INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
La confection d’un transformateur planaire consiste à empiler en alternance des circuits d’induction plans primaires et des circuits d’induction plans secondaires avec mise en œuvre d’une isolation électrique nécessaire entre chaque couche. Le tout est disposé et isolé entre deux ferrites typiquement en forme E et en I qui sont en contact et ferment ainsi le circuit magnétique. Des adhésifs et autres dispositifs mécaniques peuvent être mis en œuvre pour maintenir serrés les circuits magnétiques entre eux et avec les ferrites.
Par rapport aux transformateurs traditionnels à enroulements, les transformateurs électriques planaires présentent les intérêts suivants :
- aptitude à travailler en haute fréquence (en centaine de kHz),
- compacité et poids moindre à puissance de commutation égale,
- meilleur rendement, moins de courant de fuite,
- forme géométrique plate plus favorable à la dissipation thermique.
Les circuits d’induction magnétique plans peuvent être utilisés, non seulement pour fabriquer un transformateur électrique planaire, mais plus généralement pour fabriquer tout autre type de machine d’induction magnétique planaire, tel que par une bobine à spirale planaire.
Dans une mise en œuvre simplifiée, on peut également utiliser un unique circuit d’induction magnétique plan pour réaliser un dipôle inductance planaire, qui est plus communément désigné inductance ou, par anglicisme « self », qui peut par exemple être utilisé pour filtrer un courant électrique, ou encore créer une impulsion de haute tension.
A ce jour, différentes technologies sont employées pour la réalisation d’un circuit d’induction magnétique plan.
Jusqu’à quelques centaines de watts, le circuit d’induction magnétique plan, et par exemple les spires de l’enroulement, est gravé sur des circuits imprimés « PCB » (de l’anglais «Printed Circuit Board»).
En revanche, pour des courants électriques de plus forte puissance, et typiquement pour des puissances supérieures au kilowatt, on utilise un circuit d’induction magnétique plan qui est réalisé à partir d’un feuillard métallique qui a été découpé.
Les feuillards métalliques sont de manière usuelle confectionnés à partir de bandes métalliques ou tôles métalliques minces, et sont découpés pour constituer le circuit d’induction magnétique plan ayant la forme géométrique appropriée, par exemple une spire à plat ou un enroulement à plat de plusieurs spires non jointives en forme de spirale. Cette découpe est le plus souvent réalisée par emboutissage ou par découpe au laser ou au jet d’eau.
A titre d’exemples uniquement, les matières utilisées sont le plus souvent du cuivre ou de l’aluminium. A titre d’exemple uniquement, les épaisseurs les plus courantes peuvent être de l’ordre de 0,5mm à 1mm.
Un traitement de surface protecteur, mais conducteur électrique (étamage – nickelage – argenture – projection thermique ou à froid d’un métal conducteur...), peut également avoir été réalisé sur les bandes ou tôles d’origine, ou peut être mis en œuvre postérieurement à la confection des feuillards.
S’agissant d’un circuit d’induction magnétique plan constitué d’un feuillard métallique, qui a été découpé pour obtenir la forme géométrique requise, l’isolation électrique de ce type particulier de circuit d’induction magnétique plan est à ce jour réalisée au moyen de films plastiques souples, par exemple de type polyéthylène téréphtalate (PET), poly(naphtalate d'éthylène) (PEN), polyimide (PI), qui ont typiquement une épaisseur de quelques dizaines à quelques centaines de microns. Ces films sont découpés à dimension.
Ainsi, dans une machine d’induction magnétique planaire, telle que par exemple un transformateur électrique planaire, chaque circuit d’induction magnétique plan, constitué d’un feuillard métallique découpé, est isolé électriquement des autres circuits par au moins un film souple généralement plan.
Or cette isolation électrique d’un circuit d’induction magnétique plan, constitué d’un feuillard métallique découpé, au moyen de film(s) souple(s), présente plusieurs inconvénients.
