Brevet FR3039614A1 (20170203)
REVENDICATIONS1. Installation motrice hybride (5) pour aéronef (1) à voilure tournante comportant : - au moins deux turbomoteurs (10,10'), chaque turbomoteur (10,10') étant muni d'un générateur de gaz (11,11') et d'une turbine libre (12,12'), chaque turbomoteur (10,10') pouvant fournir au moins une Puissance Maximale Continue PMC et une Puissance Maximale de décollage PMD ainsi que des surpuissances d'urgence OEI, - au moins deux boîtiers de contrôle (13,13'), chaque boîtier de contrôle (13,13') étant relié à un turbomoteur (10,10'), au moins une machine électrique (20,20',20") pouvant fournir une puissance mécanique maximale Pmax, au moins un moyen de stockage (22) d'énergie électrique fournissant une énergie électrique à chaque machine électrique (20,20',20"), au moins un moyen de commande (21,21',21") de chaque machine électrique (20,20',20") et - une boîte de transmission principale de puissance (3) comportant au moins un arbre de sortie (4,6) entraîné mécaniquement en rotation à une fréquence de rotation NR conjointement par lesdits turbomoteurs (10,10') et chaque machine électrique (20,20',20"), lesdites turbines libres (12,12') desdits turbomoteurs (10,10'), ladite boîte de transmission principale de puissance (3) et chaque arbre de sortie (4,6) constituant une chaîne de transmission principale de puissance mécanique (3), caractérisée en ce qu'une machine électrique (10,10') est reliée audit générateur de gaz (11,11') de chaque turbomoteur (10,10') lorsque ladite puissance mécanique maximale Pmax est inférieure 3039614 33 ou égale à une puissance limite Ppai alors que ladite machine électrique (10,10') est reliée à ladite chaîne de transmission principale de puissance mécanique (3) lorsque ladite puissance mécanique maximale Pmax est supérieure à ladite puissance limite 5 Ppai, ladite puissance limite Ppai étant spécifique audit aéronef (1) auquel est destinée ladite installation motrice hybride (5) et étant notamment fonction de la masse et de l'aérodynamisme dudit aéronef (1) ainsi que de ladite Puissance Maximale Continue PMC, ladite Puissance Maximale de décollage PMD et desdites 10 surpuissances d'urgence 0E1 desdits turbomoteurs (10,10').\n<CLM>\1\tInstallation motrice hybride (5) selon la revendication 1, caractérisée en ce que, lorsqu'une machine électrique (10,10') est reliée audit générateur de gaz (11,11') de chaque turbomoteur (10,10'), ladite machine électrique (10,10') assure chaque 15 démarrage dudit turbomoteur (10,10') et une génération d'un courant électrique apte à alimenter un réseau électrique de bord (30) dudit aéronef (1).\n<CLM>\1\tInstallation motrice hybride (5) selon l'une quelconque des revendications 1 à 2, 20 caractérisée en ce qu'un moyen de stockage (22) d'énergie électrique est non rechargeable.\n<CLM>\1\tInstallation motrice hybride (5) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce qu'un moyen de stockage (22) d'énergie 25 électrique est rechargeable, au moins une machine électrique (20,20',20") assurant une génération d'un courant électrique afin de recharger ledit moyen de stockage (22). 3039614 34\n<CLM>\1\tInstallation motrice hybride (5) selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que, au moins une machine électrique (20,20',20") fonctionnant en tant que générateur électrique haute 5 tension, ladite installation motrice (5) comporte un convertisseur HT/BT (25) apte à alimenter un réseau électrique de bord (30) dudit aéronef (1) en électricité basse tension.\n<CLM>\1\tInstallation motrice hybride (5) selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, 10 caractérisée en ce que au moins une machine électrique (20,20',20") fournit une puissance mécanique courante PREF REF inférieure ou égale à ladite puissance mécanique maximale Pmax, ladite puissance mécanique courante PREF REF étant définie en fonction de ladite fréquence courante de rotation NR dudit arbre de sortie 15 (4) par une première loi de pilotage, telle que : Pmax x (NR + k dNtR NRc x X2) d PREF = NRc x (X1 - X2) Prna, étant la puissance maximale que peut fournir chaque machine électrique (20,20',20"), NR étant ladite fréquence courante de rotation dudit arbre de sortie (4), cli' étant une dérivée temporelle dt de ladite fréquence courante de rotation NR, NRc étant une valeur 20 de consigne de fréquence courante de rotation NR , X1 et X2 étant deux coefficients de butée et k étant un coefficient d'anticipation.\n<CLM>\1\tInstallation motrice hybride (5) selon la revendication 6, caractérisée en ce que ladite fréquence courante de rotation NR est déterminée par l'intermédiaire de la fréquence de rotation de ladite 25 machine électrique (20,20',20"). 