INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Les dispositifs d’extinction actuels sont classiquement montés sous l’aile de l’aéronef, à proximité du pylône sur lequel la turbomachine est montée, ou directement sous le pylône, de sorte à être portée par le pylône ou par l’aile. Ces dispositifs d’extinction peuvent être constitués de bouteilles de gaz sous pression sphériques, qui résistent à la pression interne en limitant la masse de la bouteille : par exemple, il peut s’agir de bonbonnes réparties sous le pylône et contenant du Halon, qui est un agent gazeux à base de bromotrifluorométhane. La illustre un tel dispositif d’extinction comprenant des bouteilles de gaz sous pression sphériques 3’ montées sous l’aile 500 de l’aéronef, à proximité du pylône 600. Ces dispositifs d’extinction permettent d’asperger les zones "feu" en cas de déclenchement d’un feu dans l’une des zones "feu", sur commande du pilote qui est informé du feu lorsque les capteurs d’incendie détectent un incendie dans la turbomachine.
Néanmoins, l’agent d’extinction est injecté par la partie supérieure de la nacelle, en une position qui peut être relativement éloignée du feu à éteindre. Ainsi, une grande quantité d’agent d’extinction doit être injectée pour parvenir à submerger la zone "feu" en vue d’éteindre le feu, ce qui génère des pertes importantes d’agent d’extinction. Cela engendre un accroissement significatif du poids du dispositif d’extinction, et donc de la turbomachine. Des canalisations peuvent être mises en place pour acheminer l’agent d’extinction depuis les bonbonnes jusqu’aux zones "feu" afin d’injecter l’agent d’extinction au plus près du feu. Néanmoins, ces canalisations sont complexes, pèsent lourd, et s'il l'on veut injecter au plus près dans la nacelle, la prolongation de ces lignes nécessite des raccordements supplémentaires lors du démontage et du remontage de la nacelle pour des raisons de maintenance de la turbomachine, ce qui engendre de la complexité et des risques pour la sécurité en cas de mauvais raccordement. En outre, les bonbonnes, intégrées sous l’aile ou sous le pylône, dégradent l’aérodynamisme de l’écoulement au niveau du pylône, ce qui diminue le rendement propulsif de la turbomachine.
Enfin, le Halon est un gaz à très haut effet de serre, donc très polluant. Il tend donc à être remplacé par d’autres agents d’extinctions moins polluants, tels que le NOVEC 1230, également appelé FK-5-1-12, qui est un agent liquide qui se gazéifie en sortie d’une buse de pulvérisation.
Des dispositifs d’extinction connus sont adaptés pour injecter un agent d’extinction liquide autre que le Halon par le biais d’une seringue pressurisée. Par exemple, le document FR 3,077,989 A1 décrit un dispositif d’extinction comprenant un réservoir de stockage d’un agent d’extinction, une chambre à volume variable, un piston situé entre le réservoir et la chambre à volume variable, et un générateur de gaz configuré pour mettre sous pression l’agent d’extinction afin de le distribuer à l’extérieur du réservoir.
D’autres dispositifs d’extinction, tels que celui décrit dans le document FR 3,060,652 A1, prévoient d’étouffer le feu de zones "feu" d’une nacelle par constriction, à l’aide d’un générateur de gaz adapté pour déplacer une paroi souple d’extinction vers la zone "feu" de la nacelle, afin de se passer d’agents d’extinction chimiques.
Enfin, le document FR 3,041,936 A1 décrit un dispositif d’extinction comprenant un réservoir d’agent d’extinction situé en amont du carter de soufflante de la nacelle. L’agent d’extinction peut être libéré par l’explosion d’une cartouche explosive. Néanmoins, le dispositif d’extinction est alors situé loin de la zone "feu" dite « chaude » de la nacelle, et les extincteurs ne sont pas configurés pour y injecter l’agent d’extinction. Par conséquent, ce dispositif d’extinction ne permet pas d’éteindre efficacement un feu se déclenchant dans cette zone "feu" chaude. Eteindre un feu en zone "feu" chaude supposerait d’ajouter des canalisations complexes pour relier l’extincteur à la structure interne fixe de la nacelle. En outre, le dispositif d’extinction lui-même ne pourrait pas être déplacé au niveau de la structure interne fixe de la nacelle, car il présente une résistance limitée aux températures élevées, et ne supporterait pas les températures auxquelles est soumise la zone "feu" chaude de la nacelle.
