INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
A cet effet l’invention a pour objet un câble multi-torons à deux couches, comprenant : - une couche interne du câble constituée de K>1 toron interne à deux couches comprenant : - une couche interne constituée de Q=1,2,3 ou 4 fils métalliques internes de diamètre d1, et - une couche externe constituée de N fils métalliques externes de diamètre d3 enroulés autour de la couche interne , - une couche externe du câble constituée de L>1 torons externes à deux couches enroulés autour de la couche interne du câble comprenant : - une couche interne constituée de Q’=1, 2, 3 ou 4 fils métalliques internes de diamètre d1’, et - une couche externe constituée de N’ fils métalliques externes de diamètre d3’ enroulés autour de la couche interne, dans lequel le câble présente : - un critère endurance sous flexion SL ≤ 36 000 MPa.mm avec SL =max( ; ) ; et - un critère d’encombrement Ec ≥ 0,41 avec Ec= Sc/Se où: - en MPa.mm est le maximum de contrainte de flexion par unité de courbure vue par les fils internes des torons internes et externes ; - en MPa.mm est le maximum de contrainte de flexion par unité de courbure vue par les fils métalliques externes des torons internes; - en MPa.mm est le maximum de contrainte de flexion par unité de courbure vue par les fils métalliques externes des torons externes ; - M acier = 210 000 MPa est le module de l’acier ; - d1, d1’, d3 et d3’ sont exprimés en mm, - - Cp est le coefficient de pénétrabilité du câble avec est le coefficient de pénétration inter torons externes et est le coefficient de pénétrabilité des torons externes avec : - = 0,4 lorsque la distance inter-torons E des torons externes de la couche externe E - = 1,0 lorsque E > 120 µm ; ou - lorsque 60µm ≤ E ≤120 µm ; et - avec CpC3’ est le coefficient de pénétrabilité de la couche externe du toron externe tel que : = 0,4 lorsque la distance inter-fils I3’des fils métalliques externes de la couche externe I3’ = 1,0 lorsque I3’ > 40µm ; ou lorsque 10µm ≤ I3’ ≤40µm ; et - Cr_TI_TE est le coefficient de rendement dû aux contacts entre torons internes et torons externes du câble sans unité avec ; et - Cr_TI est le coefficient de rendement dû aux contacts entre torons internes du câble sans unité avec ; où : αfTiTe est l’angle de contact entre les fils métalliques externes du toron interne et les fils métalliques externes des torons externes exprimé en radian, αfTiTi est l’angle de contact entre les fils métalliques externes de 2 torons internes exprimé en radian, αte est l’angle d’hélice de chaque toron externe exprimé en radian ; αti est l’angle d’hélice de chaque toron interne exprimé en radian ; Cste = 1500 N.mm -2 ; D est le diamètre du câble en mm ; Sc est la surface compactée en mm 2 avec : Sc=[K x (Q x(d1/2) 2 + N x (d3/2) 2 ) + L x (Q' x(d1'/2) 2 + N' x (d3'/2) 2 )] x π ; et Se est la surface d’encombrement du câble en mm 2 Se = π x (D/2) 2 .