3039614\n<CLM>\1\tInstallation motrice hybride (5) selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce qu'au moins une machine électrique (20,20',20") fournit une puissance mécanique courante PREF 5 inférieure ou égale à ladite puissance mécanique maximale Pm', ladite puissance mécanique courante PREF étant fonction d'une marge Marg de puissance de chaque turbomoteur (10,10') opérationnel et définie par une seconde loi de pilotage, telle que PREF = f (M ar g). 10\n<CLM>\1\tInstallation motrice hybride (5) selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que chaque moyen de commande (21,21',21") comporte un moyen de désactivation et un moyen de communication apte à communiquer avec une installation avionique 15 dudit aéronef (1), ledit moyen de désactivation pouvant désactiver une machine électrique (20,20',20") selon des critères liés à : - chaque moyen de stockage (22) d'énergie électrique tel que ledit moyen de stockage (22) ne peut plus fournir de puissance électrique, 20 - des conditions de vol dudit aéronef (1) telles que ledit aéronef (1) est au sol ou bien ledit aéronef (1) a une vitesse de vol dont la composante horizontale Vy est inférieure à une vitesse seuil 17/, - des conditions de fonctionnement de chaque turbomoteur 25 (10,10'), telles qu'une information qu'aucun turbomoteur (10,10') n'est en panne ou bien qu'une marge Marg de puissance de chaque turbomoteur (10,10') est supérieure à une marge de puissance limite et 3039614 36 des conditions de fonctionnement de chaque machine électrique (20,20',20") telles qu'une machine électrique (20,20',20") est en panne.\n<CLM>\1\tInstallation motrice hybride (5) selon la revendication 9, 5 caractérisée en ce que ledit moyen de désactivation agit sur un circuit d'alimentation d'une machine électrique (20,20',20"), fournit un signal de désactivation audit moyen de commande (21,21',21") ou bien impose une puissance mécanique courante PREF REF fournie par ladite machine électrique (20,20',20") égale à une valeur nulle afin 10 de désactiver ladite machine électrique (20,20',20").\n<CLM>\1\tInstallation motrice hybride (5) selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisée en ce que ladite installation motrice hybride (5) comporte un moyen manuel d'activation (26) de chaque machine 15 électrique (20,20',20") afin que chaque machine électrique (20,20',20") fournisse une puissance mécanique maximale Pmax audit arbre de sortie (4,6) de ladite boîte de transmission principale de puissance (3).\n<CLM>\1\tInstallation motrice hybride (5) selon l'une quelconque 20 des revendications 1 à 11, caractérisée en ce que, lorsque un moyen de stockage (22) de l'énergie électrique est non rechargeable, une machine électrique (20,20',20") peut fournir une puissance mécanique courante PREF REF égale à ladite puissance mécanique maximale Pimax pendant une 25 durée limitée Rtime définie par la formule : Etotal, f' U(t) X I (t). dt itact Rtime Pmax 3039614 37 Etotal étant l'énergie totale disponible dans ledit moyen de stockage (22) initialement, U(t) étant la tension électrique aux bornes dudit moyen de stockage (22), 1(t) étant l'intensité du courant électrique fourni par ledit moyen de stockage (22) et Tact étant la date de 5 l'activation dudit moyen de stockage (22).\n<CLM>\1\tInstallation motrice hybride (5) selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisée en ce que ledit moyen de commande (21,21',21") comportant un moyen d'affichage (40) apte à être disposé sur un 10 tableau de bord dudit aéronef (1), ledit moyen d'affichage (40) affiche une première indication (41) relative à l'énergie électrique disponible dans ledit moyen de stockage (22) ainsi qu'une seconde indication (42) indiquant d'une part que ladite machine électrique (20,20',20") est prête à fournir une puissance mécanique courante 15 PREF audit arbre de sortie (4,6) et d'autre part que ladite machine électrique (20,20',20") fournit une puissance mécanique courante PREF audit arbre de sortie (4,6). 14.Aéronef (1) à voilure tournante comportant : - une installation motrice hybride (5) selon l'une quelconque 20 des revendications 1 à 13, - au moins un rotor principal (2) solidaire d'un arbre de sortie (4) de ladite boîte de transmission principale de puissance (3) de ladite installation motrice hybride (5), et - un rotor anticouple (7) solidaire d'un arbre de sortie (6) de 25 ladite boîte de transmission principale de puissance (3) de ladite installation motrice hybride (5).