Dans une autre variante non illustrée sur les figures, le revêtement 6 en carbone allotrope peut couvrir la totalité ou au moins une partie de la surface externe 42a et/ou d’une surface interne 42b de la paroi externe 42. La surface interne 42b s’étend dans la cavité 400, et la surface externe 42a est à l’opposé de la surface interne 42b.
Dans une autre variante, le revêtement 6 en carbone allotrope peut recouvrir la totalité ou au moins une partie d’une surface amont 48a et/ou d’une surface aval 48b de la paroi aval 48. La surface amont 48a s’étend dans la cavité 400 et la surface aval 48b est à l’opposé de la surface amont 48a. Une partie ou la totalité de la bride 480 de la paroi aval 48 peut être recouverte par le revêtement 6.
L’application du revêtement 6 sur au moins une des parois 42, 44, 46, 48 de la lèvre de la , permet d’augmenter le transfert pour le dégivrage. Ce qui fait diminuer le besoin en apport énergétique pour le dégivrage et également de faire diminuer le prélèvement nécessaire au niveau du moteur de la turbomachine.
La illustre un second mode de réalisation de la lèvre 40 telle que décrite ci-dessus (avec les parois interne 44, externe 42, amont 46 et aval 48 délimitant entre elles la cavité 400), le panneau acoustique 7 décrit ci-dessus et un revêtement de transfert thermique 6 en carbone allotrope décrit ci-dessus. Dans cet exemple et de façon non-limitative, une partie de la surface externe 44a de la paroi interne 44 et la totalité d’une surface interne 74b de la peau 74 sont recouvertes par le revêtement 6 en carbone allotrope. La surface interne 74b s’étend en direction des cellules acoustiques 72. En variante non-illustrée sur la , le revêtement 6 recouvre une surface externe 74a opposée à la surface externe 74a et/ou la surface interne 44b de la paroi interne 44 qui est en regard du panneau acoustique 7. Cette surface externe 74a s’étend en direction de la cavité 400 de la lèvre.
En particulier, l’extrémité amont 742 et/ou l’extrémité aval 744 de la peau 74 comprend le revêtement 6.
Dans l’exemple de la , le flux d’air chaud F3 (par exemple délivré par le dispositif de dégivrage 5) est, d’une part, absorbé par le revêtement 6 et diffusé dans la paroi interne 44 et dans la peau 74, et d’autre part, absorbé directement par la peau 74. Ceci permet de réchauffer la zone de paroi Z1. Dans cette configuration, la quasi-totalité du flux d’air chaud F3 est diffusée dans le revêtement 6, la peau 74 du panneau acoustique 7 et la paroi interne 44 de la lèvre. Ainsi, aucune ou très peu de quantité du flux d’air chaud F3 s’échappe hors de la lèvre 40. Le flux d’air chaud F3 pouvant passer à travers les orifices 440 (dans le cas où la paroi interne 44 en est équipée) dans la veine 38, est suffisamment faible pour qu’il ne perturbe pas l’écoulement du flux d’air dans la turbomachine.
En variante non illustrée sur la , le revêtement 6 en carbone allotrope peut recouvrir une seconde zone Z2 et/ou une troisième zone Z3 qui sont adjacente au panneau acoustique 7. La seconde zone Z2 peut être située sur une partie de la paroi interne 44 qui est accolée au panneau acoustique 7. La troisième zone Z3 peut être située sur une partie de la paroi aval 48 qui est accolée au panneau acoustique 7. Le revêtement 6 peut recouvrir la surface interne et/ou la surface externe de la seconde zone Z2 et/ou de la troisième zone Z3. Le revêtement 6 peut recouvrir aussi bien la surface amont 48a que la surface aval 48b de la paroi aval 48 de la troisième zone Z2.
