'électricité. Ils comportent classiquement une turbine, avec un moyeu rotatif et une pluralité d'aubes mobiles, coopérant avec un alternateur pour constituer la source d'entrainement pour l'alternateur. Initialement, en vol, ils sont rangés dans un compartiment du fuselage de l'aéronef, fermé par une porte de compartiment. Si on en a besoin comme source de secours ou complémentaire pour la production d'électricité, le système de TAD est sorti du fuselage pour être déployé dans le flux d'air environnant, ce qui entraîne les aubes pour faire tourner l'alternateur afin d'extraire de l'énergie du flux d'air. Les capacités de production d'électricité des systèmes de TAD continuent à augmenter à mesure que les besoins en énergie augmentent pour les systèmes de bord. Les systèmes de TAD peuvent aussi être conçus pour fonctionner dans des conditions prédéterminées, notamment lorsqu'ils sont exposés à des corps étrangers tels que des cendres volcaniques. Dans une telle configuration, les systèmes de TAD peuvent être entièrement confinés ou étanches pour empêcher les corps étrangers de pénétrer dans l'alternateur où ils risquent d'occasionner une dégradation des performances ou un mauvais fonctionnement de la machine. Cependant, ce confinement ou cette étanchéité risque d'être incompatible avec des systèmes de refroidissement actif ou passif, par exemple des systèmes à liquide de refroidissement, car cette étanchéité peut avoir des conséquences empêchant, inhibant ou contrariant les effets des voies classiques de 3040370 2 refroidissement ou d'évacuation de chaleur. En particulier, des difficultés dans le refroidissement du rotor risquent de conduire à une baisse des performances de l'alternateur ou à une panne de l'alternateur. 5 Selon un premier aspect de l'invention, un système de turbine à air dynamique comporte un arbre rotatif thermiquement conducteur, un carter ayant un corps définissant un intérieur, un alternateur situé dans l'intérieur et ayant un stator et un rotor, le rotor coopérant avec l'arbre et étant couplé thermiquement à l'arbre, 10 une turbine ayant une première série d'aubes mobiles coopérant avec l'arbre rotatif et conçue de façon que le flux d'air traversant la première série d'aubes fasse tourner l'arbre, et une seconde série d'aubes mobiles en aval du carter et à l'extérieur du carter, la seconde série d'aubes étant couplée thermiquement à l'arbre et 15 conçue de façon que le flux d'air traversant la seconde série d'aubes assure un transfert de chaleur vers le flux d'air. Selon un autre aspect de l'invention, un échangeur de chaleur pour turbo-alternateur à air dynamique comporte un stator ayant une première série d'enroulements, un rotor ayant une seconde 20 série d'enroulements et conçu pour tourner, par rapport au stator, autour d'un arbre thermiquement conducteur, destiné à générer un courant dans la première série d'enroulements, et une série d'aubes mobiles couplée thermiquement et tournant conjointement avec le rotor par l'intermédiaire de l'arbre thermiquement conducteur, et 25 conçue de façon que les aubes soient exposées au flux d'air passant dans la turbine à air dynamique. L'échangeur de chaleur conduit la chaleur depuis le rotor, par l'intermédiaire de l'arbre thermiquement conducteur, jusqu'à la série d'aubes, l'exposition de la série d'aubes tournant dans le flux d'air assurant un transfert d'air vers le flux d'air. 3040370 3 Selon encore un autre aspect de l'invention, un aéronef comporte un turbo-alternateur à air dynamique, le turbo-alternateur à air dynamique comportant en outre un arbre rotatif thermiquement conducteur, un carter ayant un corps définissant un intérieur et 5 ayant un stator et un rotor, le rotor coopérant avec l'arbre et étant couplé thermiquement à l'arbre, une turbine ayant une première série d'aubes mobiles coopérant avec l'arbre rotatif et conçue de façon que le flux d'air traversant la première série d'aubes fasse tourner l'arbre, et une seconde série d'aubes mobiles en aval du 10 carter et à l'extérieur du carter, la seconde série d'aubes étant couplée thermiquement à l'arbre. L'air circulant autour du turboalternateur à air dynamique et traversant la seconde série d'aubes assure un transfert de chaleur vers le flux d'air. L'invention sera mieux comprise à l'étude détaillée de 15 quelques modes de réalisation pris à titre d'exemples non limitatifs et illustrés par les dessins annexés sur lesquels : -la Figure 1 est une vue latérale représentant une partie d'un aéronef ayant une turbine à air dynamique selon un premier mode de réalisation de l'invention ; 20 -la Figure 2 est une vue schématique en coupe de la turbine à air dynamique de la Figure 1 ; -la Figure 3 est une vue schématique en coupe de la turbine à air dynamique à conduit de chaleur intégré selon un deuxième mode de réalisation de l'invention ; 25 -la Figure 4 est une vue latérale partielle représentant la turbine à air dynamique ayant une autre configuration de panneau de protection possible ; et -la Figure 5 est une vue latérale partielle représentant la turbine à air dynamique ayant encore une autre configuration de 30 panneau de protection possible. 3040370 4 Bien que la présente invention concerne principalement un alternateur assurant la production d'électricité. En outre, bien que la présente invention concerne principalement un environnement aéronautique, elle peut aussi s'appliquer à toute machine électrique 5 produisant une force d'entraînement ou générant de l'électricité. En outre, bien que la présente invention concerne principalement un environnement aéronautique, des exemples de réalisation de l'invention peuvent s'appliquer dans tout environnement utilisant une machine électrique. 