Brevet FR3131277A1 — publié le 20230630

Le système (100) comporte : - un support rotatif (104) entraîné par une turbomachine (102) de l’aéronef et portant l’hélice (106) ; - un train épicycloïdal (103) ; - un support fixe (107) solidaire d’un porte satellite (103PS) du train épicycloïdal (103) ; - un moteur (116) de calage comportant un stator (116S) porté par un support rotatif (104) solidaire d’un planétaire intérieur (103PI) du train épicycloïdal (103) ; - un dispositif de dégivrage des pales (108), porté par le support rotatif (104) ; - une génératrice électrique principale (112) comportant un stator bobiné (112S) porté par le support fixe (107) et un rotor (112R) porté par le support rotatif (104) et conçu pour alimenter électriquement le moteur de calage (116) et le dispositif de dégivrage ; et - un dispositif d’excitation conçu pour fournir une tension d’excitation continue (Ve=) au stator bobiné (112S) de la génératrice électrique principale (112). Figure pour l’abrégé : Fig. 1 SYSTÈME DE CALAGE ET DÉGIVRAGE DE PALES D’UNE HELICE D’UN AERONEF Domaine technique de l’invention La présente invention concerne un système de calage et dégivrage de pales d’une hélice d’un aéronef, ainsi qu’un aéronef comportant un tel système. Arrière-plan technologique La plupart des pales d’hélice équipant les turbopropulseurs ou les turbofans sont équipés d’un système de dégivrage par tapis chauffants qui empêchent la formation de la glace. Leur alimentation en énergie est assurée par un dispositif collecteur à balais qui présente de nombreuses problématiques : une usure significative entrainant une maintenance régulière un dispositif lourd et encombrant Les solutions actuelles proposent de transférer l’énergie électrique du repère fixe vers le repère tournant par un transformateur tournant avec ou sans balais qui constitue un inconvénient majeur par son ajout et ses contraintes d’intégration telles que : diamètre imposant si localisé à l’aval du système d’actionnement de pas et si solidaire de la structure fixe externe de la turbomachine, difficulté d’accès au support fixe si localisé à l’amont du système d’actionnement de pas hydraulique classique, difficulté du routage des harnais pour l’alimentation du circuit primaire dans le repère fixe. Par ailleurs, un système de calage de pas hydraulique classique dispose d’un transfert hydraulique de la partie fixe à la partie tournante qui n’offre pas un accès facile à la partie fixe côté cône de la turbomachine. De plus le transformateur tournant triphasé ou monophasé transfère la puissance électrique correspondant au besoin ce qui conditionne sa masse significative. Un convertisseur d’énergie DC/AC de puissance équivalente doit donc être prévu. Il peut donc être souhaité de concevoir un système palliant tout ou partie des contraintes précitées. Il est donc proposé un système de calage et de dégivrage de pales d’une hélice d’un aéronef, caractérisé en ce qu’il comporte : un support rotatif entraîné par une turbomachine de l’aéronef et portant l’hélice ; un train épicycloïdal comportant : un planétaire intérieur solidaire du support rotatif pour être entraîné en rotation autour d’un axe principal par rapport à une partie structurelle de l’aéronef, un planétaire extérieur monté rotatif autour de l’axe principal par rapport à la partie structurelle de l’aéronef, le support rotatif étant solidaire du planétaire extérieur, un porte satellite solidaire de la partie structurelle de l’aéronef, et au moins un satellite engrené à la fois avec le planétaire intérieur et avec le planétaire extérieur ; un support fixe solidaire du porte satellite ; un moteur de calage des pales de l’hélice, le moteur de calage comportant un stator porté par le support rotatif ; un dispositif de dégivrage des pales de l’hélice, porté par le support rotatif ; une génératrice électrique principale comportant un stator bobiné porté par le support fixe et un rotor porté par le support rotatif et conçu pour alimenter électriquement le moteur de calage et le dispositif de dégivrage ; et un dispositif d’excitation conçu pour fournir une tension d’excitation continue au stator bobiné de la génératrice électrique principale. Ainsi, l’invention permet de supprimer le transformateur tournant, dispositif lourd et encombrant, ce qui entraîne la suppression des convertisseurs