INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
De façon avantageuse, les moyens de fixation participent à l’étanchéité des différentes jonctions en compressant les différents joints lors de la fixation des différents joints entre eux.
Optionnellement, au moins l’un des modules 1, 2, 3, 4 comporte au moins une couche additionnelle à son châssis 5.
Dans le cas présent, les quatre modules 1, 2, 3, 4 comportent au moins une couche additionnelle en plus de leur châssis 5.
De préférence, les quatre modules 1, 2, 3, 4 comprennent exactement les mêmes couches additionnelles. Les quatre modules 1, 2, 3, 4 sont donc identiques entre eux mis à part au niveau de l’orifice d’aspiration 9 de l’un des modules.
Lorsque le joint d’étanchéité 240 est déformé dans sa deuxième position, dite de montage ou de démontage, l’élément d’obturation 200 peut être inséré dans le panneau acoustique 100, comme illustré sur la . Pour éviter d’abîmer le joint 240, la pression de l’objet 5 sur la platine rigide 231 doit être maintenue pendant l’insertion de l’élément d’obturation 200. Cette pression peut être maintenue manuellement, ou au moyen du filetage de l’objet 5 et des taraudages du passage 222 et/ou de l’orifice 232.
Lorsque l’élément d’obturation 200 est mis en place dans la cavité traversante 120 du panneau acoustique 100, l’objet inséré 5 est retiré. Le joint d’étanchéité 240 retrouve ainsi sa première position, dite d’étanchéité ou de repos. Dans cette configuration, la première face 220a du corps 220 de l’élément d’obturation 200 est située dans le prolongement de la première face 100a du panneau acoustique 100. Ainsi, dans cette configuration, l’élément d’obturation 200 réalise l’étanchéité avec la deuxième face 100b du panneau acoustique 100 et permet une atténuation acoustique de toutes les ondes sonores dirigées vers la première face relativement uniforme de l’ensemble acoustique 1 assemblé, qui comprend la première face 100a du panneau acoustique 100 et la première face 220a du corps 220 de l’élément d’obturation 200. Par conséquent, l’élément d’obturation 200 assure une bonne performance acoustique de l’ensemble acoustique 1 assemblé malgré les cavités traversantes 120 présentes dans le panneau acoustique 100.
Nous allons maintenant décrire un procédé de réparation d’un panneau acoustique permettant de remplacer une zone endommagée dudit panneau acoustique. La illustre par exemple un panneau acoustique 1000 comprenant une pluralité de cellules acoustiques 1100, dont deux cellules acoustiques adjacentes 1101 et 1102 qui ont été endommagées par un dégât ou un dommage 1300. Les cellules acoustiques 1100 sont délimitées par des cloisons 1110 et s’étendent entre une première face 1000a du panneau acoustique 1000 et une deuxième face 1000b du panneau acoustique 1000 opposée à la première face 1000b. Dans l’exemple présenté, les cellules acoustiques 1100 comprennent des éléments acoustiques creux complexes 1120. La première face 1000a du panneau acoustique 1000 est recouverte par une peau acoustique supérieure 1010, qui comprend une pluralité de perforations 1010a. Le panneau acoustique 1000 peut présenter toutes les caractéristiques et variations décrites précédemment dans le cadre de l’exemple du panneau acoustique 100.
On réalise une cavité traversante 1200 selon une direction X dans le panneau acoustique 1000, en retirant les cellules acoustiques 1101 et 1102 qui étaient au moins en partie endommagées, comme illustré sur la . En effet, il est plus intéressant d’un point de vue acoustique de retirer des cellules acoustiques complètes, pour pouvoir les remplacer par d’autres cellules acoustiques.
On utilise un élément d’obturation 2000 pour combler la cavité traversante 1200 ainsi formée, dont la forme du corps 2200 épouse la géométrie de ladite cavité traversante 1200. De préférence, l’impédance acoustique de l’élément d’obturation 2000 correspond globalement à l’impédance acoustique de la zone du panneau acoustique 1000 qui a été retirée.
