Brevet FR3128734A1 — publié le 20230505

Intégration de génératrices dans un flux d’air de réacteur d’avion Turbomachine (100) comprenant : une soufflante (120) disposée selon un axe longitudinal (X) de la turbomachine, une veine primaire (130) apte à acheminer un flux d’air primaire de la soufflante à travers un compresseur, une chambre de combustion et une turbine de la turbomachine, une nacelle annulaire entourant la soufflante de façon à délimiter une veine secondaire (140) apte à acheminer un flux d’air secondaire de la soufflante dont la température est inférieure à celle du flux d’air primaire de la soufflante, le flux d’air secondaire de la soufflante s’étendant autour du flux d’air primaire de la soufflante et des bras de support (150) du moteur disposés autour de l’axe longitudinal (X) entre la nacelle annulaire et un moyeu qui délimite les veines primaire et secondaire, caractérisée en ce qu’elle comprend également un dispositif de génération d’énergie électrique (171, 172, 173, 174) monté en regard ou de sorte à pouvoir être disposé en regard d’un des bras de support dans le flux d’air secondaire et entrainé par le flux d’aire secondaire. Figure pour l’abrégé : Fig. 1B Intégration de génératrices dans un flux d’air de réacteur d’avion La présente invention se rapporte au domaine général de génération d’énergie électrique dans un aéronef et plus particulièrement de génération d’énergie électrique à partir d’un flux d’air. Le besoin en énergie électrique des avions est de plus en plus important et les avionneurs exigent des performances moteur (fourniture électrique, puissance moteur, consommation, …) de plus en plus élevées. Pour pouvoir assurer l’alimentation en électricité de l’avion, certains avions possèdent des moteurs sur lesquels ont été ajoutés un ou plusieurs générateurs. Cependant, l’intégration de ces générateurs sur le moteur doit être réalisée en minimisant les impacts sur les performances du moteur, c’est-à-dire de la turbomachine. FR 2 842 565 et FR 3 062 972 proposent ainsi l’utilisation de générateurs électriques couplés à un arbre moteur ou au rotor du compresseur pour produire de la puissance électrique. Cependant, en cas de défaillance ou de coupure du moteur, la production de cette puissance électrique peut être interrompue. Il est donc souhaitable de disposer d’un moyen de production d’énergie électrique permettant de garantir les performances du moteur et d’être disponible même en cas de défaillance du moteur. L’invention concerne une turbomachine comprenant : une soufflante disposée selon un axe longitudinal de la turbomachine, une veine primaire apte à acheminer un flux d’air primaire de la soufflante à travers un compresseur, une chambre de combustion et une turbine de la turbomachine, une nacelle annulaire entourant la soufflante de façon à délimiter une veine secondaire apte à acheminer un flux d’air secondaire de la soufflante dont la température est inférieure à celle du flux d’air primaire de la soufflante, le flux d’air secondaire de la soufflante s’étendant autour du flux d’air primaire de la soufflante, et des bras de support disposés autour de l’axe longitudinal entre la nacelle annulaire et un moyeu qui délimite les veines primaire et secondaire, caractérisée en ce qu’elle comprend également un dispositif de génération d’énergie électrique monté en regard ou de sorte à pouvoir être disposé en regard d’un des bras de support dans le flux d’air secondaire et entrainé par le flux d’air secondaire. Grâce à l’invention, il est possible de générer de l’électricité par le biais du dispositif de génération d’énergie électrique en utilisant de la puissance aérodynamique disponible. De plus, le dispositif de génération d’énergie électrique est monté et entrainé par le flux d’air secondaire indépendamment du fonctionnement du moteur. Cela permet une génération électrique même en cas de coupure du moteur, comme en cas de rotation libre de la turbine du moteur (« Windmilling » en anglais). Par ailleurs, le fait d’être placé dans le flux d’air secondaire permet de réduire les problèmes fonctionnels d’installation du dispositif de génération d’énergie électrique, car le flux d’air secondaire est plus froid que le flux primaire, et l’espace alloué pour son installation est plus important dans la veine secondaire. Selon une caractéristique particulière de l’invention, la turbomachine comprend une pluralité de dispositifs de génération d’énergie électrique montés en regard ou de sorte à pouvoir être disposés en regard des bras de support dans le flux d’air secondaire et entraînés par le flux d’air secondaire. Le fait d’avoir une pluralité de dispositifs de génération d’énergie électrique permet également une redondance de la production d’électricité qui est particulièrement utile en cas de défaillance d’un des dispositifs. Selon une autre caractéristique particulière de l’invention, les dispositifs de génération d’énergie électrique sont agencés en lignes et/ou en colonnes. Selon une autre caractéristique particulière de l’invention, au moins un des dispositifs de génération d’énergie électrique est monté sur un bras de support. Cela permet de ne pas gêner le flux d’air secondaire passant dans la veine secondaire. Selon un mode de réalisation de l’invention, au moins un des dispositifs de génération d’énergie électrique est monté sur un support disposé autour de l’axe longitudinal de la turbomachine entre les bras de support. Cela permet aux dispositifs de génération d’énergie électrique d’utiliser tout le flux d’air passant dans la veine secondaire. Selon une caractéristique particulière de l’invention, au moins un des dispositifs de génération d’énergie électrique monté sur un bras de support ou sur un support disposé autour de l’axe longitudinal de la turbomachine entre les bras de support du moteur est disposé face au flux d’air secondaire ou dans le sens du flux d’air secondaire. Selon un autre mode de réalisation de l’invention, au moins