INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Le signal de masse de carburant peut être fonction d’une masse mesurée et/ou d’un changement de masse de lʼun quelconque ou plusieurs parmi : lʼaéronef ; un ou plusieurs réservoirs de carburant à bord de lʼaéronef ; un véhicule citerne de carburant duquel le carburant est apporté ; ou une cuve de stockage de laquelle le carburant est apporté à l’aéronef. Le capteur de masse peut être agencé pour mesurer un quelconque paramètre de la phrase précédente.
ii) une quantité totale d'un carburant non par défaut attribué à la mission ;
iii) une exigence totale de carburant pour la mission ;
iv) les capacités des réservoirs de carburant de l'aéronef ; et/ou
v) des restrictions sur la façon dont les réservoirs de carburant d'aéronef peuvent être attribués à la première ou à la seconde source de carburant.
Le calcul de l'ensemble optimisé d'une ou plusieurs caractéristiques de carburant peut comprendre la réduction au minimum d'une fonction de coût dépendant du ou des paramètres d'impact des nvPM.
Le ou les paramètres d'impact des nvPM peuvent inclure un ou plusieurs éléments quelconques parmi :
viii) la quantité de nvPM produites (par ex. masse et/ou nombre).
Selon un seizième aspect, l'invention concerne un procédé de chargement de carburant sur un aéronef, comprenant :
la détermination d'une attribution de carburant en utilisant le procédé selon le quinzième aspect et éventuellement l'une quelconque ou plusieurs des déclarations associées ci-dessus ; et
le rapport de déversement de changement de carburant, R d , est défini comme :
Lorsque X % est d’au moins 30 % (à savoir, lorsque le carburant est d’au moins 30 % de SAF en poids/masse), R d est supérieur ou égal à 1,003.
Selon un treizième aspect, il est proposé un procédé de détermination d’une ou plusieurs caractéristiques de carburant d’un carburant aviation adapté pour alimenter un moteur à turbine à gaz d’un aéronef, le procédé comprenant :
la détermination dʼune masse dʼun carburant chargé, ou qui a été chargé, sur lʼaéronef ;
la détermination d’un volume correspondant du carburant ; et
la détermination d’une ou plusieurs caractéristiques de carburant du carburant en fonction de la masse et du volume déterminés.
Les inventeurs ont à l’esprit qu’en mesurant un paramètre de masse et de volume du carburant étant chargé, ou qui a été chargé, sur un aéronef une ou plusieurs caractéristiques du carburant peuvent être déterminées.
La détermination de la masse du carburant peut comprendre la mesure d’un débit massique en un point au sein d’une ligne d’apport en carburant utilisée pour acheminer du carburant vers un ou plusieurs réservoirs de carburant à bord de l’aéronef.
La détermination du volume du carburant peut comprendre la mesure d’un débit volumétrique en un point dans la ligne d’apport en carburant utilisée pour acheminer du carburant vers un ou plusieurs réservoirs de carburant à bord de l’aéronef.
La détermination de la masse du carburant peut comprendre la mesure de la masse et/ou un changement de la masse de lʼun quelconque ou plusieurs parmi : lʼaéronef ; un ou plusieurs réservoirs de carburant à bord de lʼaéronef ; un véhicule citerne de carburant duquel le carburant est apporté ; ou une cuve de stockage de laquelle le carburant est apporté à l’aéronef.
La détermination du volume du carburant peut comprendre la mesure du volume et/ou un changement du volume de carburant : stocké dans un ou plusieurs réservoirs de carburant à bord de l’aéronef ; et/ou stocké dans une cuve de stockage de carburant de laquelle le carburant est apporté à l’aéronef.
(i) une distribution d’hydrocarbures du carburant
viii) la quantité de nvPM produite. La fonction de coût peut prendre en compte la quantité d'émission des nvPM produite par le moteur par exemple en termes de masse totale et/ou de nombre total de particules de nvPM dans un temps donné, ou un indice d'émissions de la masse (ou du nombre) d'un nvPM par unité de masse de carburant consommé.
Un nombre quelconque des paramètres d'impact ci-dessus peut être défini afin de définir une fonction de coût qui doit être réduite au minimum et le régulateur de distribution de carburant 306 commandé pour fournir du carburant aux caractéristiques requises à la chambre de combustion 16. Dans certains exemples, la fonction de coût de la production des nvPM peut être incorporée dans une fonction de coût plus large comprenant d'autres coûts.