En fonctionnement, les circuits d’induction magnétique plans sont parcourus par des courants et des tensions électriques.
Tous les circuits d’induction magnétique unitaires n’étant pas au même potentiel électrique, un courant de fuite a tendance à s’établir entre chaque circuit d’induction magnétique, à la fois dans l’air et le long du matériau isolant (film souple).
Dans l’air, ce courant de fuite prend le chemin le plus cours entre chaque circuit. Ce chemin le plus court dans l’air entre deux circuits est de manière usuelle caractérisé par un paramètre désigné « distance d’isolement électrique dans l’air ». Si la différence de potentiel électrique dépasse la rigidité électrique de l’air, un arc électrique s’établit entre les deux circuits d’induction magnétique et peut entraîner l’altération voire la destruction du dispositif magnétique. On rappellera que la rigidité électrique de l’air est affectée par son hygrométrie et surtout par la pression. Elle est plusieurs fois moins élevée en altitude qu’au niveau du sol, ce qui n’est pas sans conséquence par exemple pour le dimensionnement d’un dispositif magnétique embarqué dans un avion.
Le long du matériau isolant, le trajet parcouru par le courant de fuite est caractérisé par un paramètre désigné «Coefficient de résistance au courant de cheminement». Si la différence de potentiel électrique est trop élevée, la résistance au courant de cheminement ne sera pas suffisante et un arc électrique va s’établir entre les deux circuits et entrainera l’altération voire la destruction de la machine d’induction magnétique. Selon la nature du matériau organique utilisé pour les films isolants, la résistance au cheminement d’un courant électrique de fuite n’est pas la même. Elle est caractérisée par un indice de résistance au courant de cheminement « IRC » (ou CTI en l’anglais « Current Tracking Index »). La pollution présente à la surface du film isolant diminue également la résistance au courant de cheminement. Un indice de pollution vient ainsi généralement compléter le CTI.
Pour des machines d’induction magnétique mettant en œuvre des circuits d’induction magnétique plans à base de feuillards découpés et isolés électriquement au moyen de film(s) isolant(s), la prise en compte des distances d’isolement électrique et des distances de cheminement à un impact important sur la taille de ces dispositifs.
Des normes internationales, par exemple l’IEC 62497-1 dans le ferroviaire, fixent la distance minimale à respecter en fonction de la classe du matériau isolant, du degré de pollution ambiant et d’une tension.
Par exemple pour une tension de 1000V, une utilisation en basse altitude (<2000m), un matériau de groupe médian (II) et un degré de pollution moyen (PD2), cette distance est de 7,1mm. Ceci oblige donc le fabricant d’une part à augmenter le débordement du film isolant pour respecter ces distances minimales et d’autre part à allonger la distance entre les circuits d’induction magnétique et les ferrites, ce qui réduit alors l’intensité du champ magnétique dans les circuits. Il en résulte une machine magnétique moins compacte et ayant un rendement plus faible.
Par ailleurs, lorsque qu’un circuit d’induction magnétique plan, constitué d’un feuillard métallique et un autre circuit conducteur proche, et notamment un autre circuit d’induction magnétique plan constitué d’un feuillard métallique, sont soumis à des potentiels différents, un champ électrique s’établit entre eux. Par effets de pointe, ces champs sont maximaux au niveau des arêtes du ou des feuillards métalliques. Si la valeur de champ électrique à ces endroits dépasse la valeur de la rigidité électrique de l’air sec (de l’ordre 30 kV par cm), l’air s’ionise et des micro décharges « décharges partielles » peuvent de manière préjudiciable se produire régulièrement. A terme ces décharges détériorent progressivement le matériau isolant, jusqu’à sa détérioration et la création d’un arc électrique entre les conducteurs. Pour éviter ces phénomènes, les constructeurs de machine d’induction magnétique sont contraints de limiter les tensions maximales admissibles et/ou augmenter les épaisseurs de l’isolation (épaisseur des films souples). Il en résulte une machine magnétique de puissance moindre et/ou moins compacte.