d’énergie DC/AC qui sont requis dans le cas d’un transformateur tournant. En outre, le fait que la génératrice électrique principale génère la puissance électrique dans le repère tournant de son rotor permet de réduire la longueur des connexions électriques, regroupées en harnais de puissance, entre cette génératrice et, respectivement, le moteur de calage et le dispositif de dégivrage. De façon optionnelle, le système comporte en outre un dispositif de commande du dispositif de dégivrage, le dispositif de commande étant porté par le support rotatif. De façon optionnelle également, le système comporte : une génératrice auxiliaire comportant un stator porté par le support fixe et un rotor porté par le support mobile ; et un convertisseur alternatif-continu porté par le support mobile et conçu pour fournir, à partir d’une tension alternative fournie par le rotor de la génératrice auxiliaire, une tension continue d’alimentation du dispositif de commande. De façon optionnelle également, le dispositif d’excitation comporte : une excitatrice comportant un stator porté par le support fixe et un rotor porté par le support rotatif ; et un convertisseur alternatif-continu porté par le support fixe et conçu pour fournir la tension d’excitation continue à partir d’une tension alternative fournie par le stator de l’excitatrice. De façon optionnelle également, le rotor de l’excitatrice est à aimant permanent. De façon optionnelle également, le rotor de l’excitatrice est bobiné, et le système comporte en outre un convertisseur alternatif-continu porté par le support rotatif et conçu pour fournir, à partir de la tension alternative fournie par le rotor de la génératrice auxiliaire, une tension continue d’excitation du rotor bobiné de l’excitatrice. De façon optionnelle également, le système comporte en outre une unité de commande conçue pour modifier la tension d’excitation continue afin de réguler une tension alternative fournie par le rotor de la génératrice électrique principale. De façon optionnelle également, le dispositif d’excitation comporte un réseau électrique continu de l’aéronef pour fournir la tension d’excitation continue. De façon optionnelle également, le système comporte en outre : un réseau électrique alternatif ; et un sélecteur pour connecter le stator bobinée de la génératrice électrique principale sélectivement : au dispositif d’excitation pour que la génératrice électrique principale fonctionne en génératrice électrique entrainée par le support rotatif, et au réseau électrique alternatif pour que la génératrice électrique principale fonctionne en transformateur tournant. Il est également proposé un aéronef comportant un système propulsif selon l’invention. Brève description des figures L’invention sera mieux comprise à l’aide de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d’exemple et faite en se référant aux dessins annexés dans lesquels : la est une vue simplifiée d’un exemple de système propulsif d’un aéronef comportant un exemple d’actionneur selon l’invention, la est une vue simplifiée du système propulsif de la avec un système de dégivrage, la est une vue simplifiée du système propulsif de la avec un dispositif d’excitation d’un stator d’une génératrice électrique principale, la est une vue d’ensemble du dispositif de dégivrage et du dispositif d’excitation, la est une vue simplifiée d’un exemple de convertisseur de mouvement électromécanique pouvant être utilisé dans l’actionneur de la , la est une vue simplifiée d’un exemple de convertisseur de mouvement électrohydraulique pouvant être utilisé dans l’actionneur de la , la est une vue en coupe illustrant un exemple d’implantation dans la zone de l’hélice, la illustre un cas où un réseau électrique alternatif remplace une excitatrice, la illustre un cas où un rotor de l’excitatrice est bobiné, la illustre un cas où un module de commande est alimenté par la génératrice électrique principale, la est une vue en coupe illustrant un exemple d’implantation dans la zone de l’hélice, dans le cas de la , et la est une vue en coupe illustrant un exemple d’implantation dans la zone de l’hélice, dans le cas de la , mais avec l’excitatrice présente. Système (100) de calage et de dégivrage de pales (108) d’une hélice (106) d’un aéronef, caractérisé en ce qu’il comporte : un support rotatif (104) entraîné par une turbomachine (102) de l’aéronef et portant l’hélice (106) ; un train épicycloïdal (103) comportant : un planétaire intérieur (103PI) solidaire du support rotatif (104) pour être entraîné en rotation autour d’un axe principal (P) par rapport à une partie structurelle (105) de l’aéronef, un planétaire extérieur (103PE) monté rotatif autour de l’axe principal (P) par rapport à la partie structurelle (105) de l’aéronef, le support rotatif (104) étant solidaire du planétaire extérieur (103PE), un porte satellite (103PS) solidaire de la partie structurelle (105) de l’aéronef, et au moins un satellite (103S) engrené à la fois avec le planétaire intérieur (103PI) et avec le planétaire extérieur (103PE) ; un support fixe (107) solidaire du porte satellite (103PS) ; un moteur (116) de calage des pales (108) de l’hélice (106), le moteur de calage (116) comportant un stator (116S) porté par le support rotatif (104) ; un dispositif de dégivrage (202) des pales (108) de l’hélice (106), porté par le support rotatif (104) ; une génératrice électrique principale (112) comportant un stator bobiné (112S) porté par le support fixe (107) et un rotor (112R) porté par le support rotatif (104) et conçu pour alimenter électriquement le moteur de calage (116) et le dispositif de dégivrage (202) ; et un dispositif d’excitation (302) conçu pour fournir une tension d’excitation continue (Ve=) au stator bobiné (112S) de la génératrice électrique principale (112). Système (100) selon la revendication 1, comportant en outre un dispositif (208) de commande du dispositif de dégivrage (202), le dispositif de commande (208) étant porté par le support rotatif (104). Système (100) selon la revendication 2, comportant : une génératrice auxiliaire (210) comportant un stator (210S) porté par le support fixe (107) et un rotor (210R) porté par le support mobile (104) ; et un convertisseur alternatif-continu (212) porté par le support mobile (104) et conçu pour fournir, à partir d’une tension alternative (Va’~) fournie par le rotor (210R) de la génératrice auxiliaire (230), une tension continue (Ve=) d’alimentation du dispositif de commande (208). Système (100) selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel le dispositif d’excitation (302) comporte : une excitatrice (304) comportant un stator (304S) porté par le support fixe (107) et un rotor (304R) porté par le support rotatif (104) ; et un convertisseur alternatif-continu (306) porté par le support fixe (107) et conçu pour fournir la tension d’excitation continue (Ve=) à partir d’une tension alternative (Va~) fournie par le stator (304S) de l’excitatrice (304). Système (100) selon la revendication 4, dans lequel le rotor (304R) de l’excitatrice (304) est à aimant permanent. Système (100) selon les revendications 3 et 4, dans lequel le rotor (304R) de l’excitatrice (304) est bobiné, et comportant en outre un convertisseur alternatif-continu (212) porté par le support rotatif (104) et conçu pour fournir, à partir de la tension alternative fournie par le rotor (210R) de la génératrice auxiliaire (210), une tension continue d’excitation du rotor bobiné (304R) de l’excitatrice (304). Système (100) selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, comportant en outre une unité de commande (312) conçue pour modifier la tension d’excitation continue (Ve=) afin de réguler une tension alternative (Vp~) fournie par le rotor (112R) de la génératrice électrique principale (112). Système (100) selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel le dispositif d’excitation (302) comporte un réseau électrique continu (316) de l’aéronef pour fournir la tension d’excitation continue (Ve=). Système (100) selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, comportant en outre : un réseau électrique alternatif (318) ; et un sélecteur (320) pour connecter le stator bobinée (112S) de la génératrice électrique principale (112) sélectivement : au dispositif d’excitation (302) pour que la génératrice électrique principale (112) fonctionne en génératrice électrique entrainée par le support rotatif (104), et au réseau électrique alternatif (318) pour que la génératrice électrique principale (112) fonctionne en transformateur tournant. Aéronef comportant un système propulsif (100) selon l’une quelconque des revendications 1 à 9.