INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
L’invention concerne aussi une roue d’aéronef portée par un essieu et équipée d’un tel dispositif d’entraînement. La came et le bloc-cylindres sont respectivement liées en rotation à la roue et à l’essieu sur lequel est reçu à pivotement ladite roue.
L’invention concerne également un atterrisseur portant au moins une telle roue.
L’invention concerne en outre un aéronef comprenant au moins un tel atterrisseur.
la est une représentation simplifiée d’un aéronef comprenant un train d’atterrissage comportant des roues pourvues d’un dispositif d’entraînement en rotation selon l’invention ;
la est une vue schématique d’un dispositif d’entraînement en rotation d’une roue selon un mode de réalisation particulier de l’invention, en coupe dans un plan perpendiculaire à un axe de rotation dudit dispositif d’entraînement, dans laquelle les galets portés par chacun des pistons sont en appui contre la came ;
] la est une vue identique à la , dans laquelle les pistons sont en position rentrée ;
la est une représentation simplifiée du dispositif d’entraînement illustré à la , dans un plan passant par l’axe de rotation dudit dispositif d’entraînement, dans laquelle les moyens de blocage des pistons sont en position verrouillée ; et
la est une vue identique à la , dans laquelle les moyens de blocage des pistons sont en position déverrouillée.
DESCRIPTION DETAILLEE DE L’INVENTION Un aéronef A comprend, comme illustré à la , deux atterrisseurs principaux P portant chacun des roues R reçues à pivotement sur un essieu. Les roues R sont dites « motorisées », c’est-à-dire équipées d’un dispositif d’entraînement D destiné à déplacer l’aéronef A sans utiliser ses groupes motopropulseurs lorsque celui-ci est au sol. La présente description porte sur une unique roue R motorisée, mais l’invention s’applique bien sûr de la même manière à tout ou partie des roues R motorisées de l’aéronef A.
En référence à la figure 2, le dispositif d’entraînement D en rotation de la roue R autour de son axe X R comprend un moteur M hydraulique à pistons radiaux. Le moteur M comporte, de manière connue en elle-même :
un carter 1 délimitant une enceinte et dont une face périphérique interne constitue une came 2 comprenant plusieurs ondulations équitablement réparties autour d’un axe X M de rotation du moteur M, ce dernier étant identique à l’axe X R de rotation de la roue R ; un bloc-cylindres 3 agencé à l’intérieur du carter 1 et comprenant dix cylindres 4 disposées radialement par rapport à l’axe X M de rotation du moteur M et équitablement répartis autour dudit axe X M , le bloc-cylindres 3 étant monté mobile en rotation par rapport au carter 1 autour dudit axe X M de rotation du moteur ; dix pistons Q1, Q2, Q3, Q4, Q5 montés coulissants dans les cylindres 4 et portant des galets 5 cylindriques aptes à être en appui de roulement sur la came 2, les pistons Q1, Q2, Q3, Q4, Q5 délimitant avec les cylindres 4 des chambres 6 qui communiquent chacune avec une face transversale plane du bloc-cylindres 3 par un conduit de chambre 7 ; une glace de distribution de fluide aux divers cylindres 4, qui est solidaire en rotation du carter 1 et dont une face perpendiculaire à l’axe X M de rotation du moteur est en appui sur la face transversale du bloc-cylindres 3, des conduits de distribution 8 étant ménagés dans la glace de distribution pour relier alternativement les conduits de chambre 7 à un conduit externe d’alimentation 100 en fluide sous pression et à un conduit externe de retour 101 en fonction de la position relative du bloc-cylindres 3 par rapport à la came 2 ; et des moyens de rappel élastique des pistons Q1, Q2, Q3, Q4, Q5 en position rentrée dans leurs cylindres 4 respectifs, comprenant des ressorts 9 de traction attelés à des appendices des galets 5 de manière à relier deux à deux les pistons Q1, Q2, Q3, Q4, Q5.
Le carter 1 et le bloc-cylindres 3 sont respectivement liés en rotation à la roue R et à l’essieu sur lequel est reçue à pivotement ladite roue R.
