INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Le fonctionnement du circuit électrique de la est similaire à celui de la pour ce qui est d’un vol stationnaire ou d’une inclinaison du dispositif volant. Toutefois, chaque circuit de transfert 801 et 802 dispose de son propre élément de stockage 303. La différence réside dans la gestion de l’énergie des dispositifs de stockage 303 et de la batterie 803. Si la tension aux bornes d’un dispositif de stockage 303 est inférieure à la tension de batterie moins la tension de commutation d’une première diode 805, alors la batterie 803 charge ledit dispositif de stockage 303. Ainsi chaque dispositif de stockage 303 dispose en permanence d’une charge résiduelle minimale et peut toujours restituer de l’énergie à un moteur électrique ME1 ou ME2 s’il est besoin d’accélérer ledit moteur électrique ME1 ou ME2 sans recevoir une énergie suffisante en provenance du moteur à combustion MC1 ou MC2. Lors d’un basculement, le dispositif de stockage 303 peut néanmoins être chargé lors du freinage d’un moteur à combustion MC1 ou MC2. Si plusieurs basculements successifs sont réalisés du même côté sans basculement inverse, un élément de stockage 303 verra sa charge continuellement augmenter. Lorsque le niveau de charge d’un élément de stockage 303 atteint un seuil de charge prédéterminé, l’excédent de charge peut recharger la batterie 803. Le seuil de charge prédéterminé peut être défini comme étant égal à une tension minimale d’entrée du circuit de régulation 804 additionnée de la tension de commutation des deuxièmes diodes 806. Lorsque le circuit de régulation 804 voit sa tension d’entrée supérieure à la tension minimale, le circuit de régulation fournit une tension de charge régulée qui recharge la batterie 803.
La montre une vue de dessus d’une variante du dispositif volant de la qui dispose d’un contrôle d’assiette selon plusieurs axes de rotation.
La montre une première variante de dispositif volant utilisant des premier à quatrième moteurs à combustion MC1, MC2, MC3 et MC4 et des premier à quatrième moteurs électriques ME1, ME2, ME3 et ME4 disposés en étoile autour d’un corps central 100. Les premier à quatrième moteurs à combustion MC1, MC2, MC3 et MC4 sont respectivement placés sur un côté opposé des premier à quatrième moteurs électriques ME1, ME2, ME3 et ME4 par rapport au corps principal 100 du dispositif volant afin de créer des vecteurs de poussée verticaux sur deux côtés opposés dudit corps 100. Le premier moteur à combustion MC1 est placé du même côté que le deuxième moteur électrique ME2 sur un premier bras de support 910. Le premier moteur électrique ME1 est placé du même côté que le deuxième moteur à combustion MC2 sur un deuxième bras de support 920. Le quatrième moteur à combustion MC4 est placé du même côté que le troisième moteur électrique ME3 sur un troisième bras de support 930. Le quatrième moteur électrique ME4 est placé du même côté que le troisième moteur à combustion MC3 sur un quatrième bras de support 940. Les premiers et deuxièmes moteurs à combustion MC1 et MC2 et électriques ME1 et ME2 sont alignés de sorte que leurs vecteurs de poussée soient inscrits dans un premier plan de poussée. Les troisièmes et quatrièmes moteurs à combustion MC3 et MC4 et électriques ME3 et ME4 sont alignés de sorte que leurs vecteurs de poussée soient inscrits dans un deuxième plan de poussée, le premier plan de poussé étant sécant au deuxième plan de poussé sur un axe vertical correspondant à la croisée des bras 910 à 940.
Dans cette variante, l’axe vertical correspondant à la croisée des bras 910 à 940 passe par le centre de gravité du dispositif volant afin de garantir plus de stabilité en vol stationnaire et donc moins de compensation d’assiette. Si l’on souhaite utiliser moins d’énergie pour assurer une assiette inclinée dans une direction privilégiée, il est possible de déporter l’axe vertical dans une direction opposée par rapport au centre de gravité.
Les premier à quatrième moteurs électriques ME1 à ME4 peuvent également être positionnés à une distance plus importante du centre de gravité du corps principal 100 que les premier à quatrième moteurs à combustion MC1 à MC4. Une telle configuration permet d’augmenter le moment de force des vecteurs de poussée des moteurs électrique ME1 à ME4 par rapport au moment de force des vecteurs de poussée des moteurs à combustion MC1 à MC4. Ainsi, la force de poussée des moteurs électrique ME1 à ME4 sera amplifiée dans le couple de basculement d’assiette du dispositif volant.
