INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Les paramètres de moteur détectés / surveillés peuvent comporter un ou plusieurs parmi le débit de carburant, la vitesse de l’arbre, l’élévation de température de la chambre de combustion, la poussée générée, et la température d’échappement.
Le procédé peut en outre comprendre le fait d’effectuer un contrôle pour vérifier le pouvoir calorifique déterminé, le contrôle comprenant la comparaison du pouvoir calorifique du carburant déterminé à partir des paramètres du moteur avec un pouvoir calorifique du carburant qui est :
Dans certains modes de réalisation, le réseau de distribution comprend des canaux de refroidissement prévus à l’intérieur des aubages de la turbine principale et des orifices de refroidissement prévus en surface des aubages de la turbine principale et alimentés par lesdits canaux de refroidissement.
Dans certains modes de réalisation, le réseau de distribution parcourt au moins certaines aubes mobiles et au moins certaines aubes fixes de la turbine principale. Ainsi, de préférence, au moins les premières aubes de la turbine principale sont refroidies de la sorte car ce sont celles exposées aux températures les plus élevées. Toutefois, toutes les aubes de la turbine principale peuvent être refroidies de la sorte.
Dans certains modes de réalisation, le circuit de refroidissement comprend au moins un échangeur en amont du compresseur auxiliaire et/ou au moins un échangeur en aval du compresseur auxiliaire. En particulier, il est possible d’obtenir un refroidissement plus important en disposant un premier échangeur en amont du compresseur auxiliaire et un deuxième échangeur en aval du compresseur auxiliaire.
Dans certains modes de réalisation, au moins un échangeur est configuré pour entrer en contact avec un flux de carburant destiné à la chambre de combustion principale. Cette configuration est d’autant plus avantageuse qu’elle permet de réchauffer le carburant avant son introduction dans la chambre de combustion, ce qui facilite son inflammation. De plus, certains carburants, comme l’hydrogène, sont stockés à basse température et constituent donc des sources froides particulièrement efficaces pour refroidir le fluide de refroidissement. Le cas de l’hydrogène est tout particulièrement avantageux car un tel échangeur permet également d’assurer le réchauffage de l’hydrogène qui devrait sans cela être assuré par d’autres moyens.
Dans certains modes de réalisation, la turbomachine comprend un circuit d’alimentation en carburant reliant une source de carburant à la chambre de combustion principale, le circuit d’alimentation passant par ledit au moins un échangeur. Cette source de carburant peut être un réservoir de carburant ou bien une entrée de carburant provenant de l’aéronef par exemple.
Dans certains modes de réalisation, la source de carburant est configurée pour fournir du carburant à une température inférieure à 30°C, de préférence inférieure à 0°C. Cette température peut notamment correspondre à la température de stockage du carburant, notamment lorsque le carburant est de l’hydrogène.
Dans certains modes de réalisation, au moins un échangeur est configuré pour entrer en contact avec au moins une portion du fluide de travail en amont de la chambre de combustion principale. Le fluide de travail est ainsi favorablement réchauffé avant son entrée dans la chambre de combustion.
Dans certains modes de réalisation, cet échangeur est prévu le long du circuit de refroidissement en aval du compresseur auxiliaire. C’est en effet ici que le fluide de refroidissement est le plus chaud et donc que son écart de température avec le fluide de travail est le plus important.
Dans certains modes de réalisation, cet échangeur est prévu le long de la veine principale en aval du compresseur principal. L’échangeur reste ainsi une zone à proximité du point de prélèvement, ce qui assure une certaine compacité au circuit de refroidissement.
Dans certains modes de réalisation, au moins un échangeur est configuré pour entrer en contact avec un flux d’air froid, la température de ce flux d’air froid étant inférieure à 50°C.
Dans certains modes de réalisation, la turbomachine comprend en outre une veine secondaire, distincte de la veine principale et concentrique à cette dernière, et une soufflante configurée pour accélérer un flux d’air secondaire dans la deuxième veine. La turbomachine est ainsi du type turboréacteur à double flux.
Dans certains modes de réalisation, au moins un échangeur est configuré pour entrer en contact avec au moins une portion du flux d’air secondaire. La température de la veine secondaire est en effet inférieure à celle de la veine principale, même en amont de la chambre de combustion, ce qui permet de refroidir d’autant plus le fluide de refroidissement. De plus, le réchauffage de la veine secondaire n’impacte pas les performances de la turbomachine.