10 Comme illustré sur la Figure 1, un aéronef 10 peut comporter un système de TAD 12 destiné à produire de l'électricité pour l'aéronef 10 lorsque le système de TAD 12 est exposé au flux d'air à l'extérieur de l'aéronef 10 et du système de TAD 12. Le système de TAD 12 peut comporter une TAD 14, laquelle peut être 15 suspendue à l'aéronef 10 par, dans un exemple nullement limitatif, un mât 16 et un dispositif de montage 18. Le système de TAD 12 peut en outre comporter un carter 20 ayant un corps et définissant un intérieur, le carter pouvant comprendre en outre un système de refroidissement ou un échangeur de chaleur pour la TAD 14, 20 représenté sous la forme d'une série d'ailettes de dissipation de chaleur 50 ou pales de refroidissement, située autour du carter 20 et conçue de façon que le flux d'air passant sur les ailettes 50 permette un transfert de chaleur du système de TAD 12 au flux d'air. La série d'ailettes 50 peut être formée de n'importe quelle manière 25 appropriée pour assurer le refroidissement ou la dissipation de chaleur pour le système de TAD 12. Dans l'exemple illustré, les ailettes 50 de la série peuvent faire saillie vers l'extérieur depuis un pourtour du carter 20 et peuvent être espacées sur le pourtour du carter 20. Les dimensions et le nombre des ailettes 50 peuvent, par 3040370 5 exemple, être fonction des besoins spécifiques de dissipation de chaleur du système de TAD 12. De plus, le système de TAD 12 comporte une turbine sous la forme d'une première série de multiples aubes mobiles 26 faisant 5 saillie depuis une hélice 28, à l'extérieur du carter 20, et conçues de façon que, lorsque les aubes 26 sont exposées à un flux d'air passant sur ou traversant les aubes 26, l'hélice 28 ou le système de TAD 12, l'exposition produise un mouvement de rotation de l'hélice 28. En aval de l'hélice 28 et de la TAD 14 (c'est-à-dire en arrière de la 10 TAD 14 dans le sens du flux d'air, le système de TAD 12 peut en outre comporter un second système de refroidissement 70 ou échangeur de chaleur, lequel peut comprendre un panneau de protection 72 pour protéger une partie du second système de refroidissement 70. Le second système de refroidissement 70 sera 15 expliqué plus loin. La TAD 14 peut être rangée dans un compartiment approprié dans le fuselage ou la voilure de l'aéronef 10 et peut être déployée rapidement et facilement en déplaçant le mât 16 par rapport au dispositif de support 18, ce qui fait venir le système de TAD 12 20 dans une position exposée à l'intérieur du flux d'air passant sur l'aéronef 10. Bien que seulement deux aubes 26 aient été représentées dans le mode de réalisation illustré, il est envisagé que n'importe quel nombre d'aubes 26 puissent être utilisées. De plus, le mode de réalisation illustrée des aubes 26 n'est qu'un exemple 25 nullement limitatif de configurations d'une aube 26, d'une hélice 28 ou d'un système de TAD 12, et d'autres configurations possibles sont envisagées. Par exemple, il est envisagé des aéronefs 10 ou des systèmes de TAD 12 dans lesquels le système de TAD 12 est exposé en permanence au flux d'air. 3040370 6 Dans un autre exemple, les aubes 26 peuvent être conçues avec une autre forme, un autre dessin ou une autre inclinaison possible, par exemple, pour assurer l'interaction évoquée plus haut lorsqu'elles sont exposées à un flux d'air prédéterminé, défini par 5 l'environnement de fonctionnement d'un aéronef 10 en vol. Un exemple nullement limitatif d'environnement de fonctionnement d'un aéronef 10 en vol peut comprendre une altitude de 1143 m (45 000 pieds) ou la densité de l'air d'un flux d'air peut être de 20 % en comparaison de la densité de l'air au niveau de la mer. 10 Comme illustré sur la Figure 2, la TAD 12 comporte un alternateur 22 situé dans l'intérieur 40 du carter 20. Le carter 20 peut en outre comprendre une plaque de support 21 conçue pour supporter le système de TAD 12 avec une partie de l'aéronef 10, par exemple par l'intermédiaire d'un passage 59 du mât 16. 15 La turbine ou l'hélice 28 peut en outre comprendre un arbre de sortie 30 de turbine, qui peut coopérer, à une première extrémité 32, avec les aubes 26 de façon que la rotation des aubes 26 fasse tourner l'arbre de sortie 30 de turbine. L'arbre de sortie 30 de turbine peut coopérer de n'importe quelle manière avec les aubes 26 20 et peut faire saillie vers l'arrière depuis les aubes 26 afin de créer une sortie rotative pour entraîner un groupe auxiliaire de puissance tel que l'alternateur 22. A titre d'exemple nullement limitatif, un arbre de sortie 30 de turbine peut comprendre un arbre rotatif 34 de rotor, ou tourner conjointement avec un arbre rotatif 34 de rotor, 25 grâce à un accouplement à cannelures ou autre accouplement mécanique approprié, de façon que la rotation des aubes soient transmise à l'arbre 34 de rotor par l'intermédiaire de l'arbre de sortie 30 de turbine. Il est envisagé des modes de réalisation de l'invention dans lesquelles l'arbre 34 de rotor est formé, usiné ou 30 fabriqué dans des matières thermiquement conductrices. Des 3040370 7 exemples nullement limitatifs de matières thermiquement conductrices peuvent comprendre un acier au carbone ou un alliage d'aluminium. Des formations supplémentaires de matières thermiquement conductrices ou d'arbre 34 de rotor peuvent être 5 incluses. L'alternateur 22 se trouve dans