La commande du régulateur de distribution de carburant 306 d'un quelconque exemple décrit ici peut être basée sur la fonction de coût. Par exemple, le mélange embarqué du premier et du second carburant (riche en SAF et pauvre en SAF) peut être utilisé pour atteindre un nombre de nvPM souhaité à chaque condition de fonctionnement au sein du fonctionnement à injection pilote seule. Les caractéristiques de carburant fournies aux injecteurs de carburant pilotes 313 dans un fonctionnement à injection pilote seule (et donc le rapport de mélange correspondant de la quantité de composition pauvre en SAF sur la quantité de composition de carburant riche en SAF) ne peuvent plus être une simple fonction de W F (en fait, il peut même ne pas s'agir d'une fonction à valeur unique de W F ) mais peuvent varier selon d'autres paramètres de manière à réduire au minimum une fonction de coût global.
Basculement entre le fonctionnement à injection pilote seule et le fonctionnement à injection pilote et principale pendant le régime de croisière
Dans les systèmes de combustion étagée connus, le point d'étagement SP est habituellement choisi de telle sorte que le fonctionnement en régime de croisière se fait au sein de la région de fonctionnement à injection pilote et principale. Un fonctionnement à des réglages de faible puissance, tels que le roulage, la descente et l'approche, se déroule souvent au sein de la région de fonctionnement à injection pilote seule.
Les inventeurs ont déterminé qu'il est en outre avantageux de faire fonctionner un système de combustion étagée de sorte qu'il est en mode d'injection pilote seule pendant au moins une partie de son fonctionnement en régime de croisière, tout en fournissant aussi sélectivement du carburant à partir de deux sources différentes à la chambre de combustion pendant le fonctionnement en régime de croisière.
Dans un autre exemple de la présente demande, le système de combustion étagée 64 illustré à la est en outre ou en variante conçu pour basculer entre la plage de fonctionnement à injection pilote seule et la plage de fonctionnement à injection pilote et principale au point d'étagement sélectionné de sorte qu'il corresponde à un mode de fonctionnement en régime de croisière à l'état stabilisé du moteur 10. Le point d'étagement dans cet exemple est conçu de telle sorte qu'il définit une limite entre une première plage de fonctionnement en régime de croisière de moteur et une seconde plage de fonctionnement en régime de croisière de moteur. En d'autres termes, le point d'étagement est sélectionné pour se produire au niveau d'un réglage de puissance moteur (ou d'un autre paramètre de fonctionnement de moteur révélateur du réglage de puissance moteur) qui est au-dessus du réglage minimal de puissance moteur auquel fonctionne le moteur en régime de croisière à l'état stabilisé. Ceci définit une plage de conditions de puissance moteur en régime de croisière relativement plus faibles, dans laquelle le système de combustion étagée fonctionne dans le mode de fonctionnement à injection pilote seule, comparativement au fonctionnement à injection pilote et principale à des réglages de puissance moteur en régime de croisière relativement plus élevés. Cela déplace efficacement le point d'étagement vers un réglage de puissance plus élevé de telle sorte que le système de combustion peut toujours fonctionner en fonctionnement à injection pilote seule à des puissances plus élevées que le réglage de puissance en régime de croisière minimal. Les plages à injection pilote seule et injection pilote et principale sont donc redéfinies de telle sorte que le système de combustion étagée 64 bascule entre des modes de fonctionnement à un W F différent c'est-à-dire que la frontière séparant les plages est changée comparativement aux systèmes de l'état de la technique.
Dans cet exemple, le régulateur de distribution de carburant 306 est conçu pour distribuer du carburant aux injecteurs de carburant pilotes 313 pendant au moins une partie ou de préférence la totalité de la première plage de fonctionnement en régime de croisière ayant une caractéristique de carburant différente de celle du carburant distribué aux injecteurs de carburant pilotes 313 et/ou aux injecteurs de carburant principaux 314 pendant la seconde plage de fonctionnement en régime de croisière. Plus précisément, pendant la première plage de fonctionnement en régime de croisière, le régulateur de carburant 306 fournit du carburant aux injecteurs de carburant pilotes à partir des sources de carburant disponibles qui est différent de celui fourni aux injecteurs de carburant pendant la seconde plage de fonctionnement en régime de croisière. Il peut s'agir d'un carburant fourni à la fois aux injecteurs de carburant principaux et pilotes lors du fonctionnement à injection principale et pilote.
Les inventeurs ont déterminé qu'en réglant le point d'étagement de sorte que le fonctionnement en régime de croisière plus faible peut avoir lieu dans le mode à injection pilote seule, certaines émissions du moteur peuvent être réduites et l'efficacité de combustion améliorée. En combinaison avec l'utilisation sélective de carburants ayant des caractéristiques différentes, les inventeurs ont déterminé que des effets désavantageux sur les émissions qui autrement entraîneraient un déplacement du point d'étagement peuvent être atténués. Ceci donne donc une amélioration globale de l'efficacité de la combustion et une réduction des émissions par une combinaison de ces facteurs.