En supposant que la came 2, et donc le carter 1, tournent par rapport au bloc-cylindres 3 dans le sens indiqué par la flèche F, le fonctionnement du moteur M est le suivant.
Si la performance estimée de l’objectif optique est jugée satisfaisante, sa fabrication est poursuivie ou validée lors d’une étape 616.
Procédé et système pour déterminer des données caractérisant un cap suivi par un véhicule automobile à un instant courant Domaine technique de l’invention L’invention concerne le domaine des systèmes et dispositifs embarqués à bord des véhicules automobiles pour faciliter la navigation des véhicules. L’invention porte en particulier sur un procédé de détermination, par un système informatique embarqué à bord d’un véhicule automobile, de données caractérisant un cap suivi par le véhicule à un instant courant. L’invention concerne également un système informatique mettant en œuvre un tel procédé. L’invention s’applique, notamment, aux voitures.
État de la technique antérieure On sait que l’on peut déterminer le cap suivi par un véhicule automobile à partir de la position du soleil dans le ciel, position que l’on peut déterminer en utilisant, par exemple, des capteurs munis de photodiodes surmontées de polariseurs orientés différemment, qui mesurent la polarisation en comparant les intensités de chaque détecteur (ou une seule photodiode surmontée d’un polariseur tournant dans le temps), plusieurs caméras regardant la même zone du ciel avec des polariseurs orientés différemment devant chaque caméra, une caméra avec polariseur tournant ou une caméra avec des micro-polariseurs intégrés devant chaque pixel. Cependant, ces solutions sont soit trop lourdes, trop encombrantes et trop peu robustes à une occultation partielle dans le cas des multiples photodiodes ou caméras (cas où on aurait des projections de poussière ou de boue sur une partie du capteur), soit nécessitent que le capteur soit fixe lors de la mesure (capteurs à polariseurs tournants et autres capteurs à division temporelle de l’information), soit coutent encore trop cher dans le cas des caméras à micro-polariseurs pour être appliqués à l’automobile.
En effet, les solutions existantes de mesure de polarisation pour l’estimation de cap sont pour la plupart peu robustes à une occultation partielle. Or, sur un véhicule, des salissures non uniformes peuvent rapidement survenir (insectes, boue, poussière, etc.) et venir occulter certains détecteurs et pas d’autres, ce qui modifie artificiellement l’intensité mesurée et induit le capteur en erreur. Par ailleurs, il existe des capteurs qui sont peu sensibles à une occultation partielle comme les capteurs basés sur des imageurs polarimétriques à division de plan focal (« DoFP »), mais ces capteurs sont pour le moment réservés du fait de leur prix à des applications de laboratoire.
L’invention vise à pallier ces inconvénients. L’invention a en effet pour but de fournir une solution pour pouvoir déterminer un cap suivi par un véhicule à un instant courant qui soit peu sensible aux problématiques d’occultation potentielle due aux salissures auxquelles un véhicule automobile est soumis et qui soit moins onéreuse que les capteurs basés sur des imageurs polarimétriques à division de plan focal afin de permettre sa mise en place dans des véhicules destinés au grand public. Par ce biais, l’invention vise à faciliter la navigation des véhicules automobiles destinés au grand public.
Ces buts sont atteints, selon un premier objet de l’invention, au moyen d’un procédé de détermination, par un système informatique embarqué à bord d’un véhicule automobile, de données caractérisant un cap suivi par le véhicule à un instant courant, le procédé comprenant les étapes de :
déterminer des données caractérisant la position observée du soleil dans le ciel en utilisant des données caractérisant au moins une image de franges d’interférence générées au moyen d’un train optique agencé sur le véhicule ; déterminer des données caractérisant la position estimée du soleil dans le ciel en utilisant des données caractérisant au moins une coordonnée géographique de la position courante du véhicule et l’heure courante ; et déterminer les données caractérisant un cap suivi par le véhicule à un instant courant à partir des données caractérisant la position observée du soleil dans le ciel et des données caractérisant la position estimée du soleil dans le ciel.
Selon une variante, le train optique peut comprendre une caméra munie d’un objectif grand angle agencé au-dessous d’au moins un polariseur sur lequel est agencée au moins une lame d’onde.