l'intérieur 40 du carter et comprend un rotor 56 couplé en rotation et thermiquement à l'arbre 34 de rotor et peut en outre comprendre, par exemple, une série d'aimants permanents 54. La série d'aimants permanents 54 peut 10 définir une série de pôles magnétiques ou de pôles de rotor de l'alternateur 22. L'alternateur 22 peut en outre comprendre un stator 55 fixe par rapport au carter 20 ou au rotor rotatif 56 et comprenant une série d'enroulements conducteurs 57. Le stator 55 peut être formé à partir de toute structure appropriée telle qu'un noyau 15 comprenant un feuilletage enroulé formant une structure à encoches dans laquelle sont reçus de multiples enroulements conducteurs 57 qui sont espacés radialement ou régulièrement autour du noyau. Lorsqu'il est monté, le rotor 56 est espacé par rapport au stator 55, au carter 20 et à la plaque de support 21 afin de créer un 20 jeu mécanique pendant la rotation. L'arbre 34 de rotor est supporté en rotation par rapport au carter, par exemple sur des paliers espacés 38, de façon que la rotation de l'hélice 28 soit conçue pour provoquer une rotation correspondante de l'arbre 34 de rotor et du rotor 56. La rotation du rotor 56 et de la série d'aimants permanents 25 54 par rapport au stator 55 et à la série d'enroulements 57 est conçue pour générer, dans la série d'enroulements 57, un courant qui est finalement fourni à l'aéronef 10, par exemple pour faire fonctionner une série de charges ou de systèmes électriques. Pendant le fonctionnement du système de TAD 12, la TAD 30 14 est déployée dans le flux d'air entourant l'aéronef 10 et le flux 3040370 8 d'air passant sur les aubes 26 fait tourner l'hélice 28 ou les aubes 26. La rotation des aubes 26 provoque une rotation correspondante de l'arbre de sortie 30 de turbine et de l'arbre 34 de rotor. La rotation de l'arbre 34 de rotor et du rotor 56 par rapport au stator 55 5 génère de l'électricité pour l'aéronef 10. Des exemples de réalisation de l'alternateur 22 peuvent être conçues pour générer, par exemple, du courant alternatif (c.a.) ou du courant continu (c. c.). Pendant que l'alternateur 22 génère de l'électricité, de la 10 chaleur peut être générée dans le stator 55 ou le rotor 56 en raison, à titre d'exemples nullement limitatifs, de pertes par courants de Foucault, de pertes dans le cuivre ou de pertes magnétiques. Si la chaleur n'est pas évacuée du stator 55 ni du rotor 56, les performances de l'alternateur 22 risquent de se dégrader ou 15 l'alternateur peut tomber en panne. Du fait des soucis liés à la chaleur, certains alternateurs 22 peuvent comprendre des moyens de refroidissement passif ou actif. Les systèmes de refroidissement passif privilégient la régulation thermique ou la gestion thermique tout en n'utilisant pas 20 ou seulement très peu d'énergie supplémentaire. Par exemple, la chaleur générée dans le stator 55 ou dans les enroulements 57 peut être évacuée thermiquement du stator 55 ou des enroulements 57 par couplage thermiquement conducteur avec les ailettes de dissipation de chaleur 50 disposées autour du stator 55 ou du carter 20. 25 L'exposition de la série d'ailettes 50 dans le flux d'air (représenté par les flèches en tirets 58) sert à la dissipation passive d'une quantité de chaleur par convection thermique ou rayonnement thermique vers l'environnement immédiat. Le refroidissement actif, à la différence du refroidissement 30 passif, utilise davantage d'énergie pour réaliser, à l'aide d'une 3040370 9 différentielle de l'enthalpie, le refroidissement d'un organe dégageant de la chaleur. Par exemple, certains alternateurs 22 peuvent contenir un circuit de refroidissement par fluide (un liquide ou de l'air) thermiquement proche d'une partie du rotor 56 ou de 5 l'arbre 34 de rotor ou passant dans ladite partie et sont conçus pour contribuer à distribuer un fluide (un liquide ou de l'air) par l'intermédiaire du circuit, le fluide absorbant une partie de la chaleur générée dans le rotor 56 et l'emportant hors du module. Cette forme de refroidissement dissipe d'une manière active une 10 quantité de chaleur grâce à une augmentation de l'enthalpie du fluide en mouvement. Cependant, certains modes de réalisation de systèmes de TAD 12 ne conviennent pas pour des systèmes de refroidissement actif. Par exemple, un aéronef 10 effectuant des vols 15 intercontinentaux peut être conçu pour comporter, ou peut devoir comporter, des systèmes de TAD 12 entièrement confinés ou étanches pour empêcher que des corps étrangers ou des polluants ne pénètrent dans le système de TAD 12 ou ne perturbent l'alternateur 22. Par exemple, des corps étrangers tels que des cendres 20 volcaniques risquent d'occasionner une dégradation des performances ou un mauvais fonctionnement de l'alternateur 22. Ce confinement ou cette étanchéité risque d'être incompatible avec les systèmes de refroidissement actif ou passif tels que les systèmes de refroidissement par liquide présentés ci-dessus, puisque cette 25 étanchéité peut avoir des conséquences empêchant, inhibant ou contrariant les effets des circuits de refroidissement ou des voies d'évacuation de chaleur classiques. Les incompatibilités ci-dessus se manifestent particulièrement dans les alternateurs confinés ou étanches 22 qui ne peuvent assurer qu'une dissipation ou une 3040370 10 évacuation limitée de la chaleur générée sur, au niveau ou autour du rotor 56. Des modes de réalisation de l'invention peuvent résoudre le problème de la dissipation ou évacuation limitée de la chaleur 5 générée au niveau du rotor 