A cet effet l’invention a encore pour objet un câble multi-torons à deux couches, comprenant : - une couche interne du câble constituée de K>1 toron interne à trois couches comprenant : - une couche interne constituée de Q=1,2,3 ou 4 fils métalliques internes de diamètre d1, - une couche intermédiaire constituée de M fils métalliques intermédiaires de diamètre d2 enroulés autour de la couche interne, et - une couche externe constituée de N fils métalliques externes de diamètre d3 enroulés autour de la couche intermédiaire , - une couche externe du câble constituée de L>1 torons externes à deux couches enroulés autour de la couche interne du câble comprenant : - une couche interne constituée de Q’=1, 2, 3 ou 4 fils métalliques internes de diamètre d1’, et - une couche externe constituée de N’ fils métalliques externes de diamètre d3’ enroulés autour de la couche interne , dans lequel le câble présente : - un critère endurance sous flexion SL ≤ 36 000 MPa.mm avec SL =max( ; ) ; et - un critère d’encombrement Ec ≥ 0,41 avec Ec= Sc/Se où: - en MPa.mm est le maximum de contrainte de flexion par unité de courbure vue par les fils internes des torons internes et externes ou des fils intermédiaires des torons internes; - en MPa.mm est le maximum de contrainte de flexion par unité de courbure vue par les fils métalliques externes des torons internes; - en MPa.mm est le maximum de contrainte de flexion par unité de courbure vue par les fils métalliques externes des torons externes ; - M acier = 210 000 MPa est le module de l’acier ; - d1, d1’, d2, d3 et d3’ sont exprimés en mm, - - Cp est le coefficient de pénétrabilité du câble avec est le coefficient de pénétration inter torons externes et est le coefficient de pénétrabilité des torons externes avec : - = 0,4 lorsque la distance inter-torons E des torons externes de la couche externe E - = 1,0 lorsque E > 120 µm ; ou - lorsque 60µm ≤ E ≤120 µm ; et avec CpC3’ est le coefficient de pénétrabilité de la couche externe du toron externe tel que : = 0,4 lorsque la distance inter-fils I3’des fils métalliques externes de la couche externe I3’ = 1,0 lorsque I3’ > 40µm ; ou lorsque 10µm ≤ I3’ ≤40µm ; et - Cr_TI_TE est le coefficient de rendement dû aux contacts entre torons internes et torons externes du câble sans unité avec ; et - Cr_TI est le coefficient de rendement dû aux contacts entre torons internes du câble sans unité avec ; où : αfTiTe est l’angle de contact entre les fils métalliques externes du toron interne et les fils métalliques externes des torons externes exprimé en radian, αfTiTi est l’angle de contact entre les fils métalliques externes de 2 torons internes exprimé en radian, αte est l’angle d’hélice de chaque toron externe exprimé en radian ; αti est l’angle d’hélice de chaque toron interne exprimé en radian ; Cste = 1500 N.mm -2 ; D est le diamètre du câble en mm ; Sc est la surface compactée en mm 2 avec : Sc=[K x (Q x(d1/2) 2 +M x (d2/2) 2 + N x (d3/2) 2 ) + L x (Q' x(d1'/2) 2 + N' x (d3'/2) 2 )] x π ; et Se est la surface d’encombrement du câble en mm 2 Se = π x (D/2) 2 .
Et, d’autre part, grâce à son critère d’encombrement suffisamment élevé, le câble selon l’invention permet d’avoir un maximum de masse métal sur une surface la plus petite possible permettant de participer à l’amélioration de l’endurance sous flexion. On calcule les surfaces sur une section de coupe du câble. Par définition la section du câble est définie, sur une section du câble perpendiculaire à l’axe principal du câble, comme la distance la plus courte qui sépare, en moyenne, l’enveloppes circulaire dans laquelle est inscrit le câble. En effet, les inventeurs à l’origine de l’invention ont découvert que le deuxième critère déterminant pour améliorer les performances d’endurance d’un câble sous environnement corrosif n’était pas uniquement la force à rupture comme cela est largement enseigné dans l’état de la technique mais le critère encombrement représenté dans la présente demande par un indicateur égal à la surface compactée du câble divisée par la surface d’encombrement du câble.
En effet, les câbles de l’état de la technique présentent soit un critère d’endurance sous flexion relativement faible mais un critère d’encombrement non optimal, soit un critère d’encombrement optimal, c’est-à-dire au-delà de 0,46 mais un critère d’endurance sous flexion relativement élevé. Le câble selon un des quatre modes de réalisation de l’invention, du fait de son coefficient de rendement relativement élevé et de pénétrabilité relativement élevée présente un critère d’endurance relativement faible ainsi qu’un critère d’encombrement relativement élevé permettant ainsi une endurance sous flexion améliorée.
Tout intervalle de valeurs désigné par l’expression « entre a et b » représente le domaine de valeurs allant de plus de a à moins de b (c’est-à-dire bornes a et b exclues) tandis que tout intervalle de valeurs désigné par l’expression « de a à b » signifie le domaine de valeurs allant de la borne « a » jusqu’à la borne « b » c’est-à-dire incluant les bornes strictes « a » et « b ».
