Brevet FR3162730A1 — publié le 20251205

L’invention concerne un système de prélèvement d’air pour un aéronef, comprenant une première canalisation (4) de prise d’air comprimé destinée à être connectée à un réacteur de l’aéronef pour un prélèvement de l’air comprimé par le réacteur à une première pression, dite pression intermédiaire, et une deuxième canalisation (3) de prise d’air comprimé destinée à être connectée audit réacteur pour un prélèvement de l’air comprimé par le réacteur à une deuxième pression, dite pression haute, supérieure à la pression intermédiaire, le système de prélèvement d’air comprenant un dispositif de prélèvement d’air (5) comportant une vanne (20) dans la première canalisation (4), et une vanne (21) dans la deuxième canalisation (3), le dispositif (5) comportant également un actionneur (22) de commande des deux vannes (20, 21). Figure de l’abrégé : Figure 2 Système de prélèvement d’air pour un aéronef La présente invention se rapporte à un système de prélèvement d’air pour un aéronef. De nos jours, les aéronefs sont équipés d’un système de prélèvement d’air (« bleed air » en anglais) qui assure une distribution de différents flux d’air à destination d’un système de conditionnement d’air de la cabine, du cockpit, ou encore à destination d’un générateur de puissance auxiliaire de l’aéronef (APU pour « Auxiliary Power Unit » en anglais), notamment. Un tel système de prélèvement d’air est connecté à un turboréacteur de l’aéronef par une première prise d’air, pour une distribution de l’air à une première pression, dite pression intermédiaire, et par une deuxième prise d’air, pour une distribution de l’air à une deuxième pression, dite haute pression, supérieure à la première pression. De façon connue, ces prises d’air sont chacune munie d’une vanne de type papillon montée mobile pour ouvrir ou fermer la prise d’air. Or, une telle vanne papillon provoque des pertes de charge non négligeables, du fait de la forme en papillon de sa paroi d’obturation et de l’axe central, qui restent dans le flux d’air en position d’ouverture de la vanne. De surcroît, il arrive que la vanne se bloque en position ouverte, ce qui peut entrainer des dysfonctionnements de la compression dans le turboréacteur. Le but de l’invention est de remédier au moins partiellement à ces inconvénients. Résumé A cet effet, il est proposé un système de prélèvement d’air pour un aéronef, comprenant une première canalisation de prise d’air comprimé destinée à être connectée à un réacteur de l’aéronef pour un prélèvement de l’air comprimé par le réacteur à une première pression, dite pression intermédiaire, et une deuxième canalisation de prise d’air comprimé destinée à être connectée audit réacteur pour un prélèvement de l’air comprimé par le réacteur à une deuxième pression, dite pression haute, supérieure à la pression intermédiaire, le système de prélèvement d’air comprenant un dispositif de prélèvement d’air comportant une vanne dans la première canalisation, dite vanne à pression intermédiaire, et une vanne dans la deuxième canalisation, dite vanne à haute pression, le dispositif de prélèvement d’air comportant également un actionneur de commande desdites vannes intermédiaire et haute pression. Ainsi, le système de prélèvement d’air selon la présente invention assure un pilotage simple et fiable de la circulation d’air à pression intermédiaire et de la circulation d’air à pression haute, le dispositif de prélèvement d’air comportant un moteur de commande commun aux deux vannes des prises d’air. Selon un autre aspect, la vanne intermédiaire comprend un obturateur muni d’une paroi d’obturation de la première canalisation, montée mobile entre une position de fermeture de la vanne intermédiaire, dans laquelle ladite paroi d’obturation obture complètement le passage d’air dans la première canalisation et une position d’ouverture dans laquelle ladite paroi d’obturation est à distance de la première canalisation de sorte à ne pas obturer complètement le passage d’air dans la première canalisation, la vanne intermédiaire comprenant un ergot de pilotage de l’obturateur, l’ergot étant conformé pour être entrainé par l’actionneur. Selon un autre aspect, l’obturateur présente une forme cylindrique ou sphérique ou en secteur angulaire. Selon un autre aspect, le dispositif de prélèvement d’air comprend un moyen de fermeture de la vanne, par exemple un ressort. Selon un autre aspect, la vanne haute pression comprend un obturateur muni d’une paroi d’obturation de la deuxième canalisation, montée mobile entre