56 en comportant le second système de refroidissement 70 illustré sur la Figure 2. Comme représenté, l'arbre de rotor thermiquement conducteur 34 peut être conçu pour prolonger ou pour être couplé thermiquement à un autre arbre qui s'étend vers l'arrière et au moins partiellement à l'extérieur du 10 système de TAD 12, de la TAD 14 ou du carter 20 tout en présentant encore une configuration confinée ou étanche du système de TAD 12. L'arbre extérieur 74 de rotor peut comprendre ou supporter une seconde série d'aubes thermiquement conductrices 76, elles aussi en aval et à l'extérieur du carter 20. Les aubes 76 de la 15 seconde série sont couplées thermiquement à l'arbre de rotor thermiquement conducteur 34, 74 et contribuent à définir une voie de conduction de chaleur ou de transfert de chaleur depuis le rotor 56, via l'arbre 34, 74 de rotor, jusqu'à l'extérieur du carter 20 et jusqu'à la seconde série d'aubes 76. Les aubes 76 de la seconde 20 série sont conçues de façon qu'un flux d'air (représenté par la flèche en tirets 78) passant sur le système de TAD 12 passe aussi sur la seconde série d'aubes 76 et assure un transfert de chaleur des aubes 76 au flux d'air 78. Les aubes 76 de la seconde série peuvent être conçues pour 25 avoir une forme d'aubes, un dessin ou une inclinaison, par exemple par rapport au flux d'air 78, afin d'assurer le transfert de chaleur des aubes 76 au flux d'air 78, lorsqu'elles sont exposées au flux d'air 78, comme décrit ici. Dans un exemple nullement limitatif, les aubes 76 de la seconde série peuvent être conçues pour être inclinées par 30 rapport au flux d'air 78 traversant la seconde série d'aubes 76 de 3040370 11 façon que le coefficient de transfert thermique du second système de refroidissement 70 ou de la seconde série d'aubes 76 soit supérieur au coefficient de transfert thermique d'une série d'aubes non inclinées. Dans un autre exemple de conception nullement 5 limitatif, la forme, le dessin ou l'inclinaison des aubes peut être conçu pour assurer un transfert de chaleur des aubes 76 au flux d'air 78, le flux d'air 78 étant défini par l'environnement de fonctionnement d'un aéronef en vol 10, comme expliqué plus haut. De plus, les aubes 76 de la seconde série exposées au flux d'air 78 10 peuvent être conçues de façon que la longueur des aubes 76 ou de l'arbre 34 de rotor s'étendant vers l'arrière depuis le système de TED 12 puisse réduire l'ampleur des vibrations subies par ou provoquées sur l'arbre 34 de rotor. Le système de TAD 12, la TAD 14 ou le carter 20 peut en 15 outre être conçu pour mettre une orientation, une configuration ou des augmentations du flux d'air 78 passant sur la seconde série d'aubes 76, en comparaison d'un système de TAD 12, d'une TAD 14 ou d'un carter 20 sans configuration du flux d'air 78. Par exemple, comme illustré, les flux d'air 78 peuvent être conçus pour se croiser 20 ou s'entrecroiser autour de la seconde série d'aubes 76 de soufflante. Dans un exemple nullement limitatif, les ailettes de dissipation de chaleur 50 peuvent être conçues pour orienter de la manière voulue le flux d'air 58, 78. Le panneau 72 conçu pour protéger la seconde série d'aubes 76 contre les corps étrangers peut 25 comprendre une série d'orifices 80 ou de fentes ménagés radialement autour de la seconde série d'aubes 76 et conçus pour permettre au flux d'air 78 de passer à travers le panneau de protection 72 et de traverser la seconde série d'aubes 76. De plus, bien que le panneau de protection 72 ait été représenté avec une 3040370 12 paroi arrière optionnelle 82, des exemples de réalisation de l'invention envisagent un panneau sans paroi arrière 82. Il est envisagé des exemples nullement limitatifs de modes de réalisation du système de TAD 12, de la TAD 14 et de la seconde 5 série d'aubes 76 dans lesquels, par exemple, la rotation de la seconde série d'aubes 76 est couplée à celle de l'arbre 34 de rotor de façon que la seconde série d'aubes 76 tourne avec l'arbre 34 de rotor. En ce sens, l'exposition des aubes 76 en rotation de la seconde série dans le flux d'air 78 peut assurer le transfert de 10 chaleur des aubes 76 au flux d'air 78. Selon une autre possibilité, l'arbre 34 de rotor peut comprendre une première boîte d'engrenages avec une entrée couplée à l'arbre 34 et une sortie couplée à la seconde série d'aubes 76, et conçue pour permettre une conduction thermique de l'entrée à la sortie. Dans cette autre configuration 15 possible, la boîte d'engrenages peut contribuer à faire tourner la seconde série d'aubes 76 à une vitesse de rotation supérieure ou inférieure à celle de l'arbre 34 de rotor. Dans encore une autre configuration, la seconde série d'aubes 76 peut être conçue de façon que les aubes 76 de la seconde série ne tournent pas par couplage 20 avec l'arbre 34 de rotor et soient fixes (c'est-à-dire non rotatives) par rapport à l'arbre 34. De plus, bien que ce ne soit pas illustré, la TAD 14 ou le carter 20 peut en outre comprendre une seconde boîte d'engrenages ayant une série d'engrenages de modification de vitesse montés en 25 ligne entre l'hélice 28 ou l'arbre de sortie 30 de turbine et l'arbre 34 de rotor. La seconde boîte d'engrenages peut être conçue pour entraîner l'arbre 34 de rotor ou le rotor 56 à une vitesse de rotation plus grande ou plus petite que celle de l'hélice 28, de telle sorte que l'alternateur 22 génère une quantité ou une forme prédéterminée 30 d'électricité pour l'aéronef 10. Dans un exemple nullement limitatif, 3040370 13 la seconde boîte d'engrenages peut comprendre