Par définition, le diamètre d’un toron est le diamètre du plus petit cercle dans lequel est circonscrit le toron.
Par définition, le diamètre du câble est le diamètre du plus petit cercle dans lequel est circonscrit le câble sans la frette.
Avantageusement, le diamètre du câble est le diamètre du plus petit cercle dans lequel est circonscrit le câble sans la frette. De façon préférée, le câble présente un diamètre D tel que D ≤ 6,0 mm, de préférence tel que 2,0 mm≤ D ≤ 5,5 mm. Le diamètre D est mesuré sur le câble selon la norme ASTM D2969-04.
Dans l’invention, le câble est à deux couches de torons, c’est-à-dire qu’il comprend un assemblage constitué de deux couches de torons, ni plus ni moins, c’est-à-dire que l’assemblage a deux couches de torons, pas une, pas trois, mais uniquement deux.
Dans un mode de réalisation, le toron interne du câble est entouré d’une composition polymérique puis de la couche externe.
Avantageusement, le toron interne est à couches cylindriques.
(iv) le pourcentage d’espèces contenant de l’azote dans le carburant ;
(v) la présence ou le pourcentage d’une espèce de trace ou d’un élément de trace dans le carburant (par exemple, une substance de trace intrinsèquement présente dans le carburant, ou une substance ajoutée délibérément pour agir en tant que traceur) ;
(vi) le rapport hydrogène sur carbone du carburant ;
(vii) la distribution d’hydrocarbures du carburant ;
(viii) le niveau d’émissions de matières particulaires non volatiles (nvPM) lors de la combustion (par exemple lors de la combustion pour une conception de chambre de combustion donnée, dans des conditions de fonctionnement données (FAR, T30, mode chambre de combustion, etc.)) ;
(ix) la teneur en naphtalène du carburant ;
(x) la teneur en soufre du carburant ;
(xi) la teneur en cycloparaffines du carburant ;
(xii) la teneur en oxygène du carburant ;
(xiii) la stabilité thermique du carburant (par exemple la température de dégradation thermique) ;
(xiv) le niveau de cokéfaction du carburant ;
(xv) une indication que le carburant est un carburant fossile, par exemple du kérosène fossile ; et
(xvi) une ou plusieurs propriétés telles que la densité, la viscosité, le pouvoir calorifique et/ou la capacité calorifique.
Dans tout aspect ou déclaration ci-dessus impliquant le fonctionnement d’un aéronef selon une ou plusieurs caractéristiques de carburant déterminées, le fonctionnement de l’aéronef peut comprendre la modification d’un paramètre de commande de l’aéronef, et précisément d’un paramètre de commande du moteur à turbine à gaz, en réponse à la ou aux plusieurs caractéristiques de carburant telles que décrites partout ici. Le fonctionnement de l’aéronef peut comprendre en plus ou en variante la fourniture de carburant ayant des caractéristiques de carburant différentes, par exemple lors du ravitaillement comme décrit ailleurs ici.
Comme indiqué ailleurs ici, la présente divulgation peut se rapporter à un moteur à turbine à gaz. Un tel moteur à turbine à gaz peut comprendre un noyau de moteur comprenant une turbine, une chambre de combustion, un compresseur et un arbre de noyau reliant la turbine au compresseur. Un tel moteur à turbine à gaz peut comprendre une soufflante (ayant des pales de soufflante) située en amont du noyau de moteur. En variante, dans certains exemples, le moteur à turbine à gaz peut comprendre une soufflante située en aval du noyau de moteur. Ainsi, le moteur à turbine à gaz peut être un moteur à rotor non caréné ou un turbopropulseur.
