Brevet FR3135903A1 — publié le 20231201

Un système pour l’extinction d’incendie dans un aéronef comporte des lignes de liquide de refroidissement chaud et froid, un échangeur de chaleur couplé séparément aux lignes de liquide de refroidissement chaud et aux lignes de liquide de refroidissement froid, et des sorties de pulvérisation le long des lignes de liquide de refroidissement. Des détecteurs de fumée ou d’incendie sont disposés à plusieurs emplacements de l’aéronef. Dans certains exemples, les lignes de liquide de refroidissement ayant du dioxyde de carbone supercritique (SCO 2 ) en circulation à l’intérieur de celles-ci. Des vannes de régulation sont couplées aux sorties de pulvérisation pour commander l’écoulement du SCO 2 à travers les sorties de pulvérisation. Un dispositif de commande gère l’activation des vannes de régulation pour pulvériser du SCO 2 à travers les sorties de pulvérisation. [Fig. 1] SYSTÈME DE REFROIDISSEMENT AVEC DES CAPACITÉS D’EXTINCTION D’INCENDIE Arrière-plan Divers composants au sein d’un aéronef nécessitent une gestion thermique afin de fonctionner. Par exemple, un moteur à hélice et une batterie alimentant le moteur à hélice génèrent tous les deux de la chaleur pendant le fonctionnement et peuvent surchauffer (surpasser une limite de température supérieure) s’ils sont laissés sans refroidissement. La surchauffe peut conduire à des incendies électriques. Certains composants, tels que la batterie, peuvent également avoir une limite de température inférieure pour fonctionner correctement. Ainsi, l’aéronef est équipé d’un système de gestion thermique comportant des circuits de refroidissement pour ces composants. Résumé Un aéronef (par exemple, un aéronef électrique) comporte un ou plusieurs composants (par exemple, des composants électriques) qui génèrent de la chaleur pendant le fonctionnement. Les composants non refroidis peuvent surchauffer entraînant un dysfonctionnement et/ou un incendie. L’aéronef comporte un système de gestion thermique embarqué comportant des lignes de refroidissement pour assurer un refroidissement à divers composants. Par exemple, le refroidissement des composants d’un aéronef peut comporter un refroidissement d’électronique de puissance, un refroidissement de moteur de propulsion, un refroidissement de batterie, et/ou un refroidissement de pile à combustible. Selon certains aspects de la description, le système de refroidissement embarqué peut fournir une double fonction à la fois de refroidissement des divers composants et de fourniture d’une extinction d’incendie au niveau d’un ou plusieurs des divers composants. En intégrant des sorties de pulvérisation le long des lignes de refroidissement du système de refroidissement embarqué, le liquide de refroidissement du système de refroidissement peut être dirigé vers un incendie commençant à divers emplacements le long du système de refroidissement. Des vannes de régulation sont disposées au niveau des sorties de pulvérisation pour commander si au moins une partie du liquide de refroidissement traverse la sortie de pulvérisation ou reste dans les lignes de refroidissement pour terminer un circuit de refroidissement. Dans certaines mises en œuvre, l’actionnement des vannes de régulation est géré en fonction d’un retour d’un ou de plusieurs détecteurs de fumée ou d’incendie. Les détecteurs de fumée ou d’incendie peuvent être positionnés dans l’ensemble de l’aéronef. Dans certains exemples, les détecteurs de fumée ou d’incendie peuvent être positionnés à proximité d’un ou plusieurs composants générateurs de chaleur au sein de l’aéronef. Dans certains exemples, l’actionnement des vannes de régulation est fonction des signaux reçus du plus proche ou de l’un des détecteurs de fumée ou d’incendie les plus proches. Dans certaines mises en œuvre, le liquide de refroidissement comporte du dioxyde de carbone. Dans certains exemples, le liquide de refroidissement comporte du dioxyde de carbone supercritique (SCO 2 ). Le SCO 2 est un état de fluide de dioxyde de carbone qui ressemble à un gaz mais se comporte comme un liquide. Le SCO 2 est efficace en termes de cycle thermodynamique basique, et est plus respectueux de l’environnement grâce à des émissions de carbone faibles. Le SCO 2 est également utile dans l’extinction d’incendie. Ainsi, le SCO 2 peut être fourni en tant que milieu de refroidissement dans un système de refroidissement existant, et le milieu de refroidissement peut également être utilisé en tant qu’extincteur d’incendie lorsqu’il est délivré à des zones subissant un incendie électrique. Dans certaines mises en œuvre, le système de refroidissement comporte un réservoir avec une quantité suffisante de SCO 2 pour assurer à la fois le refroidissement du système et l’extinction d’incendie. Selon un aspect, la technologie concerne un système d’extinction d’incendie dans un