Brevet FR3056557A1 — publié le 20180330

SYSTEME D'ALIMENTATION EN CARBURANT POUR UN AERONEF DOMAINE TECHNIQUE La présente invention concerne un système d'alimentation en carburant pour un aéronef qui comporte entre autres un réservoir de carburant comprenant un compartiment pour de l'eau, ainsi qu'un aéronef comportant un tel système d' alimentation. ETAT DE LA TECHNIQUE ANTERIEURE Un aéronef comporte classiquement au moins un moteur dont la chambre de combustion est alimentée en air et en carburant. En fonction de la température du moteur, il est nécessaire d'apporter plus ou moins de l'air frais pour refroidir le moteur. En particulier, lorsque l'aéronef est au sol et que la température extérieure est élevée, il est nécessaire d'augmenter la vitesse de rotation du moteur pour qu'une plus grande quantité d'air soit aspirée. Cette augmentation de la vitesse de rotation du moteur entraîne alors une augmentation de la consommation de carburant. EXPOSE DE L'INVENTION Un objet de la présente invention est de proposer un système d'alimentation en carburant qui permet de réduire la vitesse de rotation du moteur lorsque l'aéronef est au sol tout en maintenant la température des éléments des moteurs à la température requise pour le fonctionnement de celui-ci. A cet effet est proposé un système d'alimentation pour un aéronef, ledit aéronef comportant au moins un moteur, et le système d'alimentation comportant : - un réservoir de carburant comportant un compartiment principal et - pour chaque moteur, une pompe à carburant pompant du carburant dans le compartiment principal et une canalisation d'alimentation entre la pompe à carburant et ledit moteur, le système d'alimentation étant caractérisé : - en ce que le réservoir comporte un compartiment secondaire ouvert sur le compartiment principal par l'intermédiaire d'une ouverture, - en ce que le système d'alimentation comporte un système d'apport en eau qui alimente ledit compartiment secondaire en eau, 3056557 2 - en ce que le système d'alimentation comporte une pompe à eau qui pompe l'eau du compartiment secondaire, - en ce que pour chaque canalisation d'alimentation, le système d'alimentation comporte, en aval de la pompe à eau, une canalisation de déversement qui débouche 5 dans la canalisation d'alimentation, et - en ce que le système d'alimentation comporte un système de contrôle qui commande les différentes pompes et vannes. Un tel système d'alimentation permet donc de récupérer de l'eau qui peut être mélangée au carburant en cas de nécessité. 10 Avantageusement, le système d'apport en eau comporte : - pour chaque pompe à carburant, une pompe Venturi en aval de la pompe à carburant, une pluralité de tubulures plongeant au fond du compartiment principal et rejoignant la pompe Venturi par l'intermédiaire d'une canalisation d'appel, et une canalisation de rejet en aval de la pompe Venturi, et 15 - une canalisation de remplissage dans laquelle les canalisations de rejet se rejoignent et qui débouche dans le compartiment secondaire. L'invention propose également un aéronef comprenant au moins un moteur et un système d'alimentation selon l'une des variantes précédentes. BREVE DESCRIPTION DES DESSINS 20 Les caractéristiques de l'invention mentionnées ci-dessus, ainsi que d'autres, apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un exemple de réalisation, ladite description étant faite en relation avec les dessins joints, parmi lesquels : la Fig. 1 est une représentation schématique en vue de dessus d'un aéronef 25 comportant un système d'alimentation selon l'invention, la Fig. 2 est une représentation schématique en vue arrière du système d'alimentation selon l'invention, et la Fig. 3 représente l'architecture d'un système de contrôle du système d'alimentation selon l'invention. 30 EXPOSE DETAILLE DE MODES DE REALISATION La Fig. 1 montre un aéronef 100 équipé d'un système d'alimentation 150 en carburant selon l'invention et la Fig. 2 montre le système d'alimentation 150. 3056557 3 Dans le mode de réalisation de l'invention présenté sur la Fig. 1, l'aéronef 100 comporte un tronçon central 102 de part et d'autre duquel est disposée une aile 104a-b, chacune supportant au moins un moteur 106a-b. Le système d'alimentation 150 comporte un réservoir 152 de carburant agencé 5 ici dans le tronçon central 102. Le réservoir 152 comporte un compartiment principal 152a et un compartiment secondaire 152b. Le compartiment principal 152a est rempli de carburant et le réservoir secondaire 152b est destiné à contenir au moins de l'eau. Le compartiment secondaire 152b est disposé ici en partie basse du réservoir 152, délimité par des 10 parois et ouvert sur le reste du réservoir 152, c'est-à-dire le compartiment principal 152a, par l'intermédiaire d'une ouverture 253. Le compartiment secondaire 152b permet de stocker de l'eau qui est utilisée pour alimenter les moteurs 106a-b comme cela est expliqué