Brevet FR3039518A1 (20170203)
REVENDICATIONS1. Procédé (18) de configuration d'un aéronef à voilure tournante, cet aéronef à voilure tournante intégrant une installation électrique (8) et des équipements consommateurs d'énergie 5 électrique, cette installation électrique (8) comportant au moins une pile thermique (10) et étant apte à délivrer à la demande, une quantité prédéterminée d'énergie électrique à au moins un équipement consommateur (9), caractérisé en ce que le procédé (18) comporte au moins une 10 étape d'alimentation de l'installation électrique (8) et des équipements consommateurs (5, 9, 11, 12, 13,\n<CLM>\1\tselon une définition (19) de spécifications techniques (20) de ladite au moins une pile (10) et de l'installation électrique (8) en termes opérationnels, structurels et d'agencement au sein de l'aéronef (1), 15 l'étape d'alimentation selon ces spécification techniques (20) comprenant: - une puissance utile (21) à fournir par ladite au moins une pile thermique (10) en fonction de la quantité d'énergie électrique à délivrer par l'installation électrique pour au moins ledit équipement 20 consommateur, cette puissance utile étant prédéterminée entre 20 Watts et 200 kilowatts, - un laps de temps (22) de montée en puissance de ladite au moins une pile thermique, jusqu'à au moins la quantité prédéterminée d'énergie électrique, ce laps de temps étant 25 compris entre 3 secondes et 30 secondes et - un bas temps de fonctionnement (23) de fourniture utile de la quantité prédéterminée d'énergie électrique à au moins ledit équipement consommateur, par ladite au moins une pile thermique 303 95 18 34 (10), ce bas temps de fonctionnement étant compris entre 10 secondes et 180 secondes, et - un temps de disponibilité tdisponibilité lors duquel ledit équipement consommateur (9) ne requiert pas d'énergie mais ladite au moins une pile thermique (10) reste chaude pour une utilisation à tout moment, ce temps de disponibilité tdisponibilité étant compris entre 10 et 300 secondes.\n<CLM>\1\tProcédé (18) selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'étape d'alimentation selon la définition (19) de spécifications techniques (20) comporte au moins une routine de maximisation (24) de la quantité de puissance utile fournie Pcharge(t) en fonction du temps « t » lors de l'activation de ladite au moins une pile thermique (10), cette routine de maximisation commandant un fonctionnement électrique à adaptation d'impédance dudit au moins un équipement consommateur (9) ou charge, la routine de maximisation (24) prévoyant que ladite au moins une pile thermique (10) équivaut, selon un modèle de conversion de Thévenin, à un circuit électrique linéaire en boucle, auquel s'applique en série la résistance Rptie de la pile et la résistance Rcharge de l'équipement (9), une force électromotrice FEMpiie de la pile, une intensité Ipile(t) du courant électrique et une tension électrique de charge Ucharge(t) de l'équipement (9), de sorte que cette routine de maximisation (24) détermine une valeur de la tension de charge Ucharge(t) qui annule la dérivée: dPchargelli = FEMpile - 2* Rpile(t)* Icharge(t) = 0 dlcharge(t) la tension de charge Ucharge(t) étant atteinte lorsque la résistance Rcharge de l'équipement égale la résistance Rpile de la pile formant 30 source, de façon que la routine de maximisation (24) adapte ladite tension de charge Ucharge(t) pour obtenir : 3039518 35 Ucharge(t) = FEMpile\n<CLM>\1\t3. Procédé (18) selon la revendication 2, 5 caractérisé en ce que le procédé comprend une règle d'évaluation (25) après activation de la quantité d'énergie électrique disponible auprès de ladite au moins une pile thermique (10) lors de son fonctionnement, ladite règle d'évaluation (25) fournit une valeur en pourcentage T% d'énergie à l'instant courant tcourant à partir de 10 l'énergie restante Erestante dans ladite pile (10), cette énergie restante Erestante étant obtenue par dérivation de l'énergie initiale Einitiale dans ladite pile (10), dérivée de l'instant d'activation mesuré tactivation à l'instant courant tcourant pour une énergie délivrée Pdélivrée(t) à cet instant courant tcourant, OÙ Pdelivree(t)= Ucharge(tcourant) 15 * Icharge(tcourant) et selon la formule suivante: Erestante = Einitiale - tivatton Pdélivrée(t)dt- puis, à partir de l'énergie Erestante, ladite règle d'évaluation détermine le temps « Trestant à puissanceP » en fonction de la puissance P qui est la puissance mesurée à l'instant courant tcourant 20 et d'un temps « Tdisponible.max » à puissance maximale qui est propre à dans ladite pile (10) telle que dimensionnée, ladite règle d'évaluation (25) calcule la valeur T% de l'énergie, à partir de la