aéronef. Par exemple, le système d’extinction d’incendie comporte une pluralité de lignes de liquide de refroidissement ayant du SCO 2 en cours de circulation à l’intérieur de celles-ci et comportant des lignes de liquide de refroidissement chaud et des lignes de liquide de refroidissement froid, un échangeur de chaleur couplé séparément aux lignes de liquide de refroidissement chaud et aux lignes de liquide de refroidissement froid, une pluralité de sorties de pulvérisation le long de la pluralité de lignes de liquide de refroidissement, et une pluralité de détecteurs de fumée ou d’incendie disposés dans une pluralité dʼemplacements de lʼaéronef. Dans un exemple de l’aspect ci-dessus, le système comporte en outre une pluralité de vannes de régulation, chaque vanne de régulation peut être couplée à l’une des sorties de pulvérisation et être configurée pour commander l’écoulement du SCO 2 à travers les sorties de pulvérisation. Dans un autre exemple, le système comporte en outre un dispositif de commande couplé à la pluralité de détecteurs de fumée ou d’incendie et aux vannes de régulation. Le dispositif de commande peut être configuré pour activer une ou plusieurs des vannes de régulation pour pulvériser du SCO 2 à travers une ou plusieurs des sorties de pulvérisation couplées à la ou aux vannes de régulation. Dans un exemple, le dispositif de commande est configuré pour activer la ou les vannes de régulation lorsquʼun ou plusieurs des détecteurs de fumée ou dʼincendie les plus proches de la ou des vannes de régulation détectent une occurrence de fumée ou d’incendie. Dans un autre exemple, le système comporte en outre un réservoir de SCO 2 . Le réservoir peut avoir une taille suffisamment grande pour comporter une quantité suffisante de SCO 2 pour le refroidissement et pour l’extinction d’incendie. Dans encore un autre exemple, chacune des sorties de pulvérisation peut comporter une buse de pulvérisation. Dans un autre exemple, l’aéronef est un aéronef électrique. Selon un autre aspect, la technologie concerne un système d’extinction d’incendie dans un aéronef. Le système d’extinction dʼincendie peut comporter une pluralité de lignes de liquide de refroidissement. Les lignes de liquide de refroidissement peuvent avoir du SCO 2 en cours de circulation à l’intérieur de celles-ci et comportent des lignes de liquide de refroidissement chaud et des lignes de liquide de refroidissement froid. Le système d’extinction dʼincendie peut également comporter un échangeur de chaleur couplé aux lignes de liquide de refroidissement chaud et aux lignes de liquide de refroidissement froid. Une pluralité de sorties de pulvérisation peut être positionnée le long de la pluralité de lignes de liquide de refroidissement et une pluralité de détecteurs de fumée ou d’incendie peut être disposée en une pluralité d’emplacements sur l’aéronef. Un processeur peut être couplé fonctionnellement aux détecteurs de fumée ou d’incendie et aux sorties de pulvérisation et une mémoire peut être couplée au processeur. La mémoire peut stocker des instructions qui, lorsqu’elles sont exécutées par le processeur, mettent en œuvre un ensemble d’opérations. Dans divers exemples, lʼensemble dʼopérations comporte la surveillance de la pluralité de détecteurs de fumée ou dʼincendie pour une occurrence de température élevée, de tension élevée, dʼincendie ou de fumée, et la détermination, par lʼintermédiaire dʼun ou de plusieurs des détecteurs de fumée ou dʼincendie, établissant si un incendie ou une fumée sʼest produit(e) dans lʼaéronef. Lorsque l’occurrence dʼun incendie ou dʼune fumée est détectée, le procédé comporte lʼidentification, par l'intermédiaire du processeur, dʼun ou plusieurs des détecteurs de fumée ou dʼincendie qui ont détecté lʼoccurrence dʼun incendie ou de la fumée, et lʼactivation, par l’intermédiaire du processeur, dʼune ou plusieurs de la pluralité de sorties de pulvérisation qui sont les plus proches des un ou plusieurs détecteurs de fumée ou dʼincendie pour pulvériser du SCO 2 sur la fumée ou l’incendie détecté(e). Dans un exemple de l’aspect ci-dessus, le système comporte en outre un réservoir de CO 2 supercritique. Le réservoir comporte un ou plusieurs capteurs de niveau de SCO 2 . L’ensemble d’instructions comporte en outre la surveillance, par l’intermédiaire du processeur couplé aux un ou plusieurs capteurs de niveau, d’un niveau de SCO 2 à l’intérieur du réservoir, et l’interruption de l’activation des sorties de pulvérisation lorsque le niveau de SCO 2 à lʼintérieur du réservoir atteint un niveau seuil. Dans un exemple, le niveau seuil correspond à une quantité de SCO 2 qui est nécessaire pour poursuivre le fonctionnement de lʼaéronef. Dans encore un autre exemple, le système comporte en outre une pluralité de vannes de régulation, chaque vanne de régulation étant couplée à l’une de la pluralité