une position de fermeture de la vanne haute pression, dans laquelle ladite paroi d’obturation obture complètement le passage d’air dans la deuxième canalisation et une position d’ouverture dans laquelle ladite paroi d’obturation est à distance de la deuxième canalisation de sorte à ne pas obturer complètement le passage d’air dans la deuxième canalisation, la vanne haute pression comprenant un ergot de pilotage de l’obturateur, l’ergot étant conformé pour être entrainé par l’actionneur. Selon un autre aspect, l’obturateur présente une forme cylindrique ou sphérique ou en secteur angulaire. Selon un autre aspect, le dispositif de prélèvement d’air comprend un moyen de fermeture de la vanne, par exemple un ressort. Selon un autre aspect, l’ergot de pilotage de la vanne haute pression est disposée non colinéairement de l’ergot de pilotage de la vanne intermédiaire de sorte que l’ouverture de la vanne haute pression soit désynchronisée de l’ouverture de la vanne intermédiaire. Selon un autre aspect, le dispositif de prélèvement d’air comprend un unique corps de vanne pour les vannes intermédiaire et haute pression. L’invention a également pour objet un aéronef, muni d’un système de prélèvement d’air tel que décrit précédemment et d’un réacteur connecté à la première prise d’air du système et à la deuxième prise d’air du système. D’autres caractéristiques, détails et avantages apparaîtront à la lecture de la description détaillée ci-après, et à l’analyse des dessins annexés, sur lesquels : Fig. 1 FIG. 1 est une vue schématique d’un système de prélèvement d’air pour un aéronef selon un mode de réalisation de la présente invention. Fig. 2 FIG. 2 est une vue schématique de côté d’un dispositif de prélèvement d’air du système de la FIG. 1 , dans une position de fermeture d’une vanne intermédiaire et dans une position de fermeture d’une vanne haute pression. Fig. 3 FIG. 3 illustre une vue de détail du dispositif de la FIG. 2 . Fig. 4 FIG. 4 illustre une vue schématique de côté du dispositif de prélèvement d’air de la FIG. 2 , dans une position d’ouverture de la vanne intermédiaire et dans une position de fermeture de la vanne haute pression. Fig. 5 FIG. 5 illustre une vue de détail du dispositif de la FIG. 4 . Fig. 6 FIG. 6 illustre une vue en perspective du dispositif de la FIG. 4 . Fig. 7 FIG. 7 illustre une vue schématique de côté du dispositif de prélèvement d’air de la FIG. 2 , dans une position de fermeture de la vanne intermédiaire et dans une position d’ouverture fermeture de la vanne haute pression. Fig. 8 FIG. 8 illustre une vue de détail du dispositif de la FIG. 7 . Fig. 9 FIG. 9 illustre une vue en perspective du dispositif de la FIG. 7 . Les exemples et les conditions associées détaillés ici sont principalement destinés à aider le lecteur à comprendre les principes de la présente invention et non à limiter sa portée à ces exemples et conditions spécifiques. On comprendra que l'homme du métier peut concevoir divers agencements qui, bien qu'ils ne soient pas explicitement décrits ou représentés ici, incarnent néanmoins les principes de la présente invention et sont inclus dans son esprit et sa portée. En outre, pour faciliter la compréhension, la description suivante peut décrire des mises en œuvre relativement simplifiées de la présente invention. Comme l’homme du métier le comprend, d’autres mises en œuvre de la présente invention peuvent être d'une plus grande complexité. Dans certains cas, des exemples de modifications de la présente invention peuvent également être présentés. Ceci est fait simplement comme une aide à la compréhension, et, à nouveau pas pour définir la portée ou établir les limites de la présente invention. Ces modifications ne sont pas une liste exhaustive, et l'homme du métier pourra apporter d'autres modifications tout en restant dans le cadre de la présente invention. En outre, toutes les déclarations ci-après relatives aux principes, aspects et mises en œuvre de la présente invention, ainsi que les exemples spécifiques de celle-ci, visent à englober à la fois les équivalents structurels et fonctionnels de celle-ci, qu'ils soient actuellement connus ou développés à l'avenir. Comme il ressort des figures, l’invention a pour objet un système de prélèvement d’air pour un aéronef, référencé 1 sur les figures. Le système 1 est destiné à recevoir un air issu d’un réacteur 2 de l’aéronef. L’invention a également pour objet un aéronef A comprenant le système 1 et le réacteur 2. Sur la FIG. 1 , on a illustré le réacteur 2 présentant une section froide, en