Enfin, de manière désavantageuse, les concepteurs de machines d’induction magnétique comportant un ou plusieurs circuits d’induction magnétique plans, à base de feuillards découpés, et isolés électriquement au moyen d’un ou plusieurs de films isolants, sont limités dans leurs choix technologiques de ces films, dont ils ne peuvent notamment pas déterminer librement une épaisseur optimale. Ils sont ainsi contraints en pratique de se restreindre aux épaisseurs standards du fabricant de film, et ne peuvent pas définir une épaisseur d’isolation optimale.
Présentation de l’invention Un objectif de l’invention est de proposer une nouvelle solution technique qui permet de pallier les inconvénients susvisés et inhérents à une isolation électrique au moyen d’un ou plusieurs films isolants, d’au moins un feuillard métallique, qui a été découpé de manière à former un circuit d’induction magnétique plan.
L’invention a ainsi pour premier objet un composant d‘induction magnétique comportant un feuillard métallique, qui a été découpé de manière à former un circuit d’induction magnétique plan. Le circuit d’induction magnétique plan est enrobé d’une résine, qui est appliquée sur ledit circuit d’induction magnétique plan, de manière à former un enrobage diélectrique, isolant électrique, qui recouvre entièrement les deux faces et les tranches du circuit d’induction magnétique plan, y compris les arêtes à la jonction entre chaque face et chaque tranche, à l’exception éventuellement d’une ou plusieurs zones de connexion électrique du circuit d’induction magnétique plan.
Les différents exemples illustrés peuvent être combinés. Par exemple un groupe propulsif peut à la fois comporter une nacelle mobile et des volets de déviation du flux. Le mouvement de la nacelle (plus lourde) peut être relativement lent et l’effet du pivotement de la nacelle sur le comportement de l’avion peut présenter une certaine latence. Une action sur la position de la nacelle pourra ainsi être privilégiée pour l’équilibre « statique » de l’avion lors d’un virage long, d’une ascension ou une descente, ou face à un vent de travers. A l’inverse, l’action sur les volets peut être plus rapide et peut permettre une réaction plus « dynamique » de l’avion par exemple au décollage ou à l’atterrissage pour affiner la position de l’avion par rapport à la piste, ou pour la stabilisation lorsque l’avion traverse des turbulences.
Les volets segmentés de la peuvent être combinés à une nacelle segmentée telle que sur la , pour démultiplier les combinaisons de déviation possible du flux de chaque soufflante.
Que ce soit par le truchement de volets ou de la mobilité de la nacelle, la combinaison de la portance apportée par les parois de la nacelle et de la direction du flux d’air permet un réglage fin de la portance résultante.
Dans une variante préférée, la poussée maximale délivrée par la totalité des soufflantes des deux groupes propulsifs est supérieure à la masse maximale au décollage de l’aéronef. L’aéronef de l’invention est ainsi apte au décollage ou à l’atterrissage sur une courte distance (ou vertical).
Lors de ce type de manœuvre, le pivotement successif des nacelles et/ou des volets permet une transition d’une poussée verticale à une poussée horizontale (ou vice versa) qui est lissée et mieux contrôlée (en norme et direction).
En manœuvre de virage, les nacelles et/ou les volets pourront être inclinés en opposition, ou une nacelle et/ou un volet d’un côté de l’avion pourra être incliné(e) différemment de la nacelle et/ou du volet de l’autre côté.
AVION A TRAINÉE RÉDUITE PAR INTERACTION ENTRE TOURBILLONS MARGINAUX L’invention a trait au domaine des avions, plus particulièrement des avions comprenant un fuselage généralement allongé et une voilure constituée de deux ailes disposées de part et d’autre du fuselage.