Le dispositif volant de la comporte en outre des premier à quatrième générateurs électriques GE1, GE2, GE3 et GE4 couplés respectivement aux premier à quatrième moteurs à combustion MC1, MC2, MC3 et MC4. Les premier à quatrième générateurs électriques GE1 à GE4 sont des moteurs électriques dont la puissance est du même ordre de grandeur que les premier à quatrième moteurs électriques ME1 à ME4. Des premier à quatrième circuits de transfert d’énergie électrique sont connectés respectivement entre les premier à quatrième générateurs électriques GE1 à GE4 et les premier à quatrième moteurs électriques ME1 à ME4. Les premier à quatrième circuits de transfert d’énergie sont identiques et peuvent correspondre aux circuits de transfert 200, 300, 701, 702, 801 ou 802 décrits précédemment.
A titre d’exemple, la montre un exemple de circuit électrique utilisé par le dispositif volant de la adapté à partir du circuit de la .
Le circuit électrique de la comporte des premier à quatrième circuits de transfert 901, 902, 903 et 904, une batterie 803 et un circuit de régulation de charge 804. Les premier à quatrième circuits de transfert d’énergie 901 à 904 sont connectés respectivement entre les premier à quatrième générateurs électriques GE1 à GE4 et les premier à quatrième moteurs électriques ME1 à ME4. Les premier à quatrième circuits de transfert 901 à 904 sont identiques aux circuits de transfert 801 et 802 décrits conjointement avec la et ne nécessitent pas d’être plus amplement détaillés.
La batterie 803 comporte une première borne reliée à la masse et une deuxième borne connectée à la première borne de l’élément de stockage 303 de chacun des circuits de transfert 901 à 904 par l’intermédiaire de premières diodes 805 et d’un premier interrupteur 905. Le circuit de régulation de charge 804 est un régulateur de tension et de courant adapté à la batterie 803. Le circuit de régulation de charge 804 comporte une sortie de tension connectée à la deuxième borne de la batterie 803 et une entrée de tension connectée à la première borne de l’élément de stockage 303 de chacun des circuits de transfert 801 et 802 par l’intermédiaire de deuxièmes diodes 806 et d’un interrupteur 906. Les première diodes 805 autorisent un passage de courant uniquement de la batterie 803 vers les éléments de stockage 303. Les deuxièmes diodes 806 autorisent un passage de courant uniquement des éléments de stockage 303 vers l’entrée de tension du circuit de régulation de charge 804.
Le fonctionnement du circuit électrique de la diffère principalement de celui de la par l’ajout des premier et deuxième interrupteurs 905 et 906 qui servent à réduire la sollicitation de la batterie afin d’augmenter sa durée de vie. Le premier interrupteur 905 sert à éviter une recharge systématique des éléments de stockage 303 dès lors que la tension aux bornes d’un élément de stockage 303 est inférieure à la tension aux bornes de la batterie. Le premier interrupteur 905 a pour vocation de rester ouvert sauf pour démarrer les moteurs à combustion MC1 à MC4 ou lorsqu’un élément de stockage 303 présente un niveau de charge qui ne permet pas de pouvoir alimenter un moteur électrique ME1 à ME2. Le deuxième interrupteur 906 sert à éviter également une recharge systématique de la batterie 803 dès qu’un niveau de charge d’un élément de stockage 303 le permet. La fermeture du deuxième interrupteur 906 peut se produire lorsqu’un élément de stockage 303 atteint un niveau de charge maximal qui risque de nuire au circuit électrique, le deuxième interrupteur 906 restant fermé jusqu’à ce que l’élément de stockage 303 atteigne un niveau de charge bien inférieur, par exemple la moitié du niveau de charge maximale. Le deuxième interrupteur 906 peut également se fermer lorsque la batterie 803 est à un niveau de charge trop bas, le deuxième interrupteur 906 restant alors fermé jusqu’à ce que la batterie 803 atteigne un niveau de charge proche de sa charge maximale sans l’atteindre afin de permettre de la recharger si des éléments de stockage 303 sont en surcharge.
De nombreuses variantes de l’invention sont possibles, le nombre de moteurs pouvant être par exemple plus important. A titre d’exemple, la représente en perspective un dispositif volant dédié au transport de personnes qui comporte huit bras B supportant chacun un moteur à combustion MC et un moteur électrique ME. Les huit bras B sont disposés en étoile et se croisent au niveau d’un point central à équidistance de chaque moteur à combustion MC et de chaque moteur électrique ME. Chaque moteur électrique ME est alimenté en énergie par le moteur à combustion MC situé sur le bras opposé par l’intermédiaire d’un circuit de transfert logé à l’intérieur desdits bras B. Les huit bras B sont fixés au niveau de leur point central sur le dessus d’un corps principal 100. Le corps principal 100 est constitué d’une cabine destinée à recevoir un passager.