Selon une autre variante, l’étape i) peut comprendre une étape consistant à alimenter un réseau de neurones artificiels avec les données caractérisant au moins une image de franges d’interférence.
Selon une autre variante, le réseau de neurones artificiels peut être préalablement entraîné au moyen d’une banque d’images générées au moyen d’une caméra polarimétrique à division de plan focal ou d’un simulateur de ciel.
Selon une autre variante, l’étape ii) peut être réalisée en interagissant avec un appareillage de navigation du véhicule.
Selon une autre variante, l’étape iii) peut comprendre une étape consistant à interagir avec une centrale inertielle du véhicule pour déterminer des données caractérisant l’inclinaison du train optique.
En outre, l’invention a également pour objet un système pour déterminer des données caractérisant un cap suivi par un véhicule automobile à un instant courant, le système comprenant au moins une unité de traitement d’informations, comprenant au moins un processeur, et un support de stockage de données configurés pour mettre en œuvre un procédé tel que décrit ci-dessus.
Les codes bosoniques sont une famille de codes correcteurs d’erreurs quantiques qui reposent sur le stockage des qubits physiques dans des modes bosoniques. Trois exemples typiques de ces codes sont les suivants : les codes de chat (‘cat-codes’ ou ‘cat-qubits’ en anglais), les codes binomiaux, et les codes GKP (pour Gottesman-Kitaev-Preskill).
Un exemple des codes de chat sont les codes de chat à deux composants mis en œuvre par l’Université de Yale, l’équipe Quantic d’Inria-Mines-ENS-CNRS-Sorbonne Université, ou encore des sociétés comme Quantum Circuits, Inc., Alice & Bob, ou Amazon Web Services.
Dans ces codes, les états codants ("chats") sont des superpositions d'états cohérents d’un oscillateur harmonique quantique (par exemple d'un mode du champ électromagnétique). Ces codes de chats permettent de pratiquement supprimer un des deux types d’erreur logique. Le deuxième type d'erreur peut se gérer en concaténant ce code dans un code de répétition, connu pour la correction d'erreur non-quantique. Les qubits utilisant ces codes de chats sont également appelés qubits de chat.
Plus précisément, un avantage de ces codes est que la probabilité de l’un des deux types d’erreurs peut être rendue arbitrairement faible en variant simplement la taille du chat. Ainsi, l’article de Lescanne et al. « Exponential suppression of bit-flips in a qubit encoded in an oscillator », Nature Physics, 16, 509, 2020 a démontré que les erreurs de renversement de bits sont supprimées dans un rapport exponentiel avec le nombre moyen de photons dans l’état du qubit de chat.
Dans le contexte de la correction d'erreurs quantique, un qubit avec un tel biais d'erreur exponentiel permet de réduire considérablement la surcharge requise pour atteindre la tolérance aux fautes, c’est-à-dire le nombre de qubits physiques qu’il faut utiliser ensemble pour réaliser un qubit logique stable. De manière concurrente au besoin de stabilité, il est essentiel de pouvoir exécuter un certain nombre de portes physiques, en particulier la porte CNOT en préservant le biais d’erreur. Dit autrement, la suppression exponentielle des erreurs de bits doit rester intacte pendant l'opération de la porte.
À l’heure actuelle, deux approches sont envisagées et mises en œuvre expérimentalement afin de confiner la dynamique d'un oscillateur harmonique (un espace de dimension infinie) à la variété d’états d’un qubit de chat (un espace de dimension 2) : une approche Hamiltonienne appelée qubit de chat « Kerr » et une approche par dissipation d'énergie appelée qubit de chat « dissipatif ».
Le qubit de chat Kerr est protégé contre les faibles perturbations Hamiltoniennes et permet de mettre en œuvre des portes quantiques rapides et de haute fidélité.
Plus précisément, les qubits de chat Kerr s’appuient sur un confinement du qubit par un entraînement à deux photons (« two-photon drive » en anglais) combiné à une non-linéarité de type Kerr, comme décrit dans l’article de Puri et al., « Engineering the quantum states of light in a Kerr- nonlinear resonator by two -photon driving » npj Quantum Inf 3, 18 (2017).