de sorties de pulvérisation, et l’ensemble d’instructions comporte l’activation d’une ou plusieurs parmi la pluralité de sorties de pulvérisation en commandant un fonctionnement d’une vanne de régulation couplée à chacune des une ou plusieurs sorties de pulvérisation. Dans un autre exemple, l’aéronef est un aéronef électrique. Selon un autre aspect, la technologie concerne un système d’extinction d’incendie modulaire comportant une pompe, un réservoir configuré pour maintenir du SCO 2 , une pluralité de lignes de liquide de refroidissement comportant des lignes de liquide de refroidissement chaud et des lignes de liquide de refroidissement froid, un échangeur de chaleur configuré pour être couplé aux lignes de liquide de refroidissement, à la pompe et au réservoir. Par exemple, les lignes de liquide de refroidissement et l’échangeur de chaleur sont logés dans un logement configuré pour être couplé à une source de chaleur existante. Dans un exemple, la source de chaleur existante peut être un système de batterie, une électronique de puissance ou un moteur de propulsion. Dans un autre exemple, la source de chaleur existante peut être un système de batterie dʼaéronef, une électronique de puissance dʼaéronef et un moteur de propulsion dʼaéronef. Dans un autre exemple, l’aéronef est un aéronef électrique. Selon encore un autre aspect, la technologie concerne un procédé d’extinction d’incendie dans un aéronef. Par exemple, le procédé comporte la surveillance d’une pluralité de détecteurs d’incendie ou de fumée de l’aéronef, la détermination si un incendie ou une fumée s’est produit(e) dans l’aéronef, et l’identification des détecteurs de fumée ou d’incendie qui ont détecté l’occurrence d’incendie ou de fumée. Dans un exemple, lorsque l’occurrence d’un incendie ou d’une fumée est détectée, le procédé comporte l’identification des sorties de pulvérisation les plus proches des détecteurs de fumée ou d’incendie identifiés, et l’activation des sorties de pulvérisation identifiées pour pulvériser du CO 2 supercritique sur la fumée ou l’incendie détecté(e). Dans un exemple, le procédé comporte en outre la surveillance d’un niveau de SCO 2 à l’intérieur d’un réservoir alimentant les sorties de pulvérisation, et l’interruption de l’activation des sorties de pulvérisation lorsque le niveau de SCO 2 à lʼintérieur du réservoir atteint un niveau seuil. Dans un autre exemple, le niveau seuil correspond à une quantité de SCO 2 qui est nécessaire pour poursuivre le fonctionnement de lʼaéronef. Dans encore un autre exemple, le procédé comporte en outre l’activation d’une ou plusieurs parmi la pluralité de sorties de pulvérisation en commandant un fonctionnement d’une ou plusieurs vannes de régulation couplées à chacune des une ou plusieurs sorties de pulvérisation. Les dessins annexés, qui sont incorporés dans la description et font partie intégrante de celle-ci, illustrent plusieurs principes de la présente description. Une brève description des dessins est la suivante : est un schéma d’un circuit de refroidissement d’un composant électrique, par exemple un moteur et un dispositif de commande de moteur. illustre un système de refroidissement configuré conformément aux principes de la description. est un schéma d’un circuit de refroidissement pour un aéronef, conformément aux principes de la description. illustre un exemple de buse de pulvérisation d’extinction d’incendie configurée conformément aux principes de la description. est un organigramme illustrant un procédé d’utilisation d’un système de refroidissement d’aéronef pour l’extinction d’incendie conformément aux principes de la description. représente un schéma fonctionnel d’un dispositif informatique conformément aux principes de la présente description. est une illustration d’un système modulaire de refroidissement et d’extinction d’incendie, conformément à divers principes de la présente description. Système de gestion thermique pour un composant générateur de chaleur au sein dʼun aéronef, le système de gestion thermique comprenant : une ligne de liquide de refroidissement sʼétendant au-delà du composant générateur de chaleur pour permettre à un liquide de refroidissement de sʼécouler au-delà du composant générateur de chaleur pendant le fonctionnement normal du composant générateur de chaleur ; un échangeur de chaleur couplé à la ligne de liquide de refroidissement pour éliminer la chaleur de la ligne de liquide de refroidissement ; une sortie de pulvérisation disposée au niveau de la ligne de liquide de refroidissement à proximité du composant générateur de chaleur, la sortie de pulvérisation étant configurée pour diriger le liquide de refroidissement au niveau du composant générateur de chaleur ; une vanne au niveau de la sortie de pulvérisation, la vanne étant configurée pour commander lʼécoulement du liquide de refroidissement depuis la