La lèvre d’entrée d’air 40 selon l’invention est particulièrement avantageuse en terme de procédé de fabrication. Un tel procédé de fabrication de la lèvre d’entrée 40 comprend les étapes consistant à : - réaliser la lèvre annulaire 40 qui est formée de tout ou partie d’au moins une des parois annulaires externe 42, interne 44 et amont 46, - appliquer au moins un revêtement de transfert thermique 6 dans la lèvre 40.
Le revêtement 6 peut être appliqué sur la totalité ou au moins une partie d’au moins une des parois 42, 44, 46, 48 de la lèvre.
Lorsque la lèvre 40 à réaliser doit être équipée d’un panneau acoustique 7, le procédé de fabrication peut comprendre également les étapes consistant à : - réaliser en outre au moins un panneau acoustique 7 comportant des cellules acoustiques 72,
- assembler le panneau acoustique 7 avec la lèvre 40 formée, de façon à ce que les cellules acoustiques 72 débouchent dans des trous 444 perforés de la paroi interne 44 de la lèvre 40.
L’application du revêtement 6 peut être réalisée sur la totalité ou sur au moins une partie de la peau annulaire 74 et/ou sur au moins une partie des cellules acoustiques 72.
Le revêtement de transfert thermique 6 peut être appliqué dans la lèvre 40 par différentes techniques de revêtement de surface, telles que par : - un colmatage par une anodisation de la pièce à revêtir avec du carbone allotrope, - un traitement par immersion ou trempage de la pièce à revêtir dans un bain comportant du carbone allotrope, - un traitement de surface de la pièce à revêtir dans un bain comportant du carbone allotrope, - une application du carbone allotrope directement ou à travers une peinture par un pistolet sur la pièce à revêtir, ou - une application du revêtement dopé (ou chargé en carbone allotrope) sur la pièce à revêtir.
On entend par « pièce à revêtir », une pièce ou une combinaison d’au moins deux pièces qui sont choisies parmi : la paroi interne 44, la paroi externe 42, la paroi amont 46, la paroi aval 48, la peau 74 et les cellules acoustiques 72.
Par ailleurs, du carbone allotrope (tel que le graphène) peut être intégré directement au matériau de réalisation de la pièce à revêtir, en particulier lorsque la pièce à revêtir est réalisée en composite ou en thermoplastique. Le revêtement de transfert thermique 6 selon l’invention peut être appliqué en supplément sur cette pièce.
Dispositif de chauffage à matelas chauffant pour un système de protection contre le givre d’un aéronef. La présente invention concerne un matelas chauffant pour un dispositif de chauffage d’un système de protection contre le givre d’un aéronef, et un dispositif de chauffage pourvu d’au moins un tel matelas chauffant ainsi qu’un système de protection contre le givre comprenant au moins un tel dispositif de chauffage.
La lèvre 40 permet de former un bord d’attaque de la manche d’entrée d’air 4 et définit une entrée transversale de la nacelle 3 permettant à l’air de rentrer dans la nacelle. Cette entrée transversale se poursuit dans la veine 38. Cette lèvre 40 comporte deux parois annulaires, respectivement interne 44 et externe 42. Ces parois 42, 44 sont notamment coaxiales par rapport à l’axe X.
La paroi interne 44 définit une partie d’une surface annulaire interne 44b de la lèvre d’entrée d’air 40 permettant de capter les flux d’air et de les guider vers la soufflante 32. La paroi interne 44 peut ainsi faire partie de la veine annulaire 38 de la nacelle. La paroi externe 42 définit en revanche une partie d’une surface annulaire externe 42a de la lèvre d’entrée d’air 40.
La lèvre 40 comprend également une paroi annulaire amont 46 qui relie les parois interne 44 et externe 42 entre elles. Sur les exemples, la paroi amont 46 présente une forme d’ogive. Les parois interne, externe et amont peuvent être formées d’une seule et même pièce (c’est-à-dire venue de matière). Les parois interne 44, externe 42 et amont 46 délimitent entre elles une cavité annulaire 400.