Dans le cas où le moteur à turbine à gaz est un moteur à rotor non caréné ou un turbopropulseur, le moteur à turbine à gaz peut comprendre deux étages d’hélices contrarotatives attachées à et entraînées par une turbine libre via un arbre. Les hélices peuvent tourner dans des sens opposés de sorte que l’une tourne dans le sens des aiguilles d’une montre et l’autre dans le sens inverse des aiguilles d’une montre autour de l’axe de rotation du moteur. En variante, le moteur à turbine à gaz peut comprendre un étage d’hélices et un étage d’aube directrice configuré en aval de l’étage d’hélices. L’étage d’aube directrice peut avoir un pas variable. En conséquence, les turbines à haute pression, à pression intermédiaire et les turbines libres peuvent, respectivement, entraîner des compresseurs haute et moyenne pression et des hélices par des arbres d’interconnexion appropriés. Ainsi, les hélices peuvent fournir la majorité de la poussée propulsive.
- un séparateur annulaire disposé en aval de l’aubage de rotor et entre les deux parois, le séparateur définissant respectivement avec les parois interne et externe deux veines annulaires secondaires, respectivement interne et externe, d’écoulement de flux d’air secondaires, respectivement interne et externe, le séparateur comportant à une extrémité amont un bec annulaire configuré pour séparer en deux le flux d’air principal et former les flux d’air secondaires,
- des éléments de stator s’étendant radialement d’une part à travers ladite veine principale et d’autre part à travers lesdites veines secondaires, ces éléments de stator étant reliés audit bec annulaire,
caractérisée en ce que lesdits éléments de stator comprennent :
- des aubes de redresseur fixes qui sont réparties autour dudit axe et qui comportent chacune un bord d’attaque situé en amont dudit bec, et des bords de fuite, respectivement interne et externe, situés respectivement dans les veines secondaires interne et externe, ces aubes de redresseur fixes étant reliées audit bec, et
- des aubes de redresseur à calage variable qui sont réparties autour dudit axe et qui s’étendent radialement à travers au moins une desdites veines secondaires, chacune des aubes de redresseur à calage variable comportant un bord d’attaque et un bord de fuite,
- les bords d’attaque des aubes de redresseur à calage variable sont situés en amont des bords de fuite interne et/ou externe des aubes de redresseur fixes, ou
- les bords d’attaque des aubes de redresseur à calage variable sont situés directement en aval des bords de fuite interne et/ou externe des aubes de redresseur fixes, et sont séparés par des jeux axiaux prédéterminés de ces bords de fuite.
La présente invention propose ainsi de mettre à la fois des aubes de redresseur fixes et des aubes de redresseur à calage variable à la place des bras de la figure 1a ou de l’aubage de stator de la figure 1b. Les aubes de redresseurs fixes et à calage variable sont très rapprochées axialement les unes des autres ou sont encastrées axialement les unes dans les autres de façon à ce qu’elles soient considérées comme un ensemble formant les éléments de stator au sens de l’invention. En effet, soit les aubes de redresseur à calage variables ont leurs bords d’attaque situés en amont des bords de fuite des aubes de redresseur fixes, soit les aubes de redresseur à calage variables sont séparées par des jeux axiaux prédéterminées, les plus faibles possibles de préférence, des bords de fuite des aubes de redresseur fixes. La minimisation de ces jeux axiaux permet de limiter voire d’empêcher le passage de gaz en fonctionnement entre les bords de fuite des aubes de redresseur fixes et les bords d’attaque des aubes de redresseur à calage variable. On comprend ainsi que les gaz qui s’écoulent sur les intrados des aubes de redresseur fixes doivent s’écouler ensuite sur les intrados des aubes de redresseur à calage variable, et que les gaz qui s’écoulent sur les extrados des aubes de redresseur fixes doivent s’écouler ensuite sur les extrados des aubes de redresseur à calage variable.
Cette configuration est particulièrement avantageuse car elle permet d’optimiser le fonctionnement de la turbomachine, en autorisant des applications multiflux ou à cycle variable, tout en limitant l’impact sur la longueur ou dimension axiale ainsi que la masse de la turbomachine. En effet, le fait de réduire le jeu axial entre les aubes de redresseur et de les positionner au niveau du bec permet de limiter l’impact de ces aubes sur la dimension axiale de la turbomachine.