formule suivante : 25 Trestant à puissanceP= Erestante P de sorte que la valeur T% de l'énergie est : T%= Trestant à puissanceP X\n<CLM>\1\tTdisponible.max- 3039518 36\n<CLM>\1\tProcédé (18) selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le procédé (18) comporte une loi de contrôle de réduction d'impédance (27), telle qu'à l'activation de ladite au moins une pile (10), la résistance interne de cette pile thermique 5 qui diminue progressivement est scrutée, pendant la durée de diminution de résistance qui est comprise entre 100ms (millisecondes) et 3 secondes, la loi de contrôle de réduction d'impédance (27) vérifiant que le courant d'appel d'une électronique de puissance du convertisseur de l'installation 10 électrique est convenable, de sorte que l'installation électrique (8) ne comporte pas de résistance de pré-charge à fonction de limitation de ce courant d'appel.\n<CLM>\1\tProcédé (18) selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le procédé (18) comporte une surveillance 15 thermique (30) de ladite au moins une pile thermique (10) et une procédure de protection thermique (31) de maintien de ladite au moins une pile thermique (10) dans une plage de températures garantissant une fourniture optimale d'énergie tout en évitant que les structures de l'aéronef (1), connexes à ladite au moins une pile 20 thermique (10), ne soient exposées à des échauffements compris entre 80°c et 110°C.\n<CLM>\1\tProcédé (18) selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le procédé est mis en oeuvre pour au moins un équipement consommateur (9) parmi au moins la liste suivante: 25 installation motrice (5), système de motorisation électrique (11) de l'aéronef (1), système de sécurité (12) de l'aéronef, système d'assistance (13) au pilotage de l'aéronef, système d'information d'urgence (14) pour pilote d'aéronef.\n<CLM>\1\tProcédé (18) selon la revendication 6, 3039518 37 caractérisé en ce que le procédé est mis en oeuvre pour au moins système de motorisation électrique d'assistance d'un pilote de l'aéronef (1) à voilure tournante, lors d'une phase de vol en autorotation, ledit système de motorisation électrique (11) étant 5 alimenté par un système de stockage d'énergie électrique (17), ledit système de motorisation étant intégré dans une installation motrice hybride munie dudit système de motorisation électrique et d'au moins un moteur thermique (6), l'aéronef (1) comportant une boîte de transmission principale (16) de puissance, ledit système 10 de stockage d'énergie électrique à bord étant électriquement relié à ladite au moins une pile thermique (10), l'aéronef à voilure tournante (1) comportant un rotor principal (2) qui est entraîné, en vol, à une vitesse nominale de rotation par l'installation motrice hybride, de sorte que durant une étape (29) de surveillance en vol 15 au moins un paramètre de surveillance est mesuré afin de détecter une éventuelle panne de moteur thermique ; de sorte que si une panne est détectée, on commande ledit système de motorisation électrique pour fournir une puissance auxiliaire d'entraînement en rotation au rotor principal, permettant ainsi d'assister le pilote lors 20 d'un vol en autorotation consécutif à ladite panne.\n<CLM>\1\tAéronef à voilure tournante configuré selon le procédé (18) de l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que ladite au moins une pile thermique (10) intégrée à l'installation électrique (8) est logée dans au moins un 25 cloisonnement de protection (32) contre les rayonnements thermiques et un confinement anti-conduction thermique (33), et qu'au moins un confinement anti-conduction thermique (33) comporte une enveloppe close (34) sur châssis (35), avec au moins un évent (36) d'évacuation thermique. 30\n<CLM>\1\tAéronef à voilure tournante selon la revendication 8, 3039518 38 caractérisé en ce qu'au moins une pile thermique (10) est dédiée à une fourniture de puissance électrique de basse puissance, telle que ladite puissance utile (21) est comprise entre 20 Watts et 300 Watts. 5\n<CLM>\1\tAéronef à voilure tournante selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'au moins une pile thermique (10) est dédiée à une fourniture de puissance électrique de forte puissance, telle que ladite puissance utile (21) est comprise entre 50 kilowatts et 200 kilowatts. 10\n<CLM>\1\tAéronef à voilure tournante selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'au moins une pile thermique (10) est dédiée à une fourniture de puissance électrique pour une installation motrice (5) de l'aéronef (1), telle que ladite puissance utile (21) est comprise entre 5 kilowatts et 25 kilowatts, et par exemple entre 10 15 kilowatts et 20 kilowatts.