Dans le référentiel tournant du mode de qubit de chat, ce schéma peut être modélisé par l'Hamiltonien H = -K(a²-α²) † (a²-α²), où K représente l’intensité de l’effet de Kerr, Kα² est l’amplitude de l’entraînement à deux photons, a représente l’opérateur d’annihilation de photons de l’oscillateur harmonique, et l’indice † transforme un opérateur d’annihilation de photon en opérateur de création de photon. La variété des états de qubit de chat correspond à un espace propre dégénéré de l’Hamiltonien ci-dessus, séparé du reste du spectre par un écart proportionnel à l’intensité de la non-linéarité Kerr. Ce schéma de confinement a été récemment démontré dans une expérience de l’équipe de l’Université de Yale (voir l’article de Grimm et al., « Stabilization and operation of a Kerr-cat qubit », Nature, 584, 205, 2020).
Pour les qubits de chat Kerr, la mise en œuvre des portes quantiques de rotation Z sur un seul qubit, de CNOT sur 2 qubits et de CCNOT sur 3 qubits ont été proposées dans l’article de S. Puri et. Al. « Bias-preserving gates with stabilized cat qubits », Science Advances 6, 34, 10.1126, 2020).
Cependant, les qubits de chat Kerr sont peu performants contre les perturbations causées par le bruit à large bande comme l’excitation thermique ou le déphasage des photons qui se produisent naturellement dans les résonateurs quantiques, même en l’absence de portes.
En effet, en l’absence d’une stabilisation dissipative du qubit de chat, les perturbations autres que les Hamiltoniens faibles à variations lentes ne sont contrées par aucun mécanisme et peuvent entraîner des erreurs de renversement de bits importantes. Les canaux d’erreur typiques tels que l’excitation thermique viennent ainsi supprimer le biais d’erreur exponentiel, et bloquent donc la voie vers une tolérance aux fautes efficace en matériel (« hardware efficient » en anglais).
Récemment, l’article de Putterman et al. « Colored Kerr cat qubits », arXiv :2107.09198 [quant-ph] a proposé une approche pour remédier à ce problème et assurer la suppression des erreurs de renversement de bits. Cette approche consiste en l’ajout d’une relaxation colorée induisant une attraction vers la variété des états du qubit de chat. Grâce à cet ajout, la suppression des erreurs de bits est rétablie pour le qubit de chat Kerr. Cependant, afin d’atteindre le même niveau de performance que dans le cas d’un qubit de chat dissipatif, une ingénierie minutieuse de l’environnement au-delà des filtres Purcell qui sont couramment utilisés dans les dispositifs supraconducteurs est nécessaire. Cette tâche est extrêmement ardue à réaliser d’un point de vue expérimental, et offre des prospects de protection contre les renversements de bits limités.
De l’autre côté, le qubit de chat dissipatif est conçu pour contrer tous ces mécanismes de décohérence, mais les performances des portes quantiques sont limitées par les processus dissipatifs non adiabatiques qui entraînent une perte d’information pendant l’opération.
Cette approche est basée sur une dissipation à deux photons qui confine la dynamique aux deux seuls états stables du système, comme décrit dans l’article de Mirrahimi et al., « Dynamically protected cat- qubit s : a new paradigm for universal quantum computation » 2014 New J. Phys. 16 045014).
Comme mentionné plus haut, une expérience récente a démontré la suppression exponentielle des erreurs de bits avec ce schéma de confinement dissipatif de qubit de chat. Dans cette expérience, le confinement est obtenu grâce à un élément de circuit supraconducteur appelé ATS (pour « Assymetrically Threaded SQUID »). Le qubit de chat, encodé dans un oscillateur harmonique, est couplé à un oscillateur tampon à l’aide d’un ATS. L’oscillateur tampon est hautement dissipatif et son amortissement énergétique est beaucoup plus rapide que celui du mode hébergeant le qubit de chat. L’oscillateur tampon est dit « à bas Q » (où Q signifie facteur de qualité) en raison de sa courte durée de vie, tandis que l’oscillateur hébergeant le qubit de chat est dit « à haut Q».