En aval de la lèvre 40, les parois interne 44 et externe 42 peuvent être reliées entre elles par une paroi annulaire aval 48 qui est notamment opposée à la paroi annulaire amont 46. Dans cette configuration, la cavité 400 s’étend axialement entre la paroi amont 46 et la paroi aval 48. Sur l’exemple de la , une extrémité radialement interne de la paroi aval 48 comprend une bride 480 de fixation. Cette bride 480 peut être reliée à la paroi interne 44. Telle qu’illustrée sur la , la bride 480 et la paroi aval 48 sont formées d’une seule et même pièce.
De manière générale, les parois annulaires 42, 44, 46, 48 de la lèvre 40 peuvent chacune être réalisée en métal, en alliage ou en composite.
Telle que décrite dans l’arrière-plan technique de la présente demande, la lèvre d’entrée 40 peut comprendre au moins un dispositif de dégivrage 5 (ou antigivrage) qui délivre un flux d’air chaud F3 permettant de réchauffer la ou les parois de la lèvre d’entrée 40 pour dégivrer la ou les parois correspondantes. Ce dispositif de dégivrage 5 peut être de type pneumatique ou électrique. Au moins une partie du dispositif de dégivrage 5, notamment un tube circulaire 50 du dispositif de dégivrage pneumatique en référence à la , peut être située dans la cavité 400 de la lèvre ( ) ou dans un autre compartiment de la nacelle 3 ( ).
Des orifices traversant 440, formant par exemple une rangée annulaire d’orifices traversant, peuvent être répartis sur un pourtour annulaire de la paroi interne 44 ( ). Dans l’état de la technique antérieur, en particulier en référence au dégivrage « transpirant », ces orifices traversant permettaient de faire passer le flux d’air chaud F3 hors de la lèvre 40 pour réchauffer la surface interne 44b de la paroi interne 44 qui n’était pas correctement dégivrée.
La lèvre 40, notamment la cavité 400, peut comporter en outre au moins un panneau acoustique 7, tel qu’illustré sur la . Le panneau acoustique 7 peut être annulaire ou peut comporter plusieurs secteurs raccordés circonférentiellement bout à bout par rapport à l’axe X. Le panneau acoustique 7 comprend des cellules acoustiques 72. Ces cellules acoustiques 72 peuvent être en forme de nid d’abeille.
Sur l’exemple de la , les cellules acoustiques 72 s’étendent autour de la paroi interne 44 de la lèvre. Dans ce cas, la paroi interne 44 peut comprendre des trous 444 débouchant dans les cellules acoustiques 72. Ce panneau acoustique 7 avec les cellules acoustiques 72, dites ouvertes, peut former un dispositif du type résonateur de Helmholtz qui contribue à fortement réduire les émissions acoustiques.
En référence à la , le panneau acoustique 7 comprend une peau annulaire 74 qui enveloppe les cellules acoustiques 72. Cette peau 74 s’étend radialement vers l’extérieur (par rapport à l’axe X). La peau 74 permet de former une paroi étanche autour des cellules acoustiques 72.
En référence à la ou 5, une extrémité amont 742 de la peau annulaire 74 peut être reliée à la paroi interne 44, notamment par des fixations 70b. Une extrémité aval 744 de la peau annulaire 74 peut être reliée à la paroi interne 44 ( ) ou à la paroi aval 48 ( ), notamment par des fixations 70a, 70c.
En variante non illustrée sur les figures, les cellules acoustiques 72 peuvent s’étendre autour d’une autre peau annulaire, dite interne, qui est perforée ou poreuse. Cette peau interne s’étend autour de la paroi interne 44 de la lèvre.
Le panneau acoustique 7, notamment les cellules acoustiques 72, peut être espacé de la paroi interne 44 par une distance d (figures 2 et 5), de façon à ce que les cellules acoustiques 72 ne soient pas en contact avec la paroi interne 44 tout en garantissant une fonction d’atténuation acoustique. A titre d’exemple, la distance d est inférieure à 3,00mm.
De manière générale, le panneau acoustique 7 (à savoir les cellules acoustiques 72 et/ou la peau annulaire 74) peut être réalisé dans un matériau en métal, en alliage de métal, en composite ou en thermoplastique.