Dans l’exemple illustré sur la , deux cellules acoustiques 1101 et 1102 ont été retirées du panneau acoustique 1000. Ainsi, pour obtenir une impédance acoustique similaire, l’élément d’obturation 2000 renferme également deux cellules acoustiques 2100 s’étendant selon la direction X entre une première face 2200a du corps 2200 et une deuxième face 2200b du corps 2200.
Les cellules acoustiques 2100 comprennent des éléments acoustiques creux complexes 2120 ayant une forme se rétrécissant progressivement entre une base et un sommet.
La première face 2200a du corps 2200 est recouverte par une ou plusieurs peaux acoustiques supérieures 2210, de sorte que chaque cellule acoustique 2100 de l’élément d’obturation 2000 est recouverte par une peau acoustique supérieure 2210, qui comprend une pluralité de perforations 2210a.
Le corps 2200 de l’élément d’obturation 2000 comprend en outre un passage 2220, qui peut présenter toutes les caractéristiques, fonctions et variations décrites précédemment. L’élément d’obturation 2000 comprend en outre une cavité 2300 délimitée au moins en partie par un joint 2400, ces derniers pouvant présenter toutes les caractéristiques, fonctions et variations décrites précédemment.
L’élément d’obturation 2000 peut alors être inséré dans le panneau acoustique 1000 selon le procédé de montage décrit précédemment, en déformant le joint 2400.
Dans les exemples présentés précédemment, le corps de l’élément d’obturation ne renferme que deux cellules acoustiques. On ne sort bien entendu pas du cadre de l’invention si l’élément d’obturation est adapté pour renfermer plus de deux cellules acoustiques, comme illustré sur les figures 9 et 10. La forme du joint d’étanchéité déformable et des platines est adaptée, et le nombre de passages peut être augmenté.
Selon un premier exemple, si l’élément d’obturation renferme plusieurs cellules acoustiques alignées en ligne ou si l’élément d’obturation présente des dimensions importantes, le nombre de passage peut être augmenté pour assurer la bonne déformation du joint d’étanchéité entre sa première position et sa deuxième position. Par exemple, la illustre un élément d’obturation 300 comprenant un corps 320 renfermant trois cellules acoustiques 310 délimitées par des cloisons 311 s’étendant selon une direction X entre une première face 320a du corps 320 et une deuxième face 320b du corps 320. Les cellules acoustiques 310 comprennent des éléments acoustiques creux complexes 312 ayant une forme se rétrécissant progressivement entre une base 312a et un sommet 312b.
La première face 320a du corps 320 est recouverte par une ou plusieurs peaux acoustiques supérieures 321, de sorte que chaque cellule acoustique 310 de l’élément d’obturation 300 est recouverte par une peau acoustique supérieure 321, qui comprend une pluralité de perforations 321a.
Le corps 320 de l’élément d’obturation 300 comprend en outre deux passages 322 s’étendant selon la direction X de la première face 320a du corps 320 à la deuxième face 320b du corps 320. Chaque passage 322 est situé entre deux cellules acoustiques 310 de sorte que, dans chaque surface perpendiculaire à l’axe X, les centres des cellules acoustiques 310 et des passages 322 soient alignés. Les passages 322 peuvent être taraudés. Les passages 322 peuvent être cylindriques et peuvent présenter une section de diamètre compris entre 3 mm et 10 mm, de préférence de 5 mm.
Les passages 322 débouchent sur la première face 320a du corps 320, de préférence sur une portion de la première face 320a qui n’est pas recouverte par une peau acoustique supérieure 321, et sur la deuxième face 320b du corps 320.
L’élément d’obturation 300 comprend, en outre du corps 320, une cavité d’étanchéité 330 s’étendant depuis la deuxième face 320b du corps 320. Comme illustré sur la , la cavité d’étanchéité 330 est délimitée par la deuxième face 320b du corps 320, par un joint d’étanchéité déformable 340 et par une platine rigide 331.