amont d’une chambre de combustion. Dans la section froide, l’air est comprimé progressivement jusqu’à une pression maximale, dite pression haute (HP), à l’entrée de la chambre de combustion. Comme visible sur la FIG. 1 , le système 1 comprend une canalisation de prise de l’air issu du réacteur 2 à la pression haute HP, référencée 3, et une canalisation de prise de l’air issu du réacteur 2 à une pression inférieure à la pression haute, dite pression intermédiaire IP, référencée 4. La pression intermédiaire IP est par exemple issue d’un niveau 5 de compression tandis que la pression haute est issue d’un niveau 9 de compression, pour un réacteur de type ATA 36. La canalisation HP, 3, rejoint la canalisation IP, 4, en aval d’un dispositif de prélèvement d’air 5, détaillé ultérieurement, dans une canalisation 7 connectée à un échangeur de chaleur 8 (PCE pour « precooler », en anglais). L’échangeur 8 permet de diminuer la température de l’air prélevé sur le moteur (IP et HP) grâce à de l’air prélevé sur le ventilateur (ou soufflante). Le système 1 comprend également une canalisation d’air 9 comportant un ventilateur et munie d’une vanne (« fan valve » en anglais FAV). La canalisation 9 est connectée à l’échangeur 8. Le système 1 comprend éventuellement une vanne de sécurité (OPV pour « over-pressure valve », en anglais). Le système 1 comprend aussi une canalisation 11 connectée à l’échangeur 8. Un calculateur, en charge de gérer les prélèvements d’air en fonction des besoins de l’avion, commande les vannes FAV, OPV, et le dispositif 5 (le moteur électrique 22). L’air circulant dans la canalisation 9 est prélevé dans le flux secondaire généré par le ventilateur. L’air issu du système 1 peut être utilisé notamment pour démarrer un autre réacteur, pour le dégivrage, la pressurisation de la cabine, des actionneurs pneumatiques. On détaille maintenant le dispositif de prélèvement 5. Comme il ressort des figures, le dispositif de prélèvement 5 comprend une première vanne, dite vanne intermédiaire 20, dans la canalisation IP, 4, ainsi qu’une deuxième vanne 21, dite vanne haute pression, dans la canalisation HP, 3. Le dispositif de prélèvement 5 comprend un actionneur, par exemple un moteur électrique 22, commun aux vannes 20 et 21, qui les commande tel que décrit ultérieurement. La vanne intermédiaire 20 est montée mobile entre une position d’ouverture au moins partielle, de préférence complète, de la canalisation IP, 4, et une position de fermeture complète de la canalisation IP, 4. La vanne haute pression 21 est montée mobile entre une position d’ouverture au moins partielle, de préférence complète, en fonction des besoins de l’avion, de la canalisation HP, 3, et une position de fermeture complète de la canalisation HP, 3. La vanne intermédiaire 20 comprend un corps de vanne fixe, et un obturateur, mobile. De même, la vanne haute pression 21 comprend un corps de vanne, fixe, et un obturateur, mobile. Sur le mode de réalisation illustré, un seul corps de vanne loge l’obturateur de la vanne intermédiaire 20 et l’obturateur de la vanne haute pression 21. Le corps de vanne est référencé 23, tandis que l’obturateur de la vanne intermédiaire 20 est référencé 24 et l’obturateur de la vanne haute pression 21 est référencé 25. Sur le mode de réalisation illustré, le corps de vanne 23 présente une forme générale cylindrique d’axe longitudinal L, et les obturateurs 24 et 25 tournent autour de l’axe L. Comme particulièrement visible sur les figures 6 et 9, l’obturateur 24 de la vanne intermédiaire 20 comprend une paroi 26 de forme générale cylindrique percée d’un orifice traversant 27. Le diamètre de l’orifice 27 coïncide avantageusement avec celui de la canalisation IP, 4. L’obturateur 24 est monté pivotant dans le corps de vanne 23. En position d’ouverture de la vanne 20, illustrée sur les figures 4 à 6, l’orifice 27 est disposé en regard de la canalisation 4, et un flux d’air F circule à travers la canalisation 4. En position de fermeture de la vanne 20, illustrée sur les figures 6 à 9, l’orifice 27 est disposé à distance de la canalisation 4, et l’air est bloqué. Comme particulièrement visible sur les figures 6 et 9, l’obturateur 25 comprend une paroi 28 de forme générale cylindrique percée d’un orifice traversant 29. Le diamètre de l’orifice 29 coïncide avantageusement avec celui de la canalisation HP, 3. L’obturateur 25 est monté pivotant dans le corps de vanne 23. En position d’ouverture de la vanne 21, illustrée sur les figures 5 à 7, l’orifice 29 est disposé en regard de la canalisation 3, et