un des dispositifs de génération d’énergie électrique est monté sur la nacelle radialement par rapport à l’axe longitudinal de la turbomachine. Selon une caractéristique particulière de l’invention, les dispositifs de génération d’énergie électrique montés radialement sur la nacelle sont placés entre les bras de support ou en amont des bras de support par rapport au flux d’air secondaire. Selon un autre mode de réalisation de l’invention, la nacelle comprend au moins une cavité dans laquelle est monté un des dispositifs de génération d’énergie électrique. Cela permet de limiter les perturbations du flux d’air dans la veine secondaire. Cela peut, par exemple, être le cas lors d’une génération de forte poussée. Selon une caractéristique particulière de l’invention, une cavité de la nacelle comprend une trappe escamotable. La trappe escamotable permet d’obturer ou non l’accès du flux d’air secondaire au dispositif de génération d’énergie électrique et ainsi préserver un flux efficace lorsque l’on n’a pas besoin de générer de l’électricité à partir desdits dispositifs. Cela permet d’améliorer le fonctionnement du moteur, car les besoins en énergie diffèrent selon les phases de vol : décollage, atterrissage ou plein vol. Selon une autre caractéristique particulière de l’invention, les cavités de la nacelle sont des entrées d’air NACA. Un autre objet de l’invention concerne un aéronef comprenant au moins une turbomachine selon l’invention. D’autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description faite ci-dessous, en référence aux dessins annexés qui en illustrent des exemples de réalisation dépourvus de tout caractère limitatif. La représente, de manière schématique et partielle, une vue d’une turbomachine selon un mode de réalisation de l’invention. La représente, de manière schématique et partielle, une vue détaillée de la turbomachine de la . La représente, de manière schématique et partielle, une vue d’une turbomachine selon un autre mode de réalisation de l’invention. La représente, de manière schématique et partielle, une vue d’une turbomachine selon un autre mode de réalisation de l’invention. La représente, de manière schématique et partielle, une vue détaillée de la turbomachine de la . La représente, de manière schématique et partielle, une vue d’une turbomachine selon un autre mode de réalisation de l’invention. La représente, de manière schématique et partielle, une vue détaillée de la turbomachine de la . Turbomachine (100, 200, 300, 400) comprenant : une soufflante (120, 220, 320, 420) disposée selon un axe longitudinal (X) de la turbomachine, une veine primaire (130, 230, 330, 430) apte à acheminer un flux d’air primaire de la soufflante à travers un compresseur, une chambre de combustion et une turbine de la turbomachine, une nacelle annulaire (160, 360, 460) entourant la soufflante de façon à délimiter une veine secondaire (140, 240, 340, 440) apte à acheminer un flux d’air secondaire de la soufflante dont la température est inférieure à celle du flux d’air primaire de la soufflante, le flux d’air secondaire de la soufflante s’étendant autour du flux d’air primaire de la soufflante, et des bras de support (150, 250, 251, 350, 450) disposés autour de l’axe longitudinal (X) entre la nacelle annulaire et un moyeu qui délimite les veines primaire et secondaire, caractérisée en ce qu’elle comprend également un dispositif de génération d’énergie électrique (171, 172, 173, 174, 271, 272, 273, 274, 371, 372, 373, 374, 375, 471, 472) monté en regard ou de sorte à pouvoir être disposé en regard d’un des bras de support dans le flux d’air secondaire et entrainé par le flux d’air secondaire. Turbomachine selon la revendication 1, comprenant une pluralité de dispositifs de génération d’énergie électrique montés en regard ou de sorte à pouvoir être disposés en regard des bras de support dans le flux d’air secondaire et entraînés par le flux d’air secondaire. Turbomachine (200) selon l’une quelconque des revendications 1 ou 2, dans laquelle au moins un des dispositifs de génération d’énergie électrique (271, 272, 273, 274) est monté sur un bras de support (250, 251). Turbomachine (100) selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, dans laquelle au moins un des dispositifs de génération d’énergie électrique (171, 172, 173, 174) est monté sur un support disposé autour de l’axe longitudinal de la turbomachine entre les bras de support. Turbomachine (100, 200) selon l’une quelconque des revendications 3 ou 4, dans laquelle les dispositifs de génération d’énergie électrique (271, 272, 273, 274, 171, 172, 173, 174) montés sur les bras de support ou sur un support disposé autour de l’axe longitudinal de la turbomachine entre les bras de support sont disposés face au flux d’air secondaire ou dans le sens du flux d’air secondaire. Turbomachine (300, 400) selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, dans laquelle au moins un des dispositifs de génération d’énergie électrique (371, 372, 373, 374, 375, 471, 472) est monté de manière rétractable sur la nacelle (360, 460) radialement par rapport à l’axe longitudinal (X) de la turbomachine. Turbomachine selon la revendication 6, dans laquelle les dispositifs de génération d’énergie électrique montés radialement sur la nacelle sont placés entre les bras de support ou en amont des bras de support par rapport au flux d’air secondaire. Turbomachine (400) selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, dans laquelle la nacelle (460) comprend au moins une cavité (470) dans laquelle est monté un des dispositifs de génération d’énergie électrique (471). Turbomachine (400) selon la revendication 8, dans laquelle une cavité (470) de la nacelle comprend une trappe (461) escamotable. Turbomachine selon l’une quelconque des revendications 8 ou 9, dans laquelle les cavités de la nacelle sont des entrées d’air NACA. Aéronef comprenant au moins une turbomachine selon l’une quelconque des revendications 1 à 10.