Les émissions de polluants peuvent être caractérisées par un indice d'émission (EI), détaillant la masse (ou le nombre) d'un polluant particulier par unité de masse du carburant consommé. Les inventeurs ont observé qu'en fonctionnement à injection pilote seule, à des puissances de moteur très faibles, l'indice d'émission massique du monoxyde de carbone (CO) et d'hydrocarbures non brûlés (HC) peut être relativement élevé. Non seulement cela représente une libération de polluants dans l'atmosphère, mais cela réduit également le rendement du carburant en raison d'une combustion incomplète du carburant, c'est-à-dire que tout le carburant n‘est pas complètement brûlé. Cela peut se traduire par une augmentation de la consommation de carburant de mission et/ou une réduction de la capacité de la plage de charge utile de l'aéronef. Au fur et à mesure que la puissance du moteur augmente (toujours dans le fonctionnement à injection pilote seule), l'El(CO) et l'EI(HC) diminuent tous les deux et restent ensuite faibles. Cependant, lors du passage à des réglages de puissance moteur encore plus élevés et de la transition vers le fonctionnement à injection pilote et principale, l'EI(CO) et l'El(HC) deviennent à nouveau élevés avant de repasser à nouveau à des réglages de puissance moteur encore plus élevés. Ceci est illustré à la , qui montre la dépendance d'El(CO) et d'El(HC) par rapport au réglage de puissance moteur, la ligne pointillée verticale représentant le point d'étagement SP.
Pendant la première plage de fonctionnement en régime de croisière, le moteur fonctionne à des réglages de puissance relativement faibles, de telle sorte que si le point d'étagement était sélectionné pour amener le système de combustion à fonctionner en mode à injection pilote et principale, l'émission de CO et de HC serait relativement élevée. Ceci est dû au fait que même si le point d'étagement était choisi de telle sorte que le fonctionnement en régime de croisière a lieu en mode à injection pilote et principale c'est-à-dire au-dessus du point d'étagement SP, certaines parties du fonctionnement en régime de croisière pourraient être assez près du point d'étagement (par exemple juste au-dessus de celui-ci). De manière désavantageuse, cela signifierait que les émissions de HC et de CO peuvent être élevées pendant un tel fonctionnement, et que l'efficacité de la combustion peut s'en trouver désavantageusement et matériellement réduite (ce qui se traduirait par une consommation de carburant plus élevée et/ou une réduction de la capacité de plage de charge utile de l'aéronef).
En définissant le point d'étagement de sorte que le fonctionnement en régime de croisière de faible puissance se produit dans le mode à injection pilote seule, cette émission désavantageuse de CO et HC peut être réduite ou évitée. Ceci est illustré à la , qui montre l'effet du réglage du point d'étagement SP' pour définir une première plage de fonctionnement en régime de croisière 320a et une seconde plage de fonctionnement en régime de croisière 320b. Comme on peut le voir à la , la première plage de fonctionnement en régime de croisière 320a correspond à un régime de croisière de faible puissance, qui est en dessous du point d'étagement SP', la seconde plage de fonctionnement en régime de croisière 320b correspondant à un fonctionnement en régime de croisière de puissance supérieure au-dessus du point d'étagement SP'. Dans la première plage de fonctionnement en régime de croisière 320a, le système de combustion étagée 64 est configuré pour fonctionner en mode à injection pilote seule, fournissant ainsi des émissions faibles de CO et de HC. En raison du déplacement du point d'étagement vers un réglage de puissance plus élevé (par exemple, des lignes pointillées minces aux lignes pointillées épaisses à la marquées respectivement SP et SP'), les émissions de CO et HC restent faibles sur une plus grande plage de réglages de puissance moteur (par exemple, la ligne pleine épaisse par rapport à la ligne pointillée mince dans la dépendance d'EI(CO) et d'EI(HC) par rapport au réglage de puissance).
Les inventeurs ont en outre constaté que l'indice d'émission des nvPM augmente rapidement avec la puissance du moteur dans le mode à injection pilote seule mais est habituellement uniformément faible dans le mode à injection pilote et principale. Pour les nvPM, l'indice d'émissions peut être décrit en référence à la masse de nvPM ou au nombre de particules nvPM (par unité de masse de carburant). Un exemple de la dépendance des nvPM par rapport au réglage de puissance moteur est illustré à la .
Il en résulte que le fait de déplacer efficacement le point d'étagement vers un réglage de puissance plus élevé, la valeur El(nvPM) par défaut est avantageusement augmentée. Comme on peut le déduire de la , le fonctionnement en mode d'injection pilote seule à des puissances plus élevées entraînerait une production accrue de nvPM, car il y aurait moins de la plage de puissance moteur dans le fonctionnement à injection pilote et principale lorsque la production de nvPM est faible, et le nvPM augmenterait rapidement à des puissances plus élevées en mode de fonctionnement à injection pilote seule.