En amont de l’aubage de rotor situé dans la première veine, il peut y voir n’importe quelle configuration pour la turbomachine.
Dans la présente demande, on entend par « annulaire, une forme de révolution autour d’un axe, cette forme pouvant être continue ou interrompue.
De plus, dans la présente demande, on entend par un élément « à calage variable », un élément dont au moins une partie a une position qui peut être ajustée autour d’un axe, qui est appelé axe de calage. L’intégralité de cet élément ou seulement une partie de cet élément peut être à calage variable. Dans le cas d’une aube par exemple, elle peut être monobloc et avoir une positon ajustable autour d’un axe de calage. En variante, elle pourrait comprendre qu’une partie seulement, comportant par exemple un bord d’attaque ou un bord de fuite, dont la position serait ajustable autour d’un axe de calage par rapport au reste de l’aube. Dans le cas d’un aubage comportant plusieurs aubes, chacune des aubes a une position ajustable autour d’un axe de calage qui lui est propre. Pour un même aubage, il y a donc autant d’axes de calage que d’aubes à calage variable. Chacun de ces axes peut avoir une orientation radiale ou inclinée par rapport à l’axe longitudinal de la turbomachine.
La turbomachine peut comprendre une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises seules ou en combinaison les unes avec les autres : -- lesdits jeux sont inférieurs à 10mm, et de préférence inférieurs ou égaux à 5mm ;
-- lesdits jeux sont inférieurs à 10% de la corde de l’une des aubes fixes ou à calage variable, et de préférence inférieurs ou égaux à 5% de cette corde ;
-- lesdites aubes de redresseur fixes comprennent un intrados et un extrados, et lesdites aubes de redresseur à calage variable comprennent un intrados et un extrados ;
D’autres moteurs à turbine à gaz auxquels la présente divulgation peut être appliquée peuvent avoir des configurations alternatives. Par exemple, de tels moteurs peuvent avoir un nombre alternatif de compresseurs et/ou de turbines et/ou un nombre alternatif d’arbres d’interconnexion. À titre d’exemple supplémentaire, le moteur à turbine à gaz représenté sur la a une tuyère à flux divisé 18, 20, c’est à dire que le flux à travers le conduit de dérivation 22 a sa propre tuyère 18 qui est séparée et radialement à l’extérieur de la tuyère de noyau de moteur 20. Cependant, ceci n’est pas limitatif, et tout aspect de la présente divulgation peut également s’appliquer à des moteurs dans lesquels le flux à travers le conduit de dérivation 22 et le flux à travers le noyau 11 sont mélangés, ou combinés, avant (ou en amont de) une seule tuyère, qui peut être appelée tuyère à flux mixte. Une ou les deux tuyères (qu’il s’agisse d’une tuyère à flux mixte ou divisé) peut/peuvent avoir une surface fixe ou variable.
Bien que l’exemple décrit se rapporte à un turboréacteur à double flux, la divulgation peut s’appliquer, par exemple, à tout type de moteur à turbine à gaz, tel que, par exemple, un moteur à rotor non caréné (dont l’étage de soufflante n’est pas entouré d’une nacelle) ou un turbopropulseur. Dans certains agencements, le moteur à turbine à gaz 10 peut ne pas comprendre de boîte à engrenages 30.