La portance d’une voilure d’avion induit une trainée aérodynamique par la formation de tourbillons. En effet, la portance résulte d’une différence de vitesse entre l’extrados et l’intrados de la voilure, provoquant, outre une différence de pression, une circulation rotationnelle autour de la voilure formant des tourbillons dans le sillage de la voilure. Aussi, la différence de pression entre l’extrados et l’intrados de la voilure provoque à chacune des deux extrémités de la voilure des tourbillons marginaux. Ces tourbillons forment une trainée induite en ce qu’elle est consommatrice d’énergie des phénomènes aérodynamiques liés à la portance de la voilure. Il est à noter qu’une voilure, comme tout autre élément en contact avec l’écoulement d’air, provoque également une trainée de frottement liée à la viscosité de l’air dans la couche limite.
Il est généralement recherché de diminuer la trainée d’une voilure, en particulier la trainée induite, c’est-à-dire celle liée à la portance de la voilure.
Le document de brevet publié WO 2021/074516 A1 propose une architecture d’avion avec un fuselage généralement allongé, une voilure portante constituée de deux ailes disposées de part et d’autre du fuselage, et deux nacelles portantes disposées directement à l’arrière des deux ailes, de manière à être directement dans le sillage des deux ailes. Chacune des nacelles forme un carénage d’entrée d’air, avec une paroi supérieure, une paroi inférieure et deux paroi latérales, et loge plusieurs moteurs de propulsion dans le carénage. Les parois supérieure et inférieure forment une voilure portante auxiliaire. Le bord d’entrée d’air de la paroi inférieure est disposé directement en aval du bord de fuite de l’aile correspondante, de manière à tirer parti du sillage de l’aile. Plus particulièrement, les nacelles sont positionnées par rapport aux ailes de manière à ce que la couche limite de l’extrados des ailes passe sous la paroi inférieure, la paroi inférieure en question étant alors balayée par le sillage de l’aile. Le sillage des nacelles est ainsi réduit. Le sillage des stabilisateurs reste quant à lui inchangé.
L’invention a pour objectif de pallier au moins un inconvénient de l’état de la technique susmentionné. Plus spécifiquement, l’invention a pour objectif de réduire la trainée induite d’un avion, en particulier la trainée des stabilisateurs.
L’invention a pour objet un avion comprenant un fuselage allongé suivant un axe longitudinal ; deux nacelles disposées de part et d’autre du fuselage et formant une voilure auxiliaire à portance positive, comprenant deux extrémités déterminant une envergure de ladite voilure auxiliaire ; une voilure secondaire s’étendant de part et d’autre du fuselage, à l’arrière de la voilure auxiliaire, étant à portance négative et comprenant deux extrémités déterminant une envergure de ladite voilure secondaire ; remarquable en ce que les envergures des voilures auxiliaire et secondaire sont dimensionnées pour qu’en conditions de vol, des tourbillons marginaux produits aux deux extrémités de la voilure auxiliaire interagissent avec des tourbillons marginaux opposés produits aux deux extrémités de la voilure secondaire de sorte à diminuer l’intensité nette desdits tourbillons marginaux après interaction.
Par portance négative d’une voilure, on entend que la voilure est apte à générer, en conditions de vol, une force perpendiculaire au plan moyen de la voilure, dirigée vers le bas. Similairement, par portance positive d’une voilure, on entend que la voilure est apte à générer, en conditions de vol, une force perpendiculaire au plan moyen de la voilure, dirigée vers le haut.
Selon un mode avantageux de l’invention, la diminution de l’intensité nette des tourbillons marginaux après interaction est d’au moins 10%, préférentiellement au moins 30%, plus préférentiellement au moins 50%.
Selon un mode avantageux de l’invention, l’envergure de la voilure auxiliaire et l’envergure de la voilure secondaire sont identiques ou différent l’une de l’autre de moins de 15%.
La est une vue en perspective isométrique d’une deuxième variante particulière de réalisation d’un composant d’induction magnétique, qui est conforme à l’invention et dont le circuit d’induction magnétique forme une spirale à deux spires.