De nombreuses autres variantes de l’invention sont possibles sans sortir du cadre de l’invention tel que défini dans les revendications. A titre d’exemple, le corps principal n’est pas limité à une cabine de passager et pourrait être une plateforme ou un coffre destiné à recevoir des marchandises. Les moteurs à combustion et électriques peuvent être placés sur chaque côté du coffre ou de la plateforme. Le nombre de moteurs électriques peut être différent du nombre de moteurs à combustion, un moteur à combustion pouvant alimenter par exemple deux moteurs électriques. Les bras de fixation ne sont pas nécessaires si les moteurs à combustion et/ou électriques font partie intégrante du corps du dispositif volant ou sont intégrés dans un carénage du corps du dispositif volant.
Les moteurs à combustion peuvent être tout type de moteur utilisant un carburant solide, liquide ou gazeux. A titre d’exemple, un turboréacteur peut être utilisé en récupérant l’énergie mécanique sur son rotor central.
Dans les différents exemples représentés, les moteurs à combustion sont représentés de part et d’autre d’un corps principal et pourraient laisser penser à un homme du métier que de chaque coté signifie diamétralement opposé l’un à l’autre vis-à-vis d’un centre de gravité. Il n’est pas nécessaire que la disposition des moteurs soit symétrique par rapport à un centre de gravité ou un axe de symétrie ou un plan de symétrie. Quelle que soit la position exacte des moteurs, une action sur les moteurs à combustion et électrique opposés l’un à l’autre, le dispositif volant effectue un basculement d’assiette, pour cela, il suffit que les moteurs soient placés de chaque côté d’un plan quelconque passant par le centre de gravité du dispositif volant et séparant ce dernier en deux parties qui ne sont pas nécessairement symétriques. L’utilisation d’un plan, axe ou centre de symétrie passant par le centre de gravité pour disposer les moteurs permet seulement d’établir des commandes plus facilement car l’axe de rotation est plus facile à calculer.
Comme indiqué précédemment pour des raisons de simplification, la présente description se réfère à des moteurs à combustion et électrique produisant des vecteurs de poussée verticaux. Les vecteurs de poussée peuvent être dirigés dans une autre direction de poussée qui n’est pas nécessairement verticale. Dans ce cas, il convient, pour les moteurs à combustion et électriques dont les forces de poussée sont ajustées par transfert d’énergie, d’agencer lesdits moteurs de sorte que leurs vecteurs de poussée soient alignés dans une même direction de poussée, l’alignement des vecteurs de poussées pouvant se faire avec une tolérance de quelques degrés.
De manière avantageuse, les conditions de fonctionnement déterminées comprennent le débit massique du fluide en entrée de la turbine, la pression totale en entrée de la turbine, la température totale en entrée de la turbine, la pression statique en sortie de la turbine et de préférence la température totale en entrée de la turbine et/ou la température totale à la sortie de la turbine.
Selon un mode de réalisation de l’invention, le rotor comprend un cerclage constitué d’un anneau reliant les extrémités radiales des aubes.
Selon une mise en œuvre de l’invention, les aubes sont orientées selon un angle de déflection par rapport à la direction dudit fluide au niveau du bord d’attaque de manière à générer un changement de la direction de l’écoulement du fluide par les aubes, l’angle de déflection étant compris de préférence entre 5° et 70° et de manière encore préférée entre 5° et 50°.
Avantageusement, la section du rotor à la sortie du rotor est réduite par rapport à la section du rotor juste après les aubes.
L’invention concerne aussi une pile à combustible comprenant une turbine telle que décrite précédemment, la turbine étant de préférence positionnée sur une ligne en sortie de de la pile à combustible, la ligne de sortie étant configurée pour produire de la vapeur d’eau.
L’invention concerne également un circuit à cycle de Rankine comprenant une turbine telle que décrite précédemment, de préférence, le circuit comprenant un compresseur, un évaporateur, la turbine puis un condenseur.
En outre, l’invention concerne aussi un moteur à combustion interne notamment un moteur à combustion interne fonctionnant avec un richesse inférieure à 0,8, de préférence inférieure à 0,4, comprenant une turbine telle que décrite précédemment au niveau de la sortie des gaz d’échappement du moteur à combustion interne, de préférence la turbine étant celle d’un turbocompresseur.
Liste des figures D'autres caractéristiques et avantages du dispositif selon l'invention, apparaîtront à la lecture de la description ci-après d'exemples non limitatifs de réalisations, en se référant aux figures annexées et décrites ci-après.