Les performances fonctionnelles d’une composition donnée, ou d’un mélange de carburants à utiliser dans le cadre d’une mission donnée, peuvent être définies, au moins en partie, par la capacité du carburant à assurer le cycle de Brayton du moteur à turbine à gaz 10. Les paramètres définissant les performances fonctionnelles peuvent inclure, par exemple, l’énergie massique; la densité d’énergie; la stabilité thermique; et les émissions, y compris les matières particulaires. Une énergie massique relativement plus élevée (c’est-à-dire une énergie par unité de masse), exprimée en MJ/kg, peut réduire au moins partiellement le poids au décollage, assurant ainsi potentiellement une amélioration relative du rendement de carburant. Une densité d’énergie relativement plus élevée (c’est-à-dire une énergie par unité de volume), exprimée en MJ/L, peut réduire au moins partiellement le volume de carburant au décollage, ce qui peut être particulièrement important pour des missions à volume limité ou des opérations militaires impliquant un ravitaillement. Une stabilité thermique relativement plus élevée (c’est-à-dire l’inhibition de la dégradation ou de la cokéfaction du carburant sous contrainte thermique) peut permettre au carburant de supporter des températures élevées dans le moteur et les injecteurs de carburant, assurant ainsi potentiellement des améliorations relatives du rendement de combustion. Des émissions réduites, y compris les matières particulaires, peuvent permettre de réduire la formation de traînée de condensation, tout en réduisant l’impact environnemental d’une mission donnée. D’autres propriétés du carburant peuvent également être déterminantes pour les performances fonctionnelles. Par exemple, un point de congélation (°C) relativement plus bas peut permettre à des missions à longue distance d’optimiser les profils de vol ; des concentrations minimales de composés aromatiques (%) peuvent assurer un gonflement suffisant de certains matériaux utilisés dans la construction de joints toriques et de joints d’étanchéité qui ont été précédemment exposés à des carburants à forte teneur en composés aromatiques ; et, une tension de surface maximale (mN/m) peut assurer une rupture de pulvérisation et une atomisation suffisantes du carburant.
La norme D7566 de l’ASTM International (ASTM), Spécification standard pour les carburéacteurs contenant des hydrocarbures synthétisés (ASTM 2019c), approuve un certain nombre de mélanges de carburant d’aviation durable comprenant entre 10% et 50% de carburant d’aviation durable (le reste comprenant un ou plusieurs carburants à base d’hydrocarbures fossiles, tels que le kérosène), avec des compositions supplémentaires en attente d’approbation. Cependant, l’industrie aéronautique prévoit que des mélanges de carburant d’aviation durable comprenant jusqu’à (y compris) 100% de carburant d’aviation durable (SAF) seront finalement approuvés pour l’utilisation.
En raison, au moins en partie, de la structure moléculaire des carburants d’aviation durables, les carburants d’aviation durables peuvent fournir des avantages comprenant, par exemple, un ou plusieurs parmi une densité d’énergie plus élevée ; une énergie massique plus élevée ; une capacité thermique spécifique plus élevée ; une stabilité thermique plus élevée ; un pouvoir lubrifiant plus élevé ; une viscosité plus faible ; une tension de surface plus faible ; un point de congélation plus bas ; des émissions de suies plus faibles ; et des émissions de CO 2 plus faibles, par rapport à des carburants à base d’hydrocarbures fossiles (par exemple, lors de la combustion dans l’équipement de combustion 16). Par conséquent, par rapport à des carburants à base d’hydrocarbures fossiles, tels que le kérosène, les carburants d’aviation durables peuvent entraîner une diminution relative de la consommation spécifique de carburant et/ou une diminution relative des coûts de maintenance.
Un aéronef 1 comprenant deux moteurs à turbine à gaz 10 selon l’un des exemples décrits ici est illustré sur la . Dans cet exemple, l’aéronef 1 comprend deux moteurs à turbine à gaz 10, mais dans d’autres exemples, il peut comprendre un ou plusieurs moteurs à turbine à gaz moteurs. L’aéronef 1 comprend en outre un circuit d’alimentation en carburant d’aéronef situé à bord de l’aéronef, qui est approprié pour fournir du carburant F à chacun des moteurs à turbine à gaz 10 pour être brûlé dans l’équipement de combustion de moteur 16 tel que décrit ci-dessus. Le circuit d’alimentation en carburant d’aéronef est agencé pour fournir du carburant à un circuit de carburant de moteur prévu sur chacun des moteurs à turbine à gaz 10. Le circuit de carburant de moteur et le circuit d’alimentation en carburant d’aéronef forment ensemble le circuit de carburant (global) de l’aéronef 1 dans lequel le carburant est stocké, distribué au moteur et soumis à une combustion. Le circuit de carburant de l’aéronef comprend tout composant qui peut stocker du carburant, ou à travers lequel s’écoule le carburant lors de l’utilisation ou lors du ravitaillement.