Dans certains modes de réalisation, au moins un échangeur est configuré pour entrer en contact avec un flux d’air extérieur à la turbomachine. Cet air extérieur est en effet beaucoup plus froid que celui de la veine principale, ce qui permet de refroidir d’autant plus le fluide de refroidissement. De plus, cette configuration n’impacte pas non plus les performances de la turbomachine. En particulier, l’échangeur peut être disposé de manière à avaler une partie de la couche limite longeant le carter extérieur de la turbomachine.
Dans certains modes de réalisation, au moins un échangeur est configuré pour entrer en contact avec un flux de lubrifiant destiné à lubrifier la turbomachine.
Dans certains modes de réalisation, le fluide de travail est de l’air.
Le présent exposé concerne également un aéronef, comprenant une turbomachine selon l’un quelconque des modes de réalisation précédents.
Le signal de volume de carburant peut être fonction d’un volume mesuré et/ou dans un changement de volume de carburant : stocké dans un ou plusieurs réservoirs de carburant à bord de lʼaéronef ; et/ou stocké dans une cuve de stockage de carburant de laquelle le carburant est apporté à l’aéronef. Le capteur de volume peut être agencé pour mesurer l’un ou l’autre de ces paramètres.
L’une ou plusieurs caractéristiques de carburant déterminées peuvent comporter l’un quelconque ou plusieurs parmi :
L’une ou plusieurs caractéristiques de carburant peuvent comporter une indication que le carburant est un carburant fossile, p. ex., du kérosène.
Le module de détermination peut en outre être agencé pour déterminer l’une ou plusieurs caractéristiques de carburant en fonction d’un signal indicatif de la température du carburant.
Selon un quinzième aspect, il est prévu un procédé d’opération d’un aéronef ayant un moteur à turbine à gaz, le procédé comprenant :
la détermination d’une ou plusieurs caractéristiques de carburant à l’aide du procédé du treizième aspect ; et
Selon un seizième aspect, il est fourni un aéronef comprenant le système de détermination de caractéristiques de carburant du quatorzième aspect, l’aéronef comprenant en outre un système de commande agencé pour commander l’opération de l’aéronef selon l’une ou plusieurs caractéristiques de carburant déterminées par le système de détermination de caractéristiques de carburant.
v) la masse/taille des particules de nvPM individuelles produites ;
viii) la quantité de nvPM produite (par exemple masse/nombre)
Le procédé 4070 comprend en outre le calcul 4076 d'un ensemble optimisé d'une ou plusieurs caractéristiques de carburant pour chaque point de fonctionnement de la mission proposée définie dans la description de mission en fonction des paramètres d'impact des nvPM. Dans cette étape, le procédé calcule les caractéristiques de carburant pour chaque partie de la mission proposée qui donnent un ensemble optimal de paramètres d'impact des nvPM. Le calcul de l'ensemble optimisé d'une ou plusieurs caractéristiques de carburant comprend la réduction au minimum d'une fonction de coût dépendant du ou des paramètres d'impact des nvPM. Dans certains exemples, la fonction de coût peut ne prendre en compte que la quantité de nvPM produite pendant chaque partie de la mission de telle sorte qu'elle peut être réduite au minimum. Dans d'autres exemples, des fonctions de coût plus complexes peuvent être définies comme décrit ailleurs dans la description pour prendre en compte d'autres facteurs relatifs à l'impact de la production des nvPM (par exemple en utilisant les autres paramètres d'impact définis ci-dessus).
Une fois que l'ensemble optimisé de caractéristiques de carburant a été calculé, le procédé 4070 comprend la détermination 4078 d'une attribution de carburant basée sur l'ensemble optimisé d'une ou plusieurs caractéristiques de carburant. L'attribution de carburant définit de quelle façon le carburant est attribué à la mission et par conséquent de quelle façon le carburant doit être chargé sur l'aéronef pour répondre aux besoins des caractéristiques optimisées du carburant sur la durée de la mission. L'attribution de carburant peut inclure un ou plusieurs éléments quelconques parmi :
i) une quantité de carburant (par exemple le volume ou la masse) attribuée à chacune des première et seconde sources de carburant. Ceci peut permettre de charger la quantité de carburant nécessaire lors d'un processus de ravitaillement dans lequel l'aéronef est raccordé à une source de carburant telle qu'un véhicule d'avitaillement ou une conduite d'alimentation en carburant ;
ii) la première caractéristique de carburant et/ou la seconde caractéristique de carburant ; et/ou
iii) un rapport de mélange de carburant (par exemple un rapport d'un carburant par défaut ou non par défaut).