ci-après. La hauteur de l'ouverture 253 par rapport au fond du compartiment secondaire 152b donne le niveau maximum d'eau que le compartiment 15 secondaire 152b peut contenir, en effet lorsque l'eau atteint l'ouverture 253, elle se déverse dans le reste du réservoir 152, c'est-à-dire le compartiment principal 152a. Le système d'alimentation 150 comporte, pour chaque moteur 106a-b, une pompe à carburant 154a-b et une canalisation d'alimentation 156a-b entre la pompe à carburant 154a-b et ledit moteur 106a-b. La pompe à carburant 154a-b pompe du 20 carburant dans le compartiment principal 152a par l'intermédiaire d'une canalisation qui plonge dans le compartiment principal 152a et le rejette dans la canalisation d'alimentation 156a-b pour alimenter le moteur 106a-b. Pour éviter le reflux du carburant du moteur 106a-b vers la pompe à carburant 154a-b, chaque canalisation d'alimentation 156a-b est équipée d'un clapet anti-retour 25 158a-b qui est disposé entre le moteur 106a-b et la pompe à carburant 154a-b et qui empêche la circulation du carburant du moteur 106a-b vers la pompe à carburant 154a-b. Le système d'alimentation 150 comporte un système de brassage qui comprend pour chaque pompe à carburant 154a-b, une pompe Venturi 160a-b, une pluralité de 30 tubulures 162a-b plongeant au fond du compartiment principal 152a et rejoignant la pompe Venturi 160a-b par l'intermédiaire d'une canalisation d'appel 163a-b, et une canalisation de rejet 164a-b en aval de la pompe Venturi 160a-b. Le carburant provenant de la pompe à carburant 154a-b rejoint la pompe Venturi 160a-b en aval de la pompe à carburant 154a-b par l'intermédiaire d'une canalisation 3056557 4 de transfert 165a-b, et le carburant traverse la pompe Venturi 160a-b afin de créer une aspiration dans la canalisation d'appel 163a-b et les tubulures 162a-b. Cette aspiration permet d'aspirer le carburant riche en eau et présent dans le fond du compartiment principal 152a à l'intérieur de la pompe Venturi 160a-b. Le carburant ainsi aspiré se 5 mélange au carburant provenant de la pompe à carburant 154a-b et le mélange est rejeté de la pompe Venturi 160a-b par la canalisation de rejet 164a-b. Les canalisations de rejet 164a-b se rejoignent en une canalisation de remplissage 264 qui débouche dans le compartiment secondaire 152b. Ainsi, le mélange carburant-eau qui provient des pompes Venturi 106a-b s'écoule dans le 10 compartiment secondaire 152b et l'eau se sépare du carburant par décantation et au fur et à mesure que l'eau remplit le compartiment secondaire 152, le carburant s'échappe du compartiment secondaire 152b par l'ouverture 253 et rejoint le compartiment principal 152a. Le système d'alimentation 150 comporte également un circuit d'alimentation en 15 eau qui permet d'alimenter les canalisations d'alimentation 156a-b avec l'eau stockée dans le compartiment secondaire 152b. A cet effet, le circuit d'alimentation en eau comporte une pompe à eau 202 qui pompe l'eau du compartiment secondaire 152b par l'intermédiaire d'une canalisation à eau 204 qui plonge dans le compartiment secondaire 152b. 20 En aval de la pompe à eau 202, le circuit d'alimentation en eau comporte une première canalisation de déversement 206a et une deuxième canalisation de déversement 206b. La première canalisation de déversement 206a débouche dans l'une des canalisations d'alimentation 156a et la deuxième canalisation de déversement 206b débouche dans l'autre canalisation d'alimentation 156b. C'est-à- 25 dire que pour chaque canalisation d'alimentation 156a-b, le circuit d'alimentation en eau comporte, en aval de la pompe à eau 202, une canalisation de déversement 206a-b qui débouche dans la canalisation d'alimentation 156a-b. Pour éviter le reflux du carburant d'une canalisation d'alimentation 156a-b vers la pompe à eau 202, chaque canalisation de déversement 206a-b est équipée d'un 30 clapet anti-retour 208a-b qui est disposé entre la canalisation d'alimentation 156a-b et la pompe à eau 202 et qui empêche la circulation du carburant de la canalisation d'alimentation 156a-b vers la pompe à eau 202. 3056557 5 Le système d'alimentation 150 comporte un système de contrôle qui commande les différentes pompes et vannes afin de permettre l'alimentation de chaque moteur 106a-b avec la quantité souhaitée de carburant et d'eau. Ainsi, lorsque l'aéronef 100 est en vol, le système de contrôle commande l'arrêt 5 de la pompe à eau 202, et la mise en marche des pompes à carburant 154a-b pour alimenter les moteurs 106a-b avec la quantité souhaitée de carburant. Lorsque l'aéronef 100 est au sol, en particulier par temps chaud, et que les moteurs 106a-b doivent être alimentés avec un mélange de carburant et d'eau, le système de contrôle commande la mise en marche de la pompe à eau 202 et la mise en marche des pompes 10 à carburant 154a-b, ainsi l'eau du compartiment secondaire 152b est aspirée par la pompe à eau 202 et se mélange au carburant de chaque canalisation d'alimentation 156a-b avant d'alimenter les moteurs 106a-b. L'apport d'eau dans le carburant permet d'avoir un meilleur refroidissement des moteurs tout en réduisant la vitesse de rotation du moteur. 