En outre, dans ce premier exemple de réalisation, le deuxième générateur 123 est formé par un deuxième modulateur polaire 136, un deuxième multiplieur de fréquence 138 et un circuit de retard 140. Le deuxième modulateur polaire 136 reçoit en entrée le signal d’horloge clk , un signal de commande FREQ 2 correspondant au signal de commande FREQ auquel le retard τ mix est appliqué, et le signal périodique LO . La sortie du deuxième modulateur polaire 136, sur lequel un signal REF 2 est délivré, est couplée électriquement à l’entrée du deuxième multiplieur de fréquence 138. La sortie du deuxième multiplieur de fréquence 138 est couplée à l’entrée du mélangeur 124.
A titre d’exemple, les premier et deuxième modulateurs polaires 132, 136 peuvent être similaires à celui proposé dans le document FR 3 100 404 A1.
Le signal périodique LO correspond à un signal de fréquence f REF généré par exemple par un oscillateur local (non visible sur la ) du dispositif 100. Le premier modulateur polaire 132 va moduler le signal périodique LO à partir du signal de commande FREQ , sous la forme d’une suite d’échantillons de fréquence, correspondant au signal REF 1 Le signal de commande FREQ est fourni au premier modulateur 132 au rythme du signal d’horloge clk de fréquence f clk . Le signal REF 1 délivré en sortie du premier modulateur polaire 132 correspond à un signal carré dont la fréquence augmente linéairement avec le temps pour balayer une bande de fréquence B REF de fréquence centrale f REF .
Le deuxième modulateur polaire 136 reçoit en entrée les mêmes échantillons de fréquence que le premier modulateur polaire 132 mais retardés, par le circuit de retard 140, d’un nombre paramétrable n de périodes du signal horloge clk . Cette nouvelle séquence d’échantillons de fréquence correspond au signal de commande FREQ 2 . Le signal REF 2 délivré en sortie du deuxième modulateur polaire 136 est similaire au signal REF 1 , c’est-à-dire balaie la bande de fréquence B REF centrée sur la fréquence f REF , mais est retardé d’une valeur arbitrairement choisie τ mix = n / f REF .
Chacun de ces deux signaux REF 1 et REF 2 voient leurs fréquences multipliées d’une même valeur N par les premier et deuxième multiplieurs de fréquence 134, 138. Afin d’obtenir de faibles valeurs de T ramp , la valeur du facteur de multiplication N est avantageusement supérieure à 10. De manière avantageuse, les premier et deuxième multiplieurs de fréquence 134, 138 peuvent être similaires à celui proposé dans le document FR 3 086 132 A1 qui permet d’obtenir des facteurs de multiplication pouvant être compris entre 25 et 30. Les signaux obtenus en sortie des multiplieurs de fréquence 134, 138 peuvent correspondre à des signaux sinusoïdaux à modulation linéaire de fréquence et à phase initiale maîtrisée, de fréquence centrale f c = N . f REF et balayant la bande de fréquence B = N . B REF .
Le dispositif 100 forme ainsi une architecture à deux circuits de génération de chirps courts à phase initiale maîtrisée.
La représente un deuxième exemple de réalisation du dispositif 100 selon le mode de réalisation particulier décrit précédemment.
Dans ce deuxième exemple de réalisation, le dispositif 100 comporte deux modulateurs cartésiens 142, 146 en lieu et place des modulateurs polaires 132, 136 du premier exemple de réalisation. Ces modulateurs 142, 146 reçoivent en entrées deux signaux périodiques LO I et LO Q de fréquence f REF et déphasés de 90° l’un par rapport à l’autre. Le signal LO Q est en retard de phase par rapport au signal LO I . Ces signaux correspondent aux parties réelles (I) et imaginaires (Q) d’un signal complexe à réaliser. Chaque modulateur cartésien 142, 146 reçoit en plus en entrée le signal d’horloge clk ainsi que des signaux de commande numérique de modulation Re (z) et Im (z) pour le premier modulateur cartésien 142, et des signaux de commande numérique de modulation Re 2 (z) et Im 2 (z) pour le deuxième modulateur cartésien 146. Les signaux de commande numérique de modulation Re 2 (z) et Im 2 (z) sont similaires aux signaux Re(z) et Im(z) mais retardés, par des circuits de retard 144 et 148, d’un nombre paramétrable n de périodes du signal horloge clk correspondant au retard τ mix . Ces entrées numériques, cadencées à la fréquence du signal d’horloge f clk , contiennent les échantillons des modulations à effectuer sur les parties réelles et imaginaires LO I et LO Q sous la forme de nombres complexes.