Telle que décrite dans l’arrière-plan technique de la présente demande, la mise en place du panneau acoustique 7 dans la cavité 400 de la lèvre isole certaine zone de paroi de la lèvre. En particulier, une première zone Z1 de paroi de la lèvre qui est en regard du panneau acoustique 7 (telle qu’illustrée sur la ). Cette zone Z1 n’est pas réchauffée par le flux d’air chaud F3, ce qui peut présenter un risque d’accumulation de givre plus importante.
L’une des particularités de l’invention réside dans le fait qu’au moins une partie de la lèvre 40 comprend au moins un revêtement de transfert thermique 6. Ce revêtement 6 comprend un matériau en carbone allotrope. Ceci permet d’améliorer la conduction thermique de la lèvre pour réchauffer efficacement la ou les parois de la lèvre et/ou empêcher la formation de givre sur ces parois.
est une représentation schématique d’un procédé de modification d’un aéronef ;
est une représentation schématique d’un procédé de fonctionnement d’un aéronef.
La illustre un moteur à turbine à gaz 10 ayant un axe de rotation principal 9. Le moteur 10 comprend une prise d’air 12 et une soufflante de propulsion 23 qui génère deux flux d’air : un flux d’air principal A et un flux d’air de dérivation B. Le moteur à turbine à gaz 10 comprend un noyau 11 qui reçoit le flux d’air principal A. Le noyau de moteur 11 comprend, en série de flux axial, un compresseur basse pression 14, un compresseur haute pression 15, un équipement de combustion 16, une turbine haute pression 17, une turbine basse pression 19 et une tuyère d’échappement principale 20. Une nacelle 21 entoure le moteur à turbine à gaz 10 et définit un conduit de dérivation 22 et une tuyère d’échappement de dérivation 18. Le flux d’air de dérivation B s’écoule à travers le conduit de dérivation 22. La soufflante 23 est attachée à et entraînée par la turbine basse pression 19 via un arbre 26 et une boîte d’engrenages épicycloïdaux 30.
En cours d’utilisation, le flux d’air principal A est accéléré et comprimé par le compresseur basse pression 14 et dirigé dans le compresseur haute pression 15 où une compression supplémentaire a lieu. L’air comprimé évacué du compresseur haute pression 15 est dirigé dans l’équipement de combustion 16 où il est mélangé avec du carburant F et le mélange est soumis à une combustion. Les produits de combustion chauds résultants se dilatent ensuite à travers, et entraînent ainsi, les turbines haute pression et basse pression 17, 19 avant d’être évacués à travers la tuyère 20 pour fournir une certaine poussée propulsive. La turbine haute pression 17 entraîne le compresseur haute pression 15 par un arbre d’interconnexion approprié 27. La soufflante 23 fournit généralement la majorité de la poussée propulsive. La boîte d’engrenages épicycloïdaux 30 est un réducteur.
Un agencement exemplaire pour un moteur à turbine à gaz à soufflante à réducteur 10 est représenté sur la . La turbine basse pression 19 (voir ) entraîne l’arbre 26, qui est couplé à une roue solaire, ou à un planétaire, 28 de l’agencement à engrenages épicycloïdaux 30. Une pluralité d’engrenages planétaires 32, qui sont disposés radialement à l’extérieur du planétaire 28 et engrènent avec ce dernier, sont couplés entre eux par un porte-satellites 34. Le porte-satellites 34 contraint les engrenages planétaires 32 à effectuer une précession autour du planétaire 28 en synchronisme tout en permettant à chaque engrenage planétaire 32 de tourner autour de son propre axe. Le porte-satellites 34 est couplé via des bielles 36 à la soufflante 23 afin d’entraîner sa rotation autour de l’axe de moteur 9. Un anneau ou une couronne 38 qui est couplé(e), via des bielles 40, à une structure de support stationnaire 24 est disposé(e) radialement à l’extérieur des engrenages planétaires 32 et engrène avec ces derniers.