A un instant t illustré à la , et alors qu’un fluide sous pression circule dans le conduit externe d’alimentation 100, on peut distinguer cinq groupes de pistons Q1, Q2, Q3, Q4, Q5 plus ou moins incités à sortir de leurs cylindres 4 en fonction de la section de passage entre leurs conduits de chambre 7 et leurs conduits de distribution 8 :
deux pistons Q1 commencent tout juste à être reliés au conduit externe d’alimentation 100 et ne sont donc presque pas incités à sortir de leurs cylindres 4, deux pistons Q2 sont très largement reliés au conduit externe d’alimentation 100 et sont donc fortement incités à sortir de leurs cylindres 4, deux pistons Q3 sont encore reliés au conduit externe d’alimentation 100, mais ne sont plus tellement incités à sortir au vu de la réduction de la section de passage, deux pistons Q4 sont reliés au conduit externe de retour 101 et ne sont donc pas incités à sortir de leurs cylindres 4, deux pistons Q5 sont encore pour quelques instants reliés au conduit externe de retour 101.
Ainsi, sous l’action du fluide sous pression circulant dans le conduit externe d’alimentation 100, les deux pistons Q2 tendent à sortir de leur cylindre 4 et engendrent, via leurs galets 6 respectifs, une poussé sur la came 2 qui tend alors à tourner dans le sens de la flèche F en entraînant en rotation la roue R autour de son axe X R .
A chaque seizième de tour de la came 2, et donc de la roue R, chacun des conduits de chambre 7 passe de la pression régnant dans le conduit externe d’alimentation 100 à celle régnant dans le conduit externe de retour 101 ou inversement. Seuls les pistons fortement incités à sortir sortent de leurs cylindres 4. Il s’ensuit que les pistons Q1, Q2, Q3, Q4, Q5 sortent par paires, puisqu’à un instant donné, seul deux des cylindres 4 sont pleinement en contact avec le conduit externe d’alimentation 100.
Pour chaque piston Q1, Q2, Q3, Q4, Q5, la fin du mouvement de sortie a lieu lorsque le cylindre 4 du piston Q1, Q2, Q3, Q4, Q5 n’est plus relié au conduit externe d’alimentation 100. A partir de ce moment-là, la came 2 tend à repousser le galet 5 porté par le piston Q1, Q2, Q3, Q4, Q5 de sorte que ledit piston Q1, Q2, Q3, Q4, Q5 commence spontanément un mouvement de rentrée à l’intérieur de son cylindre 4.
Lorsque le conduit d’alimentation externe 100 n’est pas alimenté en fluide sous pression, les ressorts 9 rappellent et maintiennent les pistons Q1, Q2, Q3, Q4, Q5 en position rentrée à l’intérieur des cylindres 4 ( ). Dans cette configuration connue comme étant celle du « débrayage des pistons », les ressorts 9 ont une longueur constante et ne travaillent pas. Naturellement, les galets 5 s’inscrivent dans un cercle et n’interfèrent pas avec la came 2, de sorte que la roue R se retrouve montée libre en rotation autour de son axe X R .
En référence aux figures 3A et 3B, le dispositif d’entraînement D comprend en outre des moyens de verrouillage des pistons Q1, Q2, Q3, Q4, Q5 en position rentrée. Les moyens de verrouillage comportent, selon un mode de réalisation particulier de l’invention, une cloche 20 s’étendant selon un axe X C sensiblement confondu avec l’axe X M de rotation du moteur M. La cloche 20 comporte un disque 21 et dix fourches 22 s’étendant en saillie axiale d’un pourtour externe dudit disque 21. Les fourches 22 sont équitablement réparties autour de l’axe Xc et sont chacune pourvue de deux dents 23 écartées d’une distance sensiblement supérieure aux diamètres des galets 5 portés par les pistons Q1, Q2, Q3, Q4, Q5 ( ). Le disque 21 et les fourches 22 délimitent un espace interne apte à recevoir en partie le bloc-cylindres 3.