Une fois la quantité et les caractéristiques du carburant spécifiées, le carburant requis peut être chargé à partir des différents types de carburant qui peuvent être disponibles. Dans certains exemples, le carburant peut être mélangé à partir de carburants différents disponibles avant d'être chargé, par exemple, mélangé à partir d'un carburant par défaut et non par défaut tel que décrit plus loin.
Le procédé 4070 peut en outre comprendre la détermination d'un ou plusieurs paramètres d'utilisation de carburant correspondant à l'attribution de carburant, les paramètres d'utilisation de carburant définissant de quelle façon le carburant doit être utilisé pendant la mission définie par la description de mission. Les paramètres d'utilisation du carburant peuvent définir de quelle façon les caractéristiques optimisées de carburant requises pour chaque partie de la mission doivent être fournies à la chambre de combustion 16 du moteur respectif. Les paramètres d'utilisation de carburant peuvent être combinés pour former une « utilisation de carburant de mission » qui définit de quelle façon le carburant est utilisé sur la durée de la mission. Les paramètres d'utilisation de carburant peuvent être fournis à l'aéronef 1 de sorte que le moteur à turbine à gaz 10 (par exemple le régulateur de distribution de carburant 306) peut être commandé en ce sens, ou les réservoirs de carburant 53, 55 configurés selon le besoin. Le ou les paramètres d'utilisation de carburant peuvent inclure un ou plusieurs éléments quelconques parmi :
i) une planification de mélange selon laquelle du carburant provenant de la première source de carburant 302 et de la seconde source de carburant 304 est mélangé par le régulateur de distribution de carburant 306 (par exemple en utilisant le mélangeur de carburant 318 décrit ci-dessus) ;
ii) une planification de basculement selon laquelle le régulateur de distribution de carburant 306 est configuré pour basculer entre une distribution de carburant à partir de la première source de carburant 302 et de la seconde source de carburant 304 ;
iii) un rapport de mélange de carburant embarqué selon lequel le régulateur de distribution de carburant 306 est configuré pour mélanger du carburant à partir des sources à bord de l'aéronef ;
iv) une attribution de réservoirs de carburant 53, 55 prévus dans l'aéronef pour former la première source de carburant 302 et la seconde source de carburant 304. Ceci peut permettre de configurer l'attribution de réservoirs de carburant de sorte que la quantité de carburant de chaque type nécessaire au vol peut être stockée à bord de l'aéronef ; et/ou
ii) un réglage de vanne d'isolement pour des réservoirs de carburant 53, 55 formant la première source de carburant 302 et la seconde source de carburant 304. Ceci peut permettre de configurer la configuration des réservoirs de carburant en déterminant quels réservoirs embarqués à bord de l'aéronef sont isolés ou en communication fluidique entre eux.
Le système de suivi de carburant 203 peut être fourni comme une unité de suivi de carburant distincte intégrée dans le système de propulsion 2, et/ou en tant que logiciel et/ou matériel incorporé dans les systèmes de commande d’aéronef préexistants. Dans certains exemples, le système de suivi de carburant 203 peut stocker des données de pouvoir calorifique pour un quelconque carburant actuellement dans le ou les réservoirs de l’aéronef 50, 53, et peut amener ces données à être mises à jour après l’avitaillement. Les données peuvent être stockées séparément des circuits effectuer les calculs et récupérées au besoin – quel que soit l’endroit où les données sont stockées, ce stockage peut être considéré comme faisant partie du système de suivi de carburant 203, qu’il soit ou non intégrante ou physiquement raccordé d’une quelconque manière que ce soit.
L'attribution de carburant proposée initiale pour chaque mission peut être déterminée de sorte que le carburant disponible est partagé entre l'aéronef de sorte que chacune des missions peut être accomplie. L'attribution de carburant proposée initiale peut fournir un point de départ pour une optimisation ultérieure, et ne correspond donc pas nécessairement à l'attribution optimale pour chacune des missions. L'attribution de carburant initiale peut être effectuée, par exemple, selon l'une quelconque des méthodologies a) à d) énumérées ci-dessus.