[Fig 1] La représente une section d’une aube de rotor selon l’art antérieur.
[Fig 2] La illustre un premier mode de réalisation d’une section d’une aube de rotor selon l’invention.
[Fig 3] La illustre un deuxième mode de réalisation d’une section d’une aube de rotor selon l’invention.
[Fig 4] La illustre un troisième mode de réalisation d’une section d’une aube de rotor selon l’invention.
[Fig 5] La illustre une turbine avec un stator et un rotor selon l’invention.
[Fig 6] La illustre l’impact sur l’écoulement du fluide autour un premier exemple de rotor selon l’invention.
[Fig 7] La illustre l’impact sur l’écoulement du fluide autour un deuxième exemple de rotor selon l’invention.
[Fig 8] La illustre un rotor selon l’invention.
La plaque de protection est pourvue d’une face intérieure montée contre ledit flanc vertical et d’une face extérieure opposée. Ladite partie de ladite bande de repérage disposée à l’intérieur ou à l’arrière dudit évidement reste en retrait vers l’intérieur par rapport à la face extérieure de la plaque de protection.
La ou les parties de ladite bande de repérage disposées à l’intérieur ou à l’arrière du ou des évidements sont ainsi décalés vers l’intérieur par rapport à la face extérieure de la plaque de protection. Ce permet d’éviter des contacts avec le système de levage par pinces lors de la préhension de la carrosserie. Cette ou ces parties de ladite bande de repérage sont ainsi protégées par la plaque de protection.
Selon une première conception, ledit évidement de ladite plaque de protection est traversant et débouche sur la face intérieure et sur la face extérieure, ladite partie de ladite bande de repérage logée à l’intérieur ou à l’arrière dudit évidement étant fixée sur ledit flanc vertical.
Selon une deuxième conception, ledit évidement de ladite plaque de protection est borgne et s’étend à partir de la face extérieure, ladite partie de ladite bande de repérage étant fixée sur le fond dudit évidement.
Ladite bande de repérage peut comprendre une portion principale réalisée en une partie et ladite plaque de protection peut comprendre au moins deux évidements espacés longitudinalement, ladite partie de la portion principale de la bande de repérage étant disposée à l’intérieur ou à l’arrière desdits deux évidements, ladite bande de repérage comprenant en outre au moins une partie secondaire disposée sur la face extérieure de ladite plaque de protection entre lesdits deux évidements de sorte à avoir une continuité de surface de ladite bande de repérage dans le sens longitudinal.
Alternativement, ladite bande de repérage peut comprendre une portion principale réalisée en au moins deux parties et ladite plaque de protection peut comprendre au moins deux évidements espacés longitudinalement, chacune desdites parties de la portion principale de la bande de repérage étant disposée à l’intérieur ou à l’arrière de l’évidement associé, ladite bande de repérage comprenant en outre au moins une partie secondaire disposée sur la face extérieure de ladite plaque de protection entre lesdits deux évidements de sorte à avoir une continuité de surface de ladite bande de repérage dans le sens longitudinal.
Dans une autre alternative, ladite plaque de protection comprend un unique évidement. Dans ce cas, ladite bande de repérage peut être réalisée en une seule partie.
La carrosserie comprend au moins un moyen d’accrochage fixé sous le plancher et/ou sous le ledit flanc vertical verticalement à l’aplomb de ladite bande de repérage pour la préhension de la carrosserie.
De préférence, la carrosserie comprend une ceinture de finition montée à l’extrémité inférieure des flancs verticaux et comprenant une pluralité de profilés, ladite plaque de protection étant fixée entre deux profilés successifs de la ceinture de finition. Ainsi, ladite plaque de protection n’augmente pas localement la largeur de la carrosserie.
Alternativement, il reste possible de fixer la plaque de protection contre la ceinture de finition. Dans ce cas, la ceinture de finition peut être réalisée en une seule pièce ou comprendre une pluralité de profilés disposés côte à côte.
Ladite plaque de protection peut être réalisée en une seule pièce. Alternativement, ladite plaque de protection peut être réalisée en plusieurs parties. Dans ce cas il est possible de prévoir que le ou les évidements soient délimités entre deux parties successives de ladite plaque de protection.