un train d'engrenages d'accélération pour générer au moins 10 kilovoltsampères (kVA) à 20 000 tours/min en réponse à une vitesse de rotation prédéterminée de 6000 tours/min de l'arbre de sortie de 5 turbine. L'alternateur 22 peut, par exemple, avoir une structure du type en galette dans laquelle le stator 55 et le rotor 56 ont un diamètre plus grand et une longueur axiale plus petite en comparaison d'un système de TAD typique. On sait que la structure 10 du type en galette génère des quantités d'électricité égales à celles d'un système de TAD typique à des vitesses de rotation plus basses de l'hélice 28 et du rotor 56 sans nécessiter une boîte d'engrenages d'accélération. A titre d'exemple nullement limitatif, un alternateur 22 du type en galette peut être conçu pour générer au moins 30 kW 15 à 6000 tours/min. La Figure 3 illustre un autre système de TAD 12 possible selon un deuxième mode de réalisation de l'invention. Le deuxième mode de réalisation est similaire au premier mode de réalisation, aussi les parties identiques seront-elles désignées par les mêmes 20 repères augmentés de 100, étant entendu que, sauf mention contraire, la description des parties identiques de le premier mode de réalisation vaut pour le deuxième mode de réalisation. Une différence entre le premier mode de réalisation et le deuxième mode de réalisation consiste en ce que l'arbre 134 de rotor comprend en 25 outre un conduit de chaleur 190 qui s'étend le long de l'arbre 134 et couple thermiquement au moins une partie du rotor 56 ou de l'arbre 134 de rotor à la seconde série d'aubes 76. Le conduit de chaleur 190 peut, par exemple, être usiné ou fabriqué dans une matière thermiquement conductrice identique à celle de l'arbre 134 de rotor 30 ou différente de celle-ci, ou encore peut être usiné ou fabriqué de 3040370 14 façon que le conduit de chaleur 190 soit intégré avec l'arbre 134 de rotor. Le conduit de chaleur 190 peut en outre être assujetti d'une manière amovible ou permanente dans l'arbre 134 de rotor par tout moyen de montage mécanique, de montage à frottement, de montage 5 par collage, etc. Le conduit de chaleur 190 peut se présenter sous une forme allongée, notamment, mais d'une manière nullement limitative, une forme cylindrique, et comprend une première extrémité fermée 192 proximale par rapport à l'hélice 28 et une seconde extrémité fermée 10 194 distale par rapport à l'hélice 28, par exemple s'étendant au-delà d'au moins un sous-ensemble de la seconde série d'aubes 76. Le conduit de chaleur 190 peut avoir un intérieur 196 définissant un réservoir de fluide contenant un fluide ou une matière à changement de phase (non représenté), qui peut passer d'une première phase à 15 une seconde phase. Par exemple, le fluide à changement de phase peut passer d'une phase liquide à une phase gazeuse. Le fluide à changement de phase peut être choisi ou conçu pour permettre une chaleur de vaporisation particulière, ou une enthalpie de vaporisation particulière, à savoir le changement 20 combiné de l'énergie interne et de l'enthalpie nécessaire pour faire passer, à une pression donnée, une quantité donnée d'un fluide d'une phase liquide à une phase gazeuse. En ce sens, la chaleur de vaporisation du fluide à changement de phase définit la quantité de chaleur absorbée par le fluide, par transfert de chaleur depuis le 25 rotor 56, par l'intermédiaire de l'arbre 134 de rotor, pour faire passer le liquide d'une phase liquide à une phase gazeuse, et inversement, quelle quantité de chaleur est libérée dans la seconde série d'aubes 76 depuis le fluide lorsque le gaz se recondense en liquide à la seconde extrémité 192. Par ailleurs, le conduit de 30 chaleur étanche 190 peut être configuré de telle sorte que la 3040370 15 pression dans l'intérieur 196 du conduit de chaleur puisse être modifiée pour produire une chaleur de vaporisation choisie. Le fluide à changement de phase particulier ou la pression particulière dans l'intérieur 196 peut être choisi en fonction des 5 températures prévisibles destinées à être rencontrées pendant le fonctionnement du système de TAD 112 ou de la TAD 114 pour assurer que le changement de phase ait lieu. Un exemple nullement limitatif de pression dans le réservoir peut comprendre une pression inférieure à une atmosphère standard (1 atm). Des exemples 10 nullement limitatifs de fluides à changement de phase utilisables comprennent l'eau, l'ammoniac, le méthanol, l'acétone, le fréon ou toute combinaison de ceux-ci. Les fluides à changement de phase peuvent en outre être choisis en fonction de leur compatibilité ou incompatibilité avec les matières ou la structure du conduit de 15 chaleur 190. Le conduit de chaleur 190, ou une série de conduits de chaleur, peut être doté(s) d'une section transversale ou d'un diamètre relativement petit. La circulation du fluide de travail à l'intérieur du conduit de chaleur dépend d'une force centrifuge 20 générée par la rotation de l'arbre 134 de rotor et du conduit de chaleur 190, les forces centrifuges distribuant le condensat sous la forme d'un flux de liquide ou d'un film de liquide. La profondeur du flux de liquide ou l'épaisseur du film de liquide diminue dans la direction d'écoulement du liquide sur chaque portion de la paroi 25 cylindrique. La distribution du condensat peut être facilitée par des moyens supplémentaires et d'autres moyens possibles, dont, mais à titre nullement limitatif, le recours à l'action capillaire de parois latérales modelées. Bien que le conduit de chaleur 190 soit décrit comme ayant