un flux d’air FF circule à travers la canalisation 3. En position de fermeture de la vanne 20, illustrée sur les figures 4 à 6, l’orifice 27 est disposé à distance de la canalisation 3, et l’air est bloqué. On note que l’invention n’est pas limitée au mode de réalisation illustré et inclut d’autres types de vanne. Il peut s’agir par exemple de vanne avec obturateur sphérique, ou encore avec obturateur en forme de secteur angulaire. La vanne intermédiaire 20 comprend un ergot 30 conformé pour être entrainé par le moteur 22. Sur le mode de réalisation illustré, l’ergot 30 est un doigt qui fait saillie longitudinalement hors de la paroi 26 vers le moteur électrique 22. De même, la vanne haute pression 21 comprend un ergot 31 conformé pour être entrainé par le moteur 22. Sur le mode de réalisation illustré, l’ergot 31 est un doigt qui fait saillie longitudinalement hors de la paroi 26 vers le moteur électrique 22. Comme visible sur les figures 4, 6, 7 et 9, le moteur électrique 22, commun aux deux vannes 20 et 21, est conformé pour commander les ouvertures des vannes 20 et 21. Le moteur 22 est disposé entre les deux vannes 20, 21, dans le corps de vanne 23 du dispositif de prélèvement d’air 5. Le moteur électrique 22 comprend un ergot 32 pivotant et conformé pour pousser le doigt 30 de la vanne intermédiaire 20. Le moteur électrique 22 comprend également un ergot 33 pivotant et conformé pour pousser le doigt 31 de la vanne haute pression 21. Bien entendu, l’invention n’est pas limitée à cet agencement et inclut également tout type de commande permettant d’entrainer en mouvement les obturateurs 24 et 25. Comme visible sur les figures 4 et 7, la vanne intermédiaire 20 comprend des moyens de fermeture 34 de la vanne 20. Il s’agit avantageusement d’un ressort dont une extrémité est solidaire de la paroi 26 et une autre extrémité est solidaire du corps de vanne 23. Par défaut, le ressort 34 ramène l’obturateur 24 en position de fermeture de la vanne 20. De même, la vanne haute pression 21 comprend des moyens de fermeture 35 de la vanne 21. Il s’agit avantageusement d’un ressort dont une extrémité est solidaire de la paroi 28 et une autre extrémité est solidaire du corps de vanne 23. Par défaut, le ressort 35 ramène l’obturateur 25 en position de fermeture de la vanne 21. En position initiale, les deux vannes 20, 21 sont en position de fermeture, leur ressort respectif maintenant les parois 26, 28 dans les canalisations IP et HP. Lorsque le moteur électrique 22 fait tourner ses ergots 32, 33 dans un premier sens, autour de l’axe L, le doigt 32 pousse le doigt 30 de la vanne 20 qui pivote de la position de fermeture à la position d’ouverture complète de la vanne 20. Le doigt 31 est laissé libre et les moyens 35 ramènent la vanne 21 en position de fermeture (figures 4 à 6). Lorsque le moteur électrique 22 fait tourner ses ergots 32, 33 dans le sens opposé, le doigt 33 pousse le doigt 31 de la vanne 21 qui pivote de la position de fermeture à la position d’ouverture. Le doigt 30 est laissé libre et les moyens de fermeture 34 ramènent la vanne 20 en position de fermeture (figures 7 à 9). On note ainsi que le dispositif 5 est configuré pour que la vanne intermédiaire 20 soit ouverte pendant que la vanne haute pression est fermée, et réciproquement. La vanne intermédiaire 20 est avantageusement ouverte au cours d’opérations de réglage de puissance élevée. La vanne haute pression 21 est ouverte au cours de la descente, ou à d’autres opérations de réglage de puissance faible. Lorsque l’air à haute pression est prélevé, la valve intermédiaire 20 est fermée notamment pour éviter toute réinjection d’air à l’étage de pression intermédiaire du réacteur 2. Sur le mode de réalisation illustré, le doigt 31 de la vanne haute pression 21 est disposée non colinéairement du doigt 30 de la vanne intermédiaire 20, de sorte que l’ouverture de la vanne haute pression 21 soit effectivement désynchronisée de l’ouverture de la vanne intermédiaire 20. Comme il ressort de la description qui précède, grâce au système 1, un seul composant, i.e., le dispositif de prélèvement 5, permet la commande des deux vannes intermédiaire et haute pression par le moteur électrique commun 22. Ainsi, le dispositif 5 représente, en un bloc unique, un moyen simple, fiable, de pilotage de la distribution d’air haute pression et intermédiaire. De surcroit, grâce à la forme de chaque obturateur 24, 25, les pertes de charge sont drastiquement réduites, ce qui améliore les performances du système de prélèvement d’air 1, puisque les parois 