Un schéma de fonctionnement d’un tel modulateur cartésien est représenté sur la . Sur l’exemple de la , le modulateur cartésien va convertir ces commandes numériques en signaux analogiques à l’aide de convertisseurs numérique-analogique 150, 152 et réaliser un mélange analogique pour moduler indépendamment LO I et LO Q avec chacun des signaux analogiques obtenus en sortie des convertisseurs 150, 152, grâce à des mélangeurs 154, 156. Ces deux signaux modulés sont ensuite additionnés par un additionneur 158 pour obtenir le signal complexe modulé souhaité qui constitue finalement le signal de sortie du modulateur cartésien.
Le premier modulateur cartésien 142 sert à générer le premier signal radar destiné à être émis par le dispositif 100. Le signal REF 1 fourni en sortie du premier modulateur cartésien 142 est identique à celui délivré par le premier modulateur polaire 132, et le signal REF 2 fourni en sortie du deuxième modulateur cartésien 146 est identique à celui délivré par le deuxième modulateur polaire 136.
Les deux exemples de réalisation décrits ci-dessus forment des systèmes à modulation directe qui sont avantageux par rapport aux systèmes de type oscillateurs à boucle fermée (PLL) qui subissent un temps d’établissement ne permettant pas de maitriser la trajectoire de phase. Dans les deux exemples de réalisation précédemment décrits, la modulation réalisée en boucle ouverte à partir d’une horloge commune ( clk ) rend cette solution insensible à la variation des conditions initiales.
Comme cela est visible sur la , réaliser un mélange des échos reçus avec un chirp retardé de τ mix plutôt qu’avec le chirp transmis à t = 0 résulte en des fréquences IF faibles pour les valeurs de temps de vol τ k proches de τ mix . Ces faibles fréquences IF sont observées avec de plus larges fenêtres temporelles (la durée de coexistence des échos et du deuxième signal de sortie, égale à T ramp - τ k + τ mix , est supérieure à la durée de coexistence des échos et du premier signal de sortie, égale à T ramp - τ k ), limitant les effets de fenêtrage obtenus.
Ce dispositif 100 est donc bien adapté pour capter un ensemble d’échos ayant des temps de vols τ k proches d’une valeur donnée de référence τ mix , c’est-à-dire pour observer des objets à des distances R k proches d’une distance de référence R mix = c.τ mix /2. En choisissant une valeur de τ mix donnée et des valeurs de fréquences IF réduites, le dispositif 100 réalise une mesure de distance sur une zone ou région spécifique de la scène. En connaissant a priori les zones de la scène effectivement occupées par des réflecteurs, le dispositif 100 permet de réaliser et répéter des mesures à base de chirps courts, à basse fréquence d’échantillonnage et sans effets de fenêtrage temporel.
Pour des applications de courte portée, par exemple de l’ordre de la dizaine de mètres, la valeur de τ mix pourra être choisie comme étant non nulle et inférieure à 100 ns.
Il convient de remarquer que les premier et deuxième générateurs 107, 123 ont des bruits de phase décorrélés.
Ce fonctionnement du dispositif 100 nécessite des connaissances a priori sur les temps de vol τ k à mesurer afin de choisir les retards τ mix les plus adaptés possible à la scène. Le dispositif 100 peut être utilisé pour réaliser une séquence de mesures, la première servant à déterminer une occupation grossière de la scène, à basse résolution spatiale. Cette première étape permet la construction d’ a priori sur les zones dans l'espace manifestant de la présence d'énergie (interprétée par le radar comme une présence de réflecteur). Les mesures suivantes, dites de « focusing », peuvent servir à « zoomer » sur les cibles pré-détectées avec une résolution maximale et un grand SNR, pour permettre des applications de suivi d’objet (ou « tracking ») par mesures à chirp courts, et donc à basse consommation d’énergie, et sur lesquelles un suivi de la phase sera effectué pour adresser des applications de détection de faibles mouvements.