une forme cylindrique, des exemples de réalisation de 30 l'invention peuvent comporter n'importe quel nombre de formes en 3040370 16 coupe transversale du conduit de chaleur 190, notamment une forme circulaire, carrée, triangulaire, elliptique, etc. Le conduit de chaleur 190 fonctionne d'une manière telle que, dans un exemple, la chaleur générée par le rotor 56 est 5 transférée par conduction dans le conduit de chaleur 190, par l'intermédiaire de l'arbre de rotor thermiquement conducteur 34. La chaleur conduite jusqu'au conduit de chaleur 190 peut alors être transférée par conduction, ou être absorbée, dans le fluide à changement de phase, lequel, en réponse au transfert ou 10 l'absorption de la chaleur, passe d'une phase liquide à une phase gazeuse. Le fluide gazeux à changement de phase peut circuler sur au moins une partie du conduit de chaleur 190 en s'éloignant du rotor 56 et condenser (c'est-à-dire revenir en phase liquide) sur les parois latérales internes modelées du conduit de chaleur 190 à ou 15 près de la seconde extrémité 194, en libérant dans la paroi latérale du conduit de chaleur 190 la partie stockée de la chaleur, laquelle peut être transférée par conduction jusqu'à la seconde série d'aubes 76 par l'intermédiaire de l'arbre 134 de rotor. La chaleur peut alors, par exemple, être libérée dans le flux d'air 78, comme expliqué ici. 20 Le fluide à changement de phase, de nouveau en phase liquide, se redisperse vers le rotor 56, sur les parois latérales de l'intérieur 196 du conduit de chaleur, par exemple sous l'effet de la force centrifuge s'exerçant sur le flux de liquide (ou le film de liquide) de retour dont l'épaisseur diminue sur les parois latérales cylindriques 25 dans le sens d'écoulement du liquide prêt à absorber la chaleur supplémentaire. La Figure 4 représente une vue partielle en perspective du second système de refroidissement 270 et du panneau de protection 272 selon un troisième mode de réalisation du système de TAD 212. 30 Le troisième mode de réalisation est similaire aux modes de 3040370 17 réalisation précédents et les parties identiques sont désignées par les mêmes repères augmentés de 200, étant entendu que, sauf mention contraire, la description des parties identiques des modes de réalisation précédents vaut pour le troisième mode de réalisation. 5 Le troisième mode de réalisation diffère des modes de réalisation précédents en ce que le panneau de protection 272 selon le troisième mode de réalisation a une configuration différente en ce qui concerne la série d'orifices 280 ou de fentes ménagés radialement autour de la seconde série d'aubes 76. Par ailleurs, la 10 Figure 5 représente une vue partielle en perspective du second système de refroidissement 370 et du panneau de protection 372 selon un quatrième mode de réalisation du système de TAD 312. Le quatrième mode de réalisation est similaire aux modes de réalisation précédents et les parties identiques sont désignées par les mêmes 15 repères augmentés de 300, étant entendu que, sauf mention contraire, la description des parties identiques des modes de réalisation précédents vaut pour le quatrième mode de réalisation. Le quatrième mode de réalisation diffère des modes de réalisation précédents en ce que le panneau de protection 372 selon le 20 quatrième mode de réalisation a une configuration différente en ce qui concerne la série d'orifices 380 ou de fentes ménagés radialement autour de la seconde série d'aubes 76. Comme décrit ici, la série d'orifices 280, 380 représentée dans les troisième et quatrième modes de réalisation peut être conçue pour permettre à la 25 seconde série d'aubes 76 d'être exposée au flux d'air 78 pendant le vol de l'aéronef 10. Des modes de réalisation et configurations supplémentaires possibles s'ajoutant à celle représentée sur les figures évoquées ci-dessus, sont envisagées par la présente invention. Par exemple, un 30 mode de réalisation de l'invention envisage de concevoir le système 3040370 18 de TAD 12, la TAD 14, le carter 20 ou l'hélice 28 pour diriger le flux d'air 78 suivant une figure particulière autour du système de TAD 12 pour l'exposition de la seconde série d'aubes 76. Par exemple, dans un exemple nullement limitatif, le carter 20 ou les 5 ailettes de dissipation de chaleur 50 peut/peuvent être conçu(es) pour diriger le flux d'air 78 autour du système de TAD 12 afin de lui donner une figure de cyclone ou de tourbillon, de façon que le flux d'air 78 tourbillonne autour du système de TAD 12 et de la seconde série d'aubes 76, ce qui peut faire encore augmenter le 10 coefficient de transfert thermique de la seconde série d'aubes 76, en comparaison d'un système de TAD non conçu pour diriger le flux d'air. Dans le présent exemple de configuration, les aubes 76 de la seconde série exposées au flux d'air à figure tourbillonnaire peuvent être conçues de façon que la longueur sur laquelle les aubes 76 ou 15 l'arbre 34 de rotor s'étendent vers l'arrière depuis le système de TAD 12 puisse réduire l'ampleur des vibrations subies par, ou provoquées sur l'arbre 34 de rotor. Un autre mode de réalisation possible peut comporter un système de TAD 12 à structure retournée, c'est-à-dire dans laquelle 20 le rotor 56 est à l'extérieur du stator 55 et tourne autour du stator 55. Dans ce mode de réalisation, le rotor extérieur 56 peut être logé dans le carter 20 et peut être couplé thermiquement et en rotation avec la seconde série d'aubes 76 par l'intermédiaire de l'arbre thermiquement conducteur 34. Le stator 55 peut aussi être