26, 28, ne constituent pas un obstacle à la circulation de l’air lorsque la vanne est en position d’ouverture. On ajoute que, grâce aux moyens de fermeture, 34, 35, les vannes 20, 21, sont, par défaut, en position de fermeture, ce qui évite tout blocage de la vanne intermédiaire en position ouverte. Des modifications et des améliorations aux mises en œuvre décrites ci-dessus de la présente invention peuvent apparaître à l’homme du métier. Néanmoins, l’invention n’est pas limitée à ce cas de figure, et tout type de gaz approprié pourrait également être utilisé. La description ci-dessus est illustrative au travers d’exemples plutôt que limitative. La portée de la présente invention est donc limitée uniquement par la portée des revendications ci-dessous. Système de prélèvement d’air pour un aéronef, comprenant une première canalisation (4) de prise d’air comprimé destinée à être connectée à un réacteur (2) de l’aéronef pour un prélèvement de l’air comprimé par le réacteur (2) à une première pression, dite pression intermédiaire, et une deuxième canalisation (3) de prise d’air comprimé destinée à être connectée audit réacteur (2) pour un prélèvement de l’air comprimé par le réacteur (2) à une deuxième pression, dite pression haute, supérieure à la pression intermédiaire, le système de prélèvement d’air (1) comprenant un dispositif de prélèvement d’air (5) comportant une vanne (20) dans la première canalisation (4), dite vanne à pression intermédiaire (20), et une vanne (21) dans la deuxième canalisation (3), dite vanne à haute pression (21), le dispositif de prélèvement d’air (5) comportant également un actionneur (22) de commande desdites vannes intermédiaire (20) et haute pression (21). Système selon la revendication 1, dans lequel la vanne intermédiaire (20) comprend un obturateur (24) muni d’une paroi d’obturation (26) de la première canalisation (4), montée mobile entre une position de fermeture de la vanne intermédiaire (20), dans laquelle ladite paroi d’obturation (26) obture complètement le passage d’air dans la première canalisation (4) et une position d’ouverture dans laquelle ladite paroi d’obturation (26) est à distance de la première canalisation (4) de sorte à ne pas obturer complètement le passage d’air dans la première canalisation (4), la vanne intermédiaire (20) comprenant un ergot de pilotage (30) de l’obturateur (24), l’ergot (30) étant conformé pour être entrainé par l’actionneur (22). Système selon la revendication précédente, dans lequel l’obturateur (24) présente une forme cylindrique ou sphérique ou en secteur angulaire. Système selon l’une des revendications 2 ou 3, dans lequel le dispositif de prélèvement d’air (5) comprend un moyen (34) de fermeture de la vanne (20), par exemple un ressort. Système selon l’une des revendications précédentes, dans lequel la vanne haute pression (21) comprend un obturateur (25) muni d’une paroi d’obturation (28) de la deuxième canalisation (3), montée mobile entre une position de fermeture de la vanne haute pression (21), dans laquelle ladite paroi d’obturation (28) obture complètement le passage d’air dans la deuxième canalisation (3) et une position d’ouverture dans laquelle ladite paroi d’obturation (28) est à distance de la deuxième canalisation (3) de sorte à ne pas obturer complètement le passage d’air dans la deuxième canalisation (3), la vanne haute pression (21) comprenant un ergot de pilotage (31) de l’obturateur (25), l’ergot (31) étant conformé pour être entrainé par l’actionneur (22). Système selon la revendication précédente, dans lequel l’obturateur (25) présente une forme cylindrique ou sphérique ou en secteur angulaire. Système selon l’une des revendications 5 ou 6, dans lequel le dispositif de prélèvement d’air (5) comprend un moyen (35) de fermeture de la vanne (20), par exemple un ressort. Système selon l’une des revendications 5 à 7, dans lequel l’ergot (31) de pilotage de la vanne haute pression (21) est disposée non colinéairement de l’ergot (30) de pilotage de la vanne intermédiaire (20) de sorte que l’ouverture de la vanne haute pression (21) soit désynchronisée de l’ouverture de la vanne intermédiaire (20). Système selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le dispositif de prélèvement d’air (5) comprend un unique corps de vanne (23) pour les vannes intermédiaire (20) et haute pression (21). Aéronef, muni d’un système de prélèvement d’air selon l’une des revendications précédentes et d’un réacteur connecté à la première prise d’air du système et à la deuxième prise d’air du système.