Il est connu de stocker du carburant, en particulier de l’hydrogène, sous forme liquide pour limiter l’encombrement et la masse des réservoirs de l’aéronef. A titre d’exemple, le carburant est stocké à une température de l’ordre de 20 à 22 Kelvins (- 253 à -251°C) dans un réservoir cryogénique de l’aéronef.
Afin de pouvoir être injecté dans la chambre de combustion d’une turbomachine, le carburant doit être conditionné, c’est-à-dire pressurisé et chauffé, afin de permettre une combustion optimale. Un conditionnement est par exemple nécessaire pour réduire le risque de givrage de la vapeur d’eau contenue dans l’air qui circule dans la turbomachine, en particulier, au niveau des injecteurs de carburant de la turbomachine. En référence à la , il est représenté un système de conditionnement SCAA selon l’art antérieur comprenant un circuit de carburant 100 relié en entrée à un réservoir cryogénique R1 et en sortie à la chambre de combustion CC d’une turbomachine T. Un flux de carburant Q circulant d’amont en aval dans le circuit de carburant 100 traverse successivement une pompe mécanique 101 et un module de chauffage 102.
En pratique, pour réaliser le pompage, une pompe mécanique 101 de type volumétrique ou centrifuge est généralement utilisée. Une telle pompe mécanique 101 présente de nombreux inconvénients sur le plan du rendement. Une pompe mécanique 101 ne permet pas de fonctionner sur une large gamme de débit/pression pour un rendement élevé. Aussi, en pratique, il est nécessaire d’utiliser une pompe mécanique 101 dont le point de fonctionnement n’est pas optimal et qui requiert de s’éloigner de la plage d’utilisation conseillée de ladite pompe mécanique 101, ce qui augmente les contraintes appliquées à la pompe mécanique 101 et réduit son rendement. Une telle pompe mécanique 101 ne peut ainsi pas adapter son débit de manière optimale en fonction des besoins de la turbomachine T. A titre d’exemple, pour un avion de transport civil, le débit de consigne de la turbomachine T dans une phase de décollage peut être plus de trois fois supérieur au débit de consigne dans une phase de croisière.
De plus, la pression de refoulement d’une pompe mécanique 101 se réduit à mesure que le débit augmente, ce qui va à l’encontre du besoin de la turbomachine T pour laquelle la pression d’injection et le débit injecté croissent tous deux avec la poussée générée.
L’invention vise ainsi à éliminer au moins certains de ces inconvénients en proposant un nouveau système de conditionnement de carburant permettant une compression et un chauffage avec un meilleur rendement et une plus grande opérabilité.
PRESENTATION DE L’INVENTION L’invention concerne un système de conditionnement de carburant configuré pour alimenter une turbomachine d’aéronef, dite turbomachine principale, à partir de carburant issu d’un réservoir cryogénique, la turbomachine principale ayant un débit de consigne de carburant qui est fonction de la phase de déplacement de l’aéronef, le système de conditionnement comprenant : un circuit de carburant relié en entrée au réservoir cryogénique et en sortie à la turbomachine principale, une pompe configurée pour faire circuler un flux de carburant d’amont en aval dans le circuit de carburant, la pompe étant configurée pour fonctionner à un régime constant prédéterminé, au moins un échangeur de chaleur configuré pour transmettre des calories issues d’une source chaude au flux de carburant via un circuit de chauffage, un organe d’alimentation de la turbomachine principale avec un flux de carburant, l’organe d’alimentation définissant une section de passage prédéterminée, l’organe d’alimentation étant configuré pour fournir un débit d’alimentation nominal lorsque la pompe fonctionne à un régime constant prédéterminé, au moins un réservoir tampon configuré pour alimenter la turbomachine principale parallèlement à l’organe d’alimentation, le réservoir tampon étant configuré pour être alimenté par un flux de carburant, au moins une première vanne de contrôle de l’alimentation du réservoir tampon en flux de carburant, au moins une deuxième vanne de contrôle de la distribution du flux de carburant issu du réservoir tampon, et un dispositif de régulation configuré pour ouvrir la deuxième vanne lorsque le débit de consigne est supérieur au débit d’alimentation nominal.