supporté 25 par un second arbre, non rotatif. Selon une autre possibilité, un autre mode de réalisation possible peut comporter un système de TAD 12 à structure retournée dans laquelle le stator 55 est couplé thermiquement à la seconde série d'aubes 76, grâce à quoi l'exposition de la seconde série d'aubes 76 dans le flux d'air 78 30 assure un transfert de chaleur du stator 55 au flux d'air 78. La 3040370 19 seconde série d'aubes 76 peut tourner librement en réponse à l'exposition au flux d'air 78, ou celle-ci peut être conçue pour un transfert de chaleur pour exposition fixe (c'est-à-dire sans rotation) au flux d'air 78. Encore une autre exemple de réalisation possible 5 peut comporter un système de TAD 12 dans lequel le rotor 56 et le stator 55 sont l'un et l'autre couplés thermiquement à la seconde série d'aubes 76, de telle sorte que la seconde série d'aubes 76 assure un transfert de chaleur du stator 55 et du rotor 56 au flux d'air 78. 10 Des configurations ou figures de direction supplémentaires du flux d'air sont envisagées. De plus, la conception et la disposition des divers organes peuvent être remaniées pour permettre la réalisation d'un certain nombre de différentes configurations en ligne. 15 Les modes de réalisation décrits ici proposent un système de TAD avec un second système de refroidissement, en aval, pour la chaleur générée par le rotor. Un avantage réalisable dans les modes de réalisation ci-dessus est que les modes de réalisation décrits plus haut ont des capacités supérieures de refroidissement pour la 20 chaleur générée par le rotor pendant le fonctionnement de l'alternateur en comparaison des systèmes de TAD du type selon la technique antérieure. En outre, dans des configurations particulières d'alternateurs ou de TAD, des configurations qui préfèrent ou nécessitent une étanchéité pour une structure à l'abri des corps 25 étrangers (p. ex. une structure à l'abri des cendres), les procédés classiques de refroidissement de rotors sont insuffisamment mis en oeuvre ou ne peuvent pas du tout être mis en oeuvre (notamment pour le refroidissement par liquide). L'accumulation de chaleur dans les systèmes selon la technique antérieure risquerait d'aboutir à une 3040370 20 baisse des performances de l'alternateur, une panne de l'alternateur ou une rupture de la matière d'étanchéité ou d'isolation. Avec la solution proposée de refroidissement du rotor vers l'arrière, la chaleur générée au niveau du rotor peut être transférée 5 le long de l'arbre de rotor et dissipée dans le flux d'air par la seconde série d'aubes, lesquelles peuvent être conçues, comme expliqué plus haut, pour refroidir le rotor et l'arbre de rotor. Des modes de réalisation de l'invention qui comptent un conduit de chaleur peuvent encore accroître la transmission de la chaleur le 10 long du rotor. De plus, la configuration du système de TAD peut diriger le flux d'air suivant une figure prédéterminée, notamment suivant une figure entrecroisée, cyclonique ou tourbillonnaire, afin d'exposer la seconde série d'aubes et de créer un plus grand coefficient de transfert thermique du second système de 15 refroidissement. Lors de la conception d'organes d'aéronefs, les facteurs importants qu'il faut prendre en compte sont les dimensions, le poids et la fiabilité. Les systèmes de TAD décrits plus haut peuvent être conçus pour comporter un alternateur plus petit fonctionnant à 20 une plus grande densité de puissance ou un plus grand rendement et à une température de fonctionnement plus basse que dans un système de TAD étanche selon la technique antérieure. Il en résulte un système plus léger, moins encombrant, plus performant et plus fiable. Le nombre réduit de pièces et la maintenance allégée 25 contribueront à abaisser les coûts de fabrication et les coûts d'exploitation. L'allègement et la miniaturisation sont à mettre en parallèle avec des avantages concurrentiels pendant le vol. REVENDICATIONS1. Système de turbine à air dynamique (12, 112, 212, 312), comportant : un arbre rotatif thermiquement conducteur (34, 74, 134) ; un carter (20) ayant un corps définissant un intérieur (40) ; un alternateur (22) situé dans l'intérieur (40) et ayant un stator (55) et un rotor (56), le rotor (56) étant couplé fonctionnellement et thermiquement à l'arbre (34, 74, 134) ; une turbine (14, 114) ayant une première série d'aubes (26) coopérant avec l'arbre rotatif (34, 74, 134) et conçue de façon que le flux d'air (78) traversant la première série d'aubes (26) fasse tourner l'arbre (34, 74, 134) ; et une seconde série d'aubes (76) en aval et à l'extérieur du carter (20), la seconde série d'aubes (76) étant couplée thermiquement à l'arbre (34, 74, 134) et conçue de façon que le flux d'air (78) traversant la seconde série d'aubes (76) assure un transfert de chaleur vers le flux d'air (78). 2. Système de turbine à air dynamique (12, 112, 212, 312) selon la revendication 1, dans lequel l'arbre rotatif thermiquement conducteur (34, 74, 134) comprend en outre un conduit de chaleur (190). 3. Système de turbine à air dynamique (12, 112) selon la revendication 1, dans lequel le carter (20) est étanche pour empêcher que des corps étrangers ne pénètrent dans l'intérieur (40). 4. Système de turbine à air dynamique (12, 112, 212, 312) selon la revendication 1, dans lequel le carter (20) est étanche pour empêcher que des cendres volcaniques ne pénètrent dans l'intérieur (40). 3040370 22 5. Système de turbine à air dynamique (12, 112, 212, 312) selon la revendication 1, dans lequel les aubes (76) de la seconde série tournent avec l'arbre rotatif (34, 74, 134). 