15 La Fig. 3 montre le système de contrôle 400 qui comprend, reliés par un bus de communication 410 : un processeur 401 ou CPU (« Central Processing Unit » en anglais) ; une mémoire vive RAM 402 (« Random Access Memory » en anglais) ; une mémoire morte ROM 403 (« Read Only Memory » en anglais) ; une unité de stockage telle qu'un disque dur ou un lecteur de support de stockage, tel qu'un lecteur de cartes 20 SD 404 (« Secure Digital » en anglais) ; au moins une interface de communication 405, permettant par exemple au système de contrôle 400, plus particulièrement au processeur 401 de communiquer avec les pompes et les vannes. Dans le mode de réalisation de l'invention présenté ici, l'eau est amenée dans le compartiment secondaire 152b par l'intermédiaire du circuit de brassage incluant les 25 pompes Venturi 160a-b, mais il est possible d'envisager que cette eau provienne d'un autre système d'apport en eau du système d'alimentation 150 et qu'il alimente ledit compartiment secondaire 152b en eau. Un autre système d'apport en eau est par exemple un réservoir d'eau extérieur au réservoir 152 avec une canalisation et une pompe qui transfère l'eau vers le compartiment secondaire 152b, ou un système de 30 condensation qui récupère l'eau qui se condense dans une autre partie de l'aéronef 100 et l'amène jusqu'au compartiment secondaire 152b. Afin de pouvoir alimenter les deux moteurs 106a-b avec la même pompe à carburant 154a-b en cas de panne de l'une d'elle, le système d'alimentation 150 comporte une canalisation de liaison 166 entre les deux canalisations d'alimentation 3056557 6 156a-b en aval des clapets anti-retour 158a-b. Cette canalisation de liaison 166 présente une valve 168 qui peut prendre une position ouverte pour laisser libre le passage du carburant dans la canalisation de liaison 166 ou une position fermée pour empêcher le passage du carburant dans la canalisation de liaison 166. 5 L'invention a été plus particulièrement décrite dans le cadre d'un aéronef 100 comportant un moteur 106a-b sous chaque aile 104a-b, mais il est possible d'appliquer l'invention dans le cas d'un aéronef ayant plus de deux moteurs en prolongeant les canalisations d'alimentation 156a-b jusqu'aux autres moteurs. Il est également envisageable qu'il y ait un seul moteur central. Dans ce cas, les 10 composants du système d'alimentation relatifs au deuxième moteur ne sont pas présents, c'est-à-dire qu'il y a uniquement les références 'a' ou les références `1)', et la canalisation de liaison 166 et la valve 168 associée ne sont pas présentes. REVENDICATIONS1) Système d'alimentation (150) pour un aéronef (100), ledit aéronef (100) comportant au moins un moteur (106a-b), et le système d'alimentation (150) comportant : - un réservoir (152) de carburant comportant un compartiment principal (152a) et - pour chaque moteur (106a-b), une pompe à carburant (154a-b) pompant du carburant dans le compartiment principal (152a) et une canalisation d'alimentation (156a-b) entre la pompe à carburant (154a-b) et ledit moteur (106a-b), le système d'alimentation (150) étant caractérisé : - en ce que le réservoir (152) comporte un compartiment secondaire (152b) ouvert sur le compartiment principal (152a) par l'intermédiaire d'une ouverture (253), - en ce que le système d'alimentation (150) comporte un système d'apport en eau qui alimente ledit compartiment secondaire (152b) en eau, - en ce que le système d'alimentation (150) comporte une pompe à eau (202) qui pompe l'eau du compartiment secondaire (152b), - en ce que pour chaque canalisation d'alimentation (156a-b), le système d'alimentation (150) comporte, en aval de la pompe à eau (202), une canalisation de déversement (206a-b) qui débouche dans la canalisation d'alimentation (156a-b), et - en ce que le système d'alimentation (150) comporte un système de contrôle qui commande les différentes pompes et vannes. 2) Système d'alimentation (150) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le système d'apport en eau comporte : - pour chaque pompe à carburant (154a-b), une pompe Venturi (160a-b) en aval de la pompe à carburant (154a-b), une pluralité de tubulures (162a-b) plongeant au fond du compartiment principal (152a) et rejoignant la pompe Venturi (160a-b) par l'intermédiaire d'une canalisation d'appel (163a-b), et une canalisation de rejet (164a-b) en aval de la pompe Venturi (160a-b), et - une canalisation de remplissage (264) dans laquelle les canalisations de rejet (164a-b) se rejoignent et qui débouche dans le compartiment secondaire (152b). 3056557 8 3) Aéronef (100) comprenant au moins un moteur (106a-b) et un système d'alimentation (150) selon l'une des revendications 1 ou 2.