Par la suite, par régime/débit constant prédéterminé, on entend un régime/débit dont la variation n’excède pas +/-10% par rapport à une valeur de régime/débit déterminée.
Grâce à l’invention, on peut utiliser une pompe de conception simple et peu onéreuse étant donné qu’elle fonctionne à un régime constant prédéterminé. De manière avantageuse, le système de conditionnement peut suivre le débit de consigne en régulant de manière dynamique la distribution du carburant du réservoir tampon, en particulier, au cours d’une phase de décollage dans laquelle les besoins en carburant sont élevés.
De préférence, l’échangeur de chaleur est positionné en amont du réservoir tampon. De manière alternative, l’échangeur de chaleur est positionné en aval du réservoir tampon.
De préférence, le dispositif de régulation est configuré pour fermer la deuxième vanne lorsque le débit de consigne est inférieur au débit d’alimentation nominal. Ainsi, le carburant du réservoir tampon est utilisé avec parcimonie, de préférence, uniquement lors d’une phase de décollage.
De préférence encore, le dispositif de régulation est configuré pour fermer la première vanne lorsque le débit de consigne est supérieur au débit d’alimentation nominal. Ainsi, l’organe d’alimentation permet de fournir le débit d’alimentation nominal.
De préférence, la première vanne ayant un degré d’ouverture paramétrable, le dispositif de régulation est configuré pour faire varier le degré d’ouverture de la première vanne en fonction d’une comparaison entre le débit d’alimentation nominal et le débit de consigne. De manière préférée, le degré d’ouverture obéit à une loi d’ouverture déterminée f du type f(d6n – dT). De manière avantageuse, le surplus de carburant est stocké de manière dynamique dans le réservoir tampon, ce qui est très avantageux. Ainsi, lorsque l’écart est faible, le réservoir tampon se remplit de manière douce pour absorber le surplus de débit. Cela permet d’éviter d’utiliser la pompe avec un régime trop élevé. A l’inverse, lorsque l’écart est important, le réservoir tampon se remplit de manière rapide pour absorber le surplus de débit. Le réservoir tampon dispose ainsi de suffisamment de carburant pour assurer une nouvelle phase de décollage.
De manière alternative, le dispositif de régulation est configuré pour ouvrir la première vanne selon un premier degré d’ouverture lorsque la différence entre le débit d’alimentation nominal et le débit de consigne est inférieure à un écart prédéterminé. Ainsi, lorsque l’écart est faible, le réservoir tampon se remplit de manière douce pour absorber le surplus de débit. Cela permet d’éviter d’utiliser la pompe avec un régime trop élevé.
De manière alternative, le dispositif de régulation est configuré pour ouvrir la première vanne selon un deuxième degré d’ouverture, supérieur au premier degré d’ouverture, lorsque la différence entre le débit d’alimentation nominal et le débit de consigne est supérieure à l’écart prédéterminé. Ainsi, lorsque l’écart est important, le réservoir tampon se remplit de manière rapide pour absorber le surplus de débit. Le réservoir tampon dispose ainsi de suffisamment de carburant pour assurer une nouvelle phase de décollage
Selon un aspect de l’invention, le système de conditionnement de carburant comprend au moins un échangeur de chaleur auxiliaire monté entre la deuxième vanne et la turbomachine principale de manière à chauffer le flux de carburant préalablement à son injection dans la turbomachine principale. Ainsi, le refroidissement du carburant du réservoir tampon suite à sa détente thermodynamique peut être compensé de manière à injecter du carburant dans la turbomachine principale avec une température optimale, de préférence, constante.