6. Système de turbine à air dynamique (12, 112) selon la 5 revendication 5, dans lequel les aubes (76) de la seconde série sont supportées par l'arbre rotatif (34, 74, 134), et dans lequel une partie de l'arbre rotatif (34, 74, 134) est à l'extérieur du carter (20). 7. Système de turbine à air dynamique (12, 112, 212, 312) selon la revendication 1, dans lequel les aubes (76) de la seconde 10 série sont inclinées par rapport au flux d'air 78 traversant la seconde série d'aubes (76) de façon que le coefficient de transfert thermique de la seconde série d'aubes (76) soit supérieur à celui d'une série d'aubes non inclinées. 8. Système de turbine à air dynamique (12, 112, 212, 312) 15 selon la revendication 1, dans lequel le corps du carter (20) est conçu pour diriger le flux d'air (78) pour qu'il traverse la seconde série d'aubes (76). 9. Système de turbine à air dynamique (12, 112, 212, 312) selon la revendication 8, dans lequel le corps du carter (20) est en 20 outre conçu pour créer un tourbillon de flux d'air (78) traversant la seconde série d'aubes (76). 10. Système de turbine à air dynamique (12, 112, 212, 312) selon la revendication 1, comportant en outre un panneau de protection (72, 172, 272, 372) disposé autour de la seconde série 25 d'aubes (76) et ayant une série d'orifices (80, 280, 380) ménagés radialement autour de la seconde série d'aubes (76), la série d'orifices (80, 280, 380) étant ménagée et conçue pour permettre au flux d'air (78) de traverser le panneau de protection (72, 172, 272, 372) jusqu'à la seconde série d'aubes (76). 3040370 23 11. Echangeur de chaleur pour alternateur (22) de turbine à air dynamique, comportant : un stator (55) ayant une série d'enroulements (57) ; un rotor (56) ayant une série d'aimants permanents et conçu 5 pour tourner par rapport au stator (55) afin de générer un courant dans la série d'enroulements (57) ; et une série d'aubes (26) couplée thermiquement au stator (55) et/ou au rotor (56) par l'intermédiaire d'un arbre rotatif thermiquement conducteur (34, 74, 134), et conçue de façon que la 10 série d'aubes (26) soit exposée à un flux d'air (78) passant dans la turbine à air dynamique (14, 114) ; l'échangeur de chaleur conduisant de la chaleur depuis le stator (55) et/ou le rotor (56), par l'intermédiaire de l'arbre thermiquement conducteur (34, 74, 134), jusqu'à la série d'aubes 15 (26), grâce à quoi l'exposition de la série d'aubes (26) dans le flux d'air (78) assure un transfert de chaleur du rotor (56) au flux d'air (78). 12. Echangeur de chaleur selon la revendication 11, dans lequel le rotor (56) tourne à l'extérieur du stator (55). 20 13. Echangeur de chaleur selon la revendication 12, dans lequel les aubes (50) de la série sont couplées en rotation au rotor (56) par l'intermédiaire de l'arbre thermiquement conducteur (34, 74, 134), grâce à quoi l'exposition des aubes (50) de la série tournant dans le flux d'air (78) assure un transfert de chaleur du 25 rotor (56) au flux d'air (78). 14. Echangeur de chaleur selon la revendication 12, dans lequel les aubes (26) de la série sont couplées thermiquement au stator (55), par l'intermédiaire de l'arbre thermiquement conducteur (34, 74, 134), grâce à quoi l'exposition des aubes (26) 3040370 24 de la série dans le flux d'air (78) assure un transfert de chaleur du stator (55) au flux d'air (78). 15. Echangeur de chaleur selon la revendication 14, dans lequel les aubes (50) de la série sont conçues pour tourner 5 dans le flux d'air (78). 16. Echangeur de chaleur selon la revendication 11, comportant en outre un carter (20) ayant un corps définissant un intérieur (40), le stator (55) et une partie du rotor (56) se trouvant dans l'intérieur (40), et le carter (20) étant étanche pour empêcher 10 que des corps étrangers ne pénètrent dans l'intérieur (40). 17. Aéronef (10) comportant : un alternateur (22) de turbine à air dynamique comprenant : un arbre rotatif thermiquement conducteur (34, 74, 134) ; un carter (20) ayant un corps définissant un intérieur 15 (40) ; un alternateur (22) situé dans l'intérieur (40) et ayant un stator (55) et un rotor (56), le rotor étant couplé fonctionnellement et thermiquement à l'arbre (34, 74, 134) ; une turbine (14, 114) ayant une première série d'aubes 20 (50) coopérant avec l'arbre rotatif (34, 74, 134) et conçue de façon que le flux d'air (78) traversant la première série d'aubes (26) fasse tourner l'arbre (34, 74, 134) ; et une seconde série d'aubes (76) en val et à l'extérieur du carter (20), les aubes (76) de la seconde série étant couplées 25 thermiquement à l'arbre (34, 74, 134) ; dans lequel le flux d'air (78) circulant autour de l'alternateur (22) de turbine à air dynamique en traversant la seconde série d'aubes (76) assure un transfert de chaleur de la seconde série d'aubes (76) au flux d'air (78). 3040370 25 18. Aéronef (10) selon la revendication 17, dans lequel l'arbre rotatif thermiquement conducteur (34, 74, 134) comprend en outre un conduit de chaleur (190). 19 Aéronef (10) selon la revendication 17, dans lequel 5 les aubes (76) de la seconde série sont inclinées par rapport au flux d'air (78) traversant la seconde série d'aubes (76) de façon que le coefficient de transfert thermique de la série d'aubes (76) soit supérieur à celui d'une série d'aubes non inclinées. 20. Aéronef (10) selon la revendication 17, dans lequel 10 le corps du carter (20) est conçu pour diriger le flux d'air (78) afin qu'il traverse la seconde série d'aubes (76).