La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée de modes de réalisation pris à titre d’exemple nullement limitatifs et illustrés par les dessins annexés sur lesquels :
est une vue de côté d’une carrosserie selon un premier exemple de réalisation de l’invention,
est une vue de détail en perspective de la illustrant une bande de repérage et une plaque de protection associée de la carrosserie,
est une vue en perspective éclatée de la ,
est une vue de détail en perspective illustrant une bande de repérage et une plaque de protection d’une carrosserie selon un deuxième exemple de réalisation de l’invention,
En l’occurrence, l’échangeur de chaleur 24’ est disposé entièrement entre l’ensemble des bords des bras structuraux du carter d’échappement 24’ les plus près de la turbine supportée par le carter d’échappement 24’, selon l’axe de rotation 20 de cette turbine (à savoir la turbine de puissance 21 de la turbomachine 2’ dans l’exemple illustré) et l’ensemble des bords des bras structuraux du carter d’échappement 24’ les plus éloignés de la même turbine, selon le même axe de rotation 20.
Toutefois, il est également envisagé qu’un échangeur de chaleur ne soit disposé que partiellement entre l’entrée et la sortie du carter d’échappement (ou partiellement entre les bords de bras structural les plus près de la turbine supportée par le carter d’échappement et les bords de bras structural les plus éloignés de la même turbine), et qu’une partie de l’échangeur de chaleur dépasse les bords de bras structural les plus éloignés, ou bien la sortie du carter d’échappement, en s’étendant dans le sens d’écoulement du flux primaire.
La représente une vue en coupe partielle d’un système propulsif 1’’ similaire aux vues des systèmes propulsifs 1, 1’ des figures 2 et 14. Le système propulsif 1’’ visible en diffère du système propulsif 1 visible en , et du système propulsif 1’ visible en , en ce que le fluide circulé dans l’échangeur de chaleur 40’’ par le système de récupération d’énergie 4’’ du système propulsif 1’’ visible en est du carburant pour la turbomachine 2’’ du système propulsif 1’’. Le système de récupération d’énergie 4’’ fait alors circuler le carburant dans l’échangeur de chaleur 40’’, afin d’augmenter la température du carburant depuis des températures très basses, incompatibles avec l’injection du carburant dans la chambre de combustion 25’’ de la turbomachine 2’’ (égales ou supérieures à des températures de stockage du carburant, que cette température très basse soit cryogénique ou non) , jusqu’à des températures convenables à l’injection du carburant dans la chambre de combustion 25’’ de la turbomachine 2’’.
A cette fin, le système de récupération d’énergie 4’’ comprend une pompe 42’’ configurée pour acheminer du carburant depuis un réservoir de stockage vers l’échangeur de chaleur 40’’. Le carburant chauffé, sortant de l’échangeur de chaleur 40’’ est ensuite acheminé vers la turbomachine 25’’ pour alimenter la rotation de la turbomachine 25’’. Alors que l’exemple illustré montre la pompe 42’’ comme un composant à part de la turbomachine, il est également envisagé d’utilisé une pompe intégrée à la turbomachine à la place de la pompe 42’’ représentée.
A titre d’exemple, le carburant peut être de l’hydrogène, ou du gaz naturel. A titre d’exemple, le carburant peut être stocké à une température d’environ 20-23 K (Kelvin) sous une pression d’environ 1 bar (dans le cas de l’hydrogène, ou d’environ 150 K sous une pression d’environ 2 bars pour du gaz naturel), alors qu’une température convenable à son injection dans la chambre de combustion 25’’ s’élève à 250-300 K (pour de l’hydrogène ou pour du gaz naturel). A ces températures et pressions de stockage, l’hydrogène, ou le gaz naturel, existe en état liquide, on parle alors d’un carburant d’hydrogène liquide ou de gaz naturel liquéfié, même s’il peut être en état gazeux lors de son introduction dans l’échangeur de chaleur 40’’.
Pour réchauffer le carburant, le système de récupération d’énergie 4’’ le fait circuler dans l’échangeur de chaleur 40’’. Ainsi, l’échangeur de chaleur 40’’ visible en est configuré pour résister à des différences de températures de jusqu’à 500 K entre le fluide circulant dans le système de récupération d’énergie et le flux primaire rejeté par la turbomachine (en cas de gaz naturel comme carburant, ou de jusqu’à 600 K en cas d’hydrogène comme carburant), ce qui n’est pas nécessairement le cas pour l’échangeur de chaleur 40 visible en . A titre d’exemple, l’échangeur de chaleur 40’’ peut être fait en acier inox.
La pompe 42’’ prélève alors du carburant depuis son réservoir de stockage, et le comprime jusqu’à des pressions convenables à son injection dans la turbomachine 2’’. A titre d’exemple, le carburant peut être comprimé à des pressions de 5 à 50 bars, en fonction du type de turbomachine et/ou de la phase de vol et/ou du carburant utilisé. Pour des raisons d’efficacité énergique, le carburant est comprimé par la pompe 42’’ avant son introduction dans l’échangeur de chaleur 40’’.