Chaque mission de la pluralité de missions est associée à un paramètre d'impact des nvPM par mission. Le paramètre d'impact par mission peut être déterminé en fonction de l'attribution de carburant pour la mission respective et de l'utilisation de carburant définissant de quelle façon le carburant doit être utilisé pendant la mission respective. Le paramètre d'impact des nvPM par mission peut être déterminé en combinant un paramètre d'impact des nvPM pour chaque point de fonctionnement du ou des moteurs à turbine à gaz 10 de l'aéronef respectif 1 pendant la mission (par exemple tel que défini dans une description de mission). Les paramètres d'impact des nvPM par mission peuvent être calculés comme décrit ci-dessous ou en utilisant les procédés décrits ci-dessus en liaison avec l'optimisation d'attribution de carburant pour une mission individuelle.
Une fois qu'une attribution de carburant proposée initiale pour chacune des missions a été obtenue, le procédé 4090 comprend la réalisation 4094 d'une optimisation à l'échelle de la flotte dans laquelle l'attribution de carburant proposée de chaque mission de la pluralité de missions est déterminée de sorte qu'une combinaison de l'impact des nvPM par mission est optimisée dans les contraintes de la quantité totale de carburant par défaut et non par défaut à attribuer à la pluralité de missions. Dans certains exemples, la quantité de carburant par défaut peut être considérée non contrainte, seule la quantité du carburant non par défaut étant limitée.
L'attribution de carburant pour chaque mission peut être déterminée en les modifiant à partir de l'attribution de carburant proposée initiale en utilisant un processus d'optimisation de sorte que le total (par exemple la somme) de l'impact des nvPM pour l'ensemble de la pluralité de missions est réduit au minimum. Ceci est réalisable en utilisant un processus d'optimisation adapté (par exemple une optimisation itérative) qui converge sur un ensemble d'attributions de carburant par mission qui donne le plus faible impact des nvPM à l'échelle de la flotte. L'optimisation à l'échelle de la flotte conduit à définir une utilisation optimisée du carburant pour chaque mission qui utilise le plus efficacement le carburant disponible pour réduire au minimum l'impact des nvPM sur toutes les missions, plutôt que pour chaque mission individuellement.
Le procédé 4090 comprend en outre la détermination 4096 de l'attribution de carburant à l'échelle de la flotte pour la pluralité de missions en fonction de l'optimisation à l'échelle de la flotte. L'attribution de carburant à l'échelle de la flotte peut inclure une attribution de carburant pour chaque aéronef de la pluralité d'aéronefs au sein de la flotte. L'attribution peut correspondre à celle définie ci-dessus dans les exemples de détermination d'attribution de carburant pour un seul aéronef/une seule mission. L'attribution de carburant à l'échelle de la flotte peut indiquer la quantité (masse ou volume) du carburant par défaut, du carburant non par défaut ou d'un mélange de ceux-ci qui doit être chargé sur l'aéronef pour chaque mission de sorte que le carburant pour répondre aux exigences optimisées d'utilisation du carburant pour cette mission est disponible. L'attribution de carburant à l'échelle de la flotte peut également inclure l'utilisation de carburant pour chaque aéronef pour définir de quelle façon l'attribution de carburant chargé sur cet aéronef doit être utilisée.
Comme indiqué ci-dessus, le carburant non par défaut peut être associé à un niveau de production de nvPM qui est inférieur à celui du carburant par défaut. Plus particulièrement, le carburant non par défaut peut être formé à partir d'un mélange d'un premier carburant ayant une première caractéristique de carburant et d'un second carburant ayant une caractéristique de carburant différente de la première. Les première et seconde caractéristiques de carburant peuvent être un pourcentage de SAF au sein du carburant respectif. Le carburant non par défaut peut donc être un mélange d'un premier carburant à 100 % de SAF, et d'un second carburant à 100 % de kérosène fossile. Le carburant non par défaut peut donc être un carburant riche en SAF (par exemple pour donner une teneur en SAF dans le carburant non par défaut de 50 % ou plus), le carburant par défaut étant un carburant relativement pauvre en SAF. Dans d'autres exemples, le carburant non par défaut peut être un mélange de carburants qui diffèrent par l'une quelconque des autres caractéristiques de carburant définies ici, par exemple la teneur en composés aromatiques.