La est une vue en coupe transversale du composant d’induction magnétique de la dans le plan de coupe V-V.
La est une vue schématique de dessus d’une troisième variante particulière de réalisation d’un composant d’induction magnétique, qui est conforme à l’invention et dont le circuit d’induction magnétique forme un serpentin à plat.
La est une vue isométrique d’un exemple de transformateur électrique planaire, qui est fabriqué en empilant plusieurs composants d’induction magnétique conformes à l’invention.
La est une vue éclatée du transformateur électrique planaire de la .
Description détaillée On a représenté sur la une première variante particulière de réalisation d’un composant d’induction magnétique 1A, qui comporte un circuit d’induction magnétique plan 10 ( ), obtenu par découpe d’un feuillard métallique d’épaisseur constante E.
Cette découpe est par exemple réalisée par emboutissage ou par découpe au laser ou au jet d’eau.
Ce feuillard métallique peut être obtenu à partir d’une tôle métallique ou bande métallique. De manière non limitative de l’invention, ce feuillard métallique peut par exemple être en cuivre ou aluminium, et peut par exemple avoir une épaisseur E comprise entre 0.5mm et 1mm.
Le circuit d’induction magnétique plan 10 comporte ainsi deux faces principales opposées 100 et 101, qui sont sensiblement parallèles et orientées parallèlement au plan (X,Y) des figures 1 et 3, des tranches 102 qui correspondent à l’épaisseur du circuit, qui sont orientées sensiblement perpendiculairement aux deux faces principales 100 et 101 et qui s’étendent sur toute la longueur du circuit, et des arêtes 103 à la jonction entre chaque face principale 100, 101 et chaque tranche 102.
A ses deux extrémités, ce circuit d’induction magnétique plan 10 comporte respectivement deux zones 10a et 10b formant deux bornes de connexion électrique du circuit d’induction magnétique plan 10, de manière à pouvoir former un circuit électrique fermé.
Dans l’exemple particulier de la , le circuit d’induction magnétique plan 10 forme un enroulement à deux spires en forme de spirale à plat.
Dans une autre variante, le circuit d’induction magnétique plan 10 peut également être constitué d’une seule spire ou peut former un enroulement comportant plus de deux spires non jointives. Les spires peuvent être plus ou moins écartées les unes des autres et avoir une géométrie de type carré, circulaire ou autre.
En référence au composant d’induction magnétique 1C de la , dans une autre variante, le circuit d’induction magnétique plan 10 peut également avoir par exemple la forme d’un serpentin à plat.
En référence aux figures 1 et 3, le circuit d’induction magnétique plan 10 est enrobé complètement d’une résine diélectrique, qui forme, après réticulation, un enrobage 11 solide diélectrique, électriquement isolant, recouvrant entièrement les deux faces 100 et 101 et les tranches 102 du feuillard métallique découpé, y compris les arêtes 103, à l’exception éventuellement des deux zones 10a et 10b susvisées de raccordement électrique ( ).
Dans la variante particulière des figures 1 et 3, et dans la variante particulière de la , l’enrobage 11 remplit les espaces entre les spires de l’enroulement du composant d’induction magnétique 1A ou 1C.
Dans une autre variante, telle que celle illustrée sur les figures 4 et 5, l’enrobage 11 du composant d’induction magnétique 1B peut être réalisé de manière à enrober complètement et au plus près le circuit d’induction magnétique plan 10, sur toute la longueur de ce circuit, à l’exception éventuellement des zones de connexion électriques 10a et 10b, et sans remplir les espaces entre spires.
Le traitement parallèle distribué TT comporte un procédé de pilotage PP mis en œuvre par un dispositif de fourniture de service et de plusieurs composantes du traitement C1…Ci…C I mis en œuvre par des nœuds distants. Eventuellement, certains nœuds peuvent mettre en œuvre une C1, Ci, Cj ou plusieurs des composantes du traitement .