Il est à noter que les termes « turbine basse pression » et « compresseur basse pression » tels qu’utilisés ici peuvent être interprétés comme désignant respectivement les étages de turbine de plus basse pression et les étages de compresseur de plus basse pression (c’est-à-dire n’incluant pas la soufflante 23) et/ou les étages de turbine et de compresseur qui sont reliés entre eux par l’arbre d’interconnexion 26 avec la vitesse de rotation la plus basse dans le moteur (c’est-à-dire n’incluant pas l’arbre de sortie de la boîte d’engrenages qui entraîne la soufflante 23). Dans certaines publications, les termes « turbine basse pression » et « compresseur basse pression » auxquels il est fait référence ici peuvent aussi être appelés « turbine à pression intermédiaire » et « compresseur à pression intermédiaire ». Lorsqu’une telle nomenclature alternative est utilisée, la soufflante 23 peut être appelée premier étage de compression ou étage de compression de plus basse pression.
La boîte d’engrenages épicycloïdaux 30 est représentée plus en détail, et à titre d’exemple, sur la . Chacun(e) du planétaire 28, des engrenages planétaires 32 et de la couronne 38 comprend des dents sur sa périphérie qui viennent engrener avec celles des autres engrenages. Cependant, pour plus de clarté, seules des parties exemplaires des dents sont illustrées sur la . Il y a quatre engrenages planétaires 32 illustrés, bien qu’il soit évident pour l’homme du métier que plus ou moins d’engrenages planétaires 32 peuvent être prévus dans l’étendue de l’invention revendiquée. Les applications pratiques d’une boîte d’engrenages épicycloïdaux planétaires 30 comprennent généralement au moins trois engrenages planétaires 32.
La boîte d’engrenages épicycloïdaux 30 illustrée à titre d’exemple sur les Figures 2 et 3 est du type planétaire, dans le sens où le porte-satellites 34 est couplé à un arbre de sortie via des bielles 36, avec la couronne 38 fixe. Cependant, tout autre type approprié de boîte d’engrenages épicycloïdaux 30 peut être utilisé. À titre d’exemple additionnel, la boîte d’engrenages épicycloïdaux 30 peut être un agencement en étoile, dans lequel le porte-satellites 34 est maintenu fixe, avec la couronne (ou anneau) 38 pouvant tourner. Dans un tel agencement, la soufflante 23 est entraînée par la couronne 38. À titre d’exemple alternatif additionnel, la boîte d’engrenages 30 peut être une boîte d’engrenages différentielle dans laquelle la couronne 38 et le porte-satellites 34 peuvent tous deux tourner.
On comprendra que l’agencement représenté sur les Figures 2 et 3 soit donné à titre d’exemple uniquement, et que diverses variantes entrent dans le cadre de la présente divulgation. À titre purement indicatif, tout agencement approprié peut être utilisé pour installer la boîte d’engrenages 30 dans le moteur 10 et/ou pour relier la boîte d’engrenages 30 au moteur 10. À titre d’exemple additionnel, les liaisons (telles que les bielles 36, 40 dans l’exemple de la ) entre la boîte d’engrenages 30 et d’autres parties du moteur 10 (telles que l’arbre d’entrée 26, l’arbre de sortie et la structure fixe 24) peuvent avoir n’importe quel degré souhaité de rigidité ou de flexibilité. À titre d’exemple additionnel, tout agencement approprié des paliers entre les parties rotatives et stationnaires du moteur (par exemple entre les arbres d’entrée et de sortie de la boîte d’engrenages et les structures fixes, telles que le carter de boîte d’engrenages) peut être utilisé, et la divulgation n’est pas limitée à l’agencement particulier de la . Par exemple, lorsque la boîte d’engrenages 30 a un agencement en étoile (décrit ci-dessus), l’homme du métier comprendra aisément que l’agencement des bielles de sortie et de support et les emplacements de palier seront typiquement différents de ceux représentés à titre d’exemple à la .
En conséquence, la présente divulgation s’étend à un moteur à turbine à gaz ayant n’importe quel agencement de types de boîte d’engrenages (par exemple en étoile ou planétaire), de structures de support, d’agencement d’arbres d’entrée et de sortie, et d’emplacements de palier.
Éventuellement, la boîte d’engrenages peut entraîner des composants supplémentaires et/ou alternatifs (par exemple le compresseur à pression intermédiaire et/ou un précompresseur).