La réalisation 4094 de l'optimisation de la flotte peut comprendre la réalisation d'une optimisation à l'échelle de la flotte à paramètres multiples pour réduire au minimum l'impact des nvPM à l'échelle de la flotte c'est-à-dire la somme sur la totalité de la pluralité de missions de l'impact des nvPM par mission dans les contraintes du carburant par défaut et/ou non par défaut disponible pour la pluralité de missions. L'optimisation peut comprendre : i) la réalisation 4097a d'une optimisation en boucle externe dans laquelle l'attribution de carburant d'une ou plusieurs des missions est modifiée pour réduire la somme des paramètres d'impact des nvPM par mission de la pluralité de missions ; et ii) la réalisation 4097b d'une optimisation en boucle interne dans laquelle une utilisation de carburant pour chacune des missions est obtenue en fonction des contraintes de l'attribution de carburant modifiée pour déterminer une nouvelle utilisation de carburant proposée pour chaque mission de la pluralité de missions. L'obtention de l'utilisation de carburant peut comprendre la détermination d'une utilisation de carburant optimisée pour la mission spécifique en fonction de l'attribution de carburant modifiée afin de déterminer un nouveau paramètre d'impact des nvPM par mission réduit au minimum pour cette mission respective. Cette optimisation par mission est réalisable comme décrit ci-après ou en utilisant l'une quelconque des autres techniques décrites ici. L'optimisation à l'échelle de la flotte permet de tenter différentes distributions de SAF entre les missions de la pluralité de missions (à savoir, l'optimisation en boucle externe), puis pour chaque distribution proposée chaque mission explore la meilleure utilisation de sa propre attribution proposée (à savoir, l'optimisation en boucle interne).
L'optimisation à l'échelle de la flotte peut commencer par la modification de l'attribution de carburant proposée initiale obtenue à l'étape 4092. Les étapes d'optimisation à l'échelle de la flotte 4097a, 4097b peuvent être répétées jusqu'à ce que le procédé converge vers une solution optimisée de l'utilisation de carburant proposée pour chaque mission de la pluralité de missions qui correspond à la valeur minimale de la somme des paramètres d'impact des nvPM par mission. À chaque itération de l'optimisation en boucle externe 4097a l'utilisation de carburant peut être modifiée en modifiant une quantité de carburant non par défaut proposée attribuée à la mission correspondante. Par exemple, une quantité de carburant non par défaut attribuée à une mission peut être déplacée vers une autre de sorte que le carburant non par défaut peut être attribué de manière plus optimale globalement.
Dans certains exemples, l'optimisation en boucle interne 4097b peut comprendre l'obtention de l'utilisation de carburant d'une mission respective en obtenant le résultat d'une optimisation par mission précédente pour cette mission. Ceci peut permettre de réduire le temps de calcul. La mise en œuvre de l'optimisation en boucle interne peut comprendre l'obtention d'une solution préalablement préparée pour l'utilisation de carburant pour cette mission (par exemple des pourcentages de SAF au sein des compositions de carburant pauvres en SAF et riches en SAF pour cette mission, et les points de basculement proposés et/ou la planification de mélange à utiliser sur cette mission) afin de réduire au minimum le niveau global des nvPM pour cette mission. La solution préalablement préparée peut être obtenue à partir d'un modèle approximatif, d'une table de consultation ou d'une « fonction de réponse » qui permet d'obtenir une solution préalablement préparée correspondante pour une attribution de carburant proposée donnée. Dans certains exemples, la solution préalablement préparée peut également être obtenue en fonction d'autres facteurs tels que l'itinéraire proposé pour la mission respective et les conditions météorologiques attendues.
Dans certains exemples, l'optimisation à l'échelle de la flotte peut être basée au moins partiellement sur un ou plusieurs éléments quelconques parmi :
i) un pourcentage d'un premier carburant ayant une première caractéristique de carburant dans le carburant par défaut définissant le pourcentage le plus faible possible de carburant ayant la première caractéristique de carburant qui peut servir à la combustion ;
ii) un pourcentage du premier carburant ayant la première caractéristique de carburant dans le carburant non par défaut définissant le pourcentage le plus élevé possible de carburant ayant la première caractéristique de carburant qui peut servir à la combustion ; et/ou
iii) la quantité de carburant non par défaut disponible pour la pluralité de missions.
Lorsque la première caractéristique de carburant est le pourcentage de la teneur en SAF du carburant, les facteurs i) et ii) ci-dessus peuvent permettre de déterminer la teneur en SAF la plus basse possible et la plus élevée possible d'un carburant qui peut être formé à partir des carburants par défaut et non par défaut. Par exemple, si le carburant non par défaut contient 80 % de SAF et que le carburant par défaut contient 10 % de SAF, la teneur maximale en SAF possible d'un mélange des deux carburants est de 80 %, et la plus faible est de 10 %.