En particulier, le procédé de pilotage PP déclenche 1a.cmd(exe,de c1 ),…, 2a.cmd(exe,de ci ),…, 3a.cmd(exe,de cI ) l’exécution d’une composante C1,…,Ci,…,C I .
En particulier, le procédé de pilotage PP reçoit des données fournies 1b.answ(de cl ),…, 2b.answ(de cj ),…, 3b.answ par des composantes de traitement C1…C I exécutées. Eventuellement les données fournies par une première composante Ci de traitement comportent des données d’entrées d’une deuxième composante de traitement de Cj .
Notamment, le procédé de pilotage PP déclenche l’exécution d’une deuxième composante en transmettant les données d’entrées {de Ci } fournies par une première composante. C’est pourquoi, dans l’art antérieur, le procédé de pilotage PP attend la fourniture de ces données d’entrées {de Ci } par la première composante avant de déclencher l’exécution de l’exécution de la deuxième composante.
La illustre un schéma simplifié d’un organigramme illustrant le procédé de supervision selon l’invention.
Le procédé de supervision SPTPD comporte un démarrage de la supervision SPTPD. Le procédé de supervision reçoit un appel au traitement TT_RQ_RCV notamment d’un terminal de communication ou plus particulièrement à une composante du traitement Cj_REQ_RCV du procédé de pilotage PP du traitement TT lorsque le procédé de pilotage PP atteint l’étape de déclenchement de l’exécution de la composante Ci du traitement. Par exemple, le terminal de communication envoie au dispositif de fourniture de services mettant en œuvre le traitement TT une requête de traitement ou invocation du traitement tt_req.
En particulier, le procédé de supervision SPTPD vérifie sc ? si l’exécution du traitement doit être mis en œuvre de manière synchrone ou asynchrone. Par exemple, le procédé de supervision SPTPD demande au terminal si le traitement doit être exécuté de manière synchrone ou non.
Si oui [Y], le procédé de supervision déclenche l’exécution synchrone : - soit du traitement SC_TT_REQ à savoir que le procédé de pilotage PP déclenche l’exécution des deuxièmes composantes Cj_TRG du traitement après réception des données d’entrées de C j fournies par une ou plusieurs premières composantes Ci du traitement. - soit de la composante SC_Cj_REQ à savoir que le procédé de pilotage PP déclenche l’exécution de la deuxième composante Cj_TRG du traitement après réception des données d’entrées de Ci fournies par une ou plusieurs premières composantes Ci du traitement préalablement exécutées.
A noter, que la vérification si l’exécution doit être effectué de manière synchrone ou non sc ? peut être effectué pour chaque composante du traitement notamment en fonction de la disponibilité des données d’entrées de la deuxième composante de l’invocation en cours de Cj (n) lorsque le procédé de pilotage PP atteint l’étape de déclenchement de l’exécution de la deuxième composante Cj.
Si non, le procédé de supervision SPTPD effectue un appel asynchrone, c’est-à-dire une invocation sans fourniture des données d’entrées AS_TT, AS_Ci lors du déclenchement d’exécution d’une composante. Par exemple, le procédé de supervision SPTPD commande exe_cmd au procédé de pilotage le déclenchement de l’exécution d’une composante Ci_TRG sans fournir les données d’entrées de cette composante.
En particulier, le procédé de supervision SPTPD vérifie si les données d’entrées doivent être envoyées de manière asynchrone ou non d_as ?.
Si oui, le procédé de supervision SPTPD met en œuvre un service de données ou fourniture de données D_PRV qui récupère des données d’une invocation précédente dans une mémoire ou base de données BDD.
Si non, le procédé de supervision SPTPD comporte une revue de disponibilité de données pour l’exécution de la composante DE_RVW. Notamment, le procédé de supervision SPTPD vérifie les données disponibles d ?.