ligne de liquide de refroidissement à travers la sortie de pulvérisation ; et un détecteur de fumée ou d’incendie disposé au sein de l’aéronef, le détecteur de fumée ou d’incendie envoyant un signal pour ouvrir la vanne de régulation lorsque la fumée ou l’incendie est détecté(e). Système de gestion thermique selon la revendication 1, dans lequel le liquide de refroidissement comporte du SCO 2 . Système de gestion thermique selon la revendication 1 ou la revendication 2, comprenant en outre : un dispositif de commande couplé au détecteur de fumée ou d’incendie et à la vanne, le dispositif de commande étant configuré pour recevoir le signal provenant du détecteur de fumée ou d’incendie et pour actionner l’ouverture de la vanne pour pulvériser le liquide de refroidissement à travers la sortie de pulvérisation. Système de gestion thermique selon la revendication 3, dans lequel la sortie de pulvérisation est lʼune dʼune pluralité de sorties de pulvérisation disposées le long de la ligne de liquide de refroidissement, chaque sortie de pulvérisation ayant une vanne correspondante, et le détecteur de fumée ou dʼincendie est lʼun dʼune pluralité de détecteurs de fumée et dʼincendie disposés à différents emplacements au sein de lʼaéronef. Système de gestion thermique selon la revendication 4, dans lequel le dispositif de commande est configuré pour activer une ou plusieurs des vannes lorsquʼun ou plusieurs des détecteurs de fumée ou dʼincendie les plus proches de la ou des vannes détecte une occurrence de fumée ou d’incendie. Système de gestion thermique selon lʼune quelconque des revendications 1 à 5, comprenant en outre un réservoir de liquide de refroidissement, le réservoir ayant une taille qui est suffisamment grande pour maintenir une quantité suffisante de liquide de refroidissement pour l’extinction dʼincendie. Système de gestion thermique selon lʼune quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel la vanne est une vanne de régulation. Système de gestion thermique selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel chaque sortie de pulvérisation comprend une buse de pulvérisation respective. Système de gestion thermique selon lʼune quelconque des revendications 1 à 8, dans lequel le composant générateur de chaleur est lʼun dʼune pluralité de composants générateurs de chaleur ; et dans lequel la ligne de liquide de refroidissement est lʼune dʼune pluralité de lignes de liquide de refroidissement acheminées au-delà des composants générateurs de chaleur ; et dans lequel une pluralité des composants générateurs de chaleur sont à proximité des buses de pulvérisation correspondantes couplées aux lignes de liquide de refroidissement. Système de gestion thermique selon l’une quelconque des revendications 1 à 9, dans lequel le composant générateur de chaleur comporte une batterie, un moteur, ou un convertisseur de puissance. Procédé d’extinction dʼincendie au sein dʼun aéronef comprenant : le fonctionnement dʼun système de refroidissement embarqué de lʼaéronef comportant la circulation du liquide de refroidissement à travers le système de refroidissement embarqué au-delà dʼun ou plusieurs composants générateurs de chaleur ; la détection de la fumée ou de l’incendie au niveau d’un premier du ou des composants générateurs de chaleur ; et l’activation d’une sortie de pulvérisation le long du système de refroidissement embarqué pour diriger au moins une partie du liquide de refroidissement en circulation vers le premier composant générateur de chaleur. Procédé selon la revendication 11, dans lequel le liquide de refroidissement circulant à travers le système de refroidissement embarqué comprend la mise en circulation du SCO 2 à travers le système de refroidissement embarqué. Procédé selon la revendication 11 ou la revendication 12, dans lequel l’ouverture de la sortie de pulvérisation comprend l’ouverture d’une vanne au niveau de la sortie de pulvérisation. Procédé selon la revendication 13, dans lequel l’ouverture de la sortie de pulvérisation comprend : la réception, au niveau dʼun dispositif de commande, d’un signal de détection provenant dʼun détecteur de fumée ou d’incendie disposé au niveau du premier composant générateur de chaleur ; et lʼenvoi, à partir du dispositif de commande, dʼun signal de commande à la vanne. Procédé selon l’une quelconque des revendications 11 à 14, comprenant en outre : la surveillance, par lʼintermédiaire du processeur couplé aux un ou plusieurs capteurs de niveau, dʼun niveau de liquide de refroidissement à lʼintérieur dʼun réservoir de liquide de refroidissement ; et lʼinterruption de lʼactivation de la sortie de pulvérisation lorsque le niveau de liquide de refroidissement à lʼintérieur du réservoir atteint un niveau seuil qui correspond à une quantité du liquide de refroidissement nécessaire pour poursuivre le fonctionnement de lʼaéronef.