Les inventeurs ont déterminé que cette augmentation autrement préjudiciable des nvPM peut être atténuée par l'utilisation sélective d'un carburant d'une caractéristique de carburant différente pendant au moins la partie de la plage de fonctionnement en régime de croisière à injection pilote seule à laquelle la production de nvPM serait autrement élevée. Par exemple, le carburant distribué aux injecteurs de carburant pilotes 313 pendant la première plage de fonctionnement en régime de croisière de moteur 320a peut être choisi pour être du carburant associé à un niveau de production de nvPM qui est inférieur à celui du carburant distribué aux injecteurs de carburant pilotes et/ou principaux 313, 314 pendant au moins une partie de la seconde plage de fonctionnement en régime de croisière de moteur 320b. Ceci peut être obtenu par le carburant contenu dans la première source de carburant 302 étant associé à une production faible de nvPM comparativement à la seconde source de carburant 304 (dans des conditions des conditions de combustion correspondantes).
Dans les exemples ci-dessus, le point d'étagement est déterminé selon les caractéristiques de production de nvPM du carburant. Ce n'est cependant qu'un exemple, et d'autres caractéristiques de carburant peuvent être prises en compte afin de déterminer un point d'étagement adéquat afin de profiter des caractéristiques du carburant en cours de distribution dans la chambre de combustion.
Détermination du rapport d'étagement sur la base des caractéristiques du carburant
Dans d'autres exemples, le dispositif de commande 42 illustré à la est en outre, ou en variante, conçu pour déterminer un rapport d'étagement selon la ou les caractéristiques de carburant. Comme indiqué ailleurs ici, le dispositif de commande 42 est configuré pour commander le régulateur de distribution de carburant 306 (et donc le système de combustion étagée 64) selon un rapport d'étagement. Le rapport d'étagement définit le rapport entre le flux de carburant de l'injecteur de carburant pilote 313 et le flux de carburant de l'injecteur de carburant principal 314. Les inventeurs ont déterminé que le ratio d'étagement peut être choisi pour exploiter avantageusement certaines caractéristiques de carburant du carburant qui est fourni au régulateur de distribution de carburant en choisissant intelligemment le rapport sur la base des caractéristiques de carburant.
Par exemple, le rapport d'étagement peut être déterminé en fonction de la ou des caractéristiques de carburant indiquant que le carburant est associé à un niveau faible de production de nvPM (par exemple, faible comparativement au kérosène fossile, dans des conditions de combustion correspondantes). Ceci peut permettre au rapport d'étagement d'être ajusté pour réduire la production de CO et de HC d'une manière qui autrement conduirait à des niveaux élevés de production de nvPM comme indiqué dans divers exemples ci-dessus.
Dans certains exemples, la ou les caractéristiques de carburant sur lesquelles se base la détermination du rapport d'étagement peuvent être le pourcentage de carburant d'aviation durable (SAF) présent dans le carburant respectif. Comme indiqué ci-dessus, par rapport au kérosène fossile, le SAF donne sensiblement moins de nvPM, et peut donc être utilisé pour atténuer des changements du rapport d'étagement qui autrement augmenteraient la production de nvPM.
Dans certains exemples, le kérosène fossile peut être traité pour éliminer les composants aromatiques, en particulier les naphtalènes, afin de produire un carburant largement paraffinique d'origine fossile qui serait un carburant produisant de faibles niveaux de nvPM. D'autres caractéristiques de carburant peuvent donc être associées à un faible niveau de nvPM, telles que le pourcentage de la teneur en composés aromatiques ou de la teneur en naphtalène. Dans d'autres exemples, la ou les caractéristiques de carburant d'après lesquelles le rapport d'étagement est déterminé peuvent inclure une teneur en hydrocarbures aromatiques du carburant, et/ou une teneur en naphtalène du carburant. Ces caractéristiques peuvent également indiquer le niveau de nvPM qui sera produit par le carburant, et permettre de déterminer le rapport d'étagement en ce sens.
Le dispositif de commande 42 peut être configuré pour déterminer un rapport d'étagement de transition qui permet au système de combustion étagée 64 d'être actionné dans une plage de fonctionnement de transition entre la plage de fonctionnement à injection pilote seule et la plage de fonctionnement à injection pilote et principale comme indiqué ci-dessus en liaison avec les Figures 27 et 28. Le rapport d'étagement de transition peut être déterminé selon la ou les caractéristiques de carburant indiquant que le carburant en cours de distribution dans le régulateur de distribution de carburant 306 est associé à un niveau de production de nvPM faible (par exemple selon la teneur en SAF, la teneur en composés aromatiques ou la teneur en naphtalène ; une production faible de nvPM étant relativement moins importante que pour le carburant kérosène fossile). Le rapport d'étagement de transition peut être différent d'un rapport d'étagement d'injection pilote et