La cloche 20 est montée mobile en translation selon l’axe X M du moteur M entre une position verrouillée dans laquelle chaque fourche coopère avec une face supérieure d’un piston Q1, Q2, Q3, Q4, Q5, les dents 23 de la fourche 22 s’étendant de part et d’autre du galet 5 porté par ledit piston Q1, Q2, Q3, Q4, Q5 (figures 3A, 2B), et une position de libération dans laquelle les fourches 22 sont distantes des pistons ( ).
Il s’en suit que :
lorsque la cloche 20 est en position verrouillée, les fourches 22 empêchent les pistons Q1, Q2, Q3, Q4, Q5 de sortir de leur cylindre 4, les pistons Q1, Q2, Q3, Q4, Q5 se retrouvant alors bloqués en position rentrée, quelle que soit la pression du fluide circulant dans le conduit externe d’alimentation 100 ; et lorsque la cloche 20 est en position de libération, les pistons Q1, Q2, Q3, Q4, Q5 sont libres de sortir de leur cylindre 4, notamment lorsque du fluide sous pression circule dans le conduit externe d’alimentation 100.
On notera qu’en position verrouillée, comme en position de libération, la cloche 20 n’empêche en rien la rotation de la came 2 autour de son X M .
Le déplacement de la cloche 20 entre la position verrouillée et la position de libération est réalisé via un actionneur non représenté, comme un vérin hydraulique ou un actionneur électromécanique linéaire. Bien entendu, le passage de la position de libération à la position de verrouillage n’est possible qu’à condition que les pistons Q1, Q2, Q3, Q4, Q5 soient en position rentrée, autrement dit, lorsque aucun fluide sous pression ne circule dans le conduit externe d’alimentation 100.
La position de verrouillage de la cloche 20 est avantageusement adoptée lors du décollage et de l’atterrissage de l’aéronef A. Dans une telle position, le risque que la came 2 vienne taper sur l’un des galets 5 suite à une défaillance du moteur M (perte d’un ressort 9, mise en pression intempestive d’un cylindre 4…) est fortement réduit, voire nul.
Afin de s’assurer que la cloche 20 est en position verrouillée, le dispositif d’entraînement D comprend en outre un capteur de proximité 24, ici de type inductif, qui est relié à une unité de commande U et agencé pour détecter la présence de la cloche 20 en position verrouillée. Le capteur de proximité 24 pointe ici sur un arbre 25 relié à une face externe du disque 21 de cloche 20.
Le capteur de proximité 24 permet ainsi à lui seul de s’assurer que l’ensemble des pistons Q1, Q2, Q3, Q4, Q5 sont et restent en position rentrée.
Une pièce principale (1)de forme rectangulaire et comportant deux creux (2) au recto, verso et superposés profonds de quelques millimètres destinés à loger à plat les membranes élastiques (5); Des trous (3) de même diamètre, alignés sur deux rangées, leur diamètre est supérieur au plus grand diamètre des trous (6) de la membrane (5), .
Cette pièce (1) est également équipée de creux (4) à son verso, situés aux quatre coins afin de recevoir des colonnes (8), . Les trous (3) peuvent dans le cas où le coefficient d’élasticité des membranes est bas être remplacés par des rainures (28), .
Une membrane élastique (5), . Il en existe deux identiques, perforées de différents diamètres. La caractéristique élastique de la membrane (5) permet la pénétration des pinceaux dans les trous (6) aisément et élimine le caractère ovale de la tige. Les trous (6) s’adaptent à plusieurs tailles de pinceaux. La première membrane (5) est fixée dans le creux (2) supérieur. La deuxième membrane est fixée dans le creux (2) au verso de la pièce 1, . Cette superposition des deux membranes permet le maintien des pinceaux à la verticale, sachant que l’écart entre les membranes est obtenu par l’épaisseur de la pièce (1).Ces deux membranes (5) sont équipées de trous (6) de diamètre croissant alignés sur deux rangées et centrés sur les trous (3) ou les rainures (28) de la pièce principale (1).
Une base (7) du dispositif comportant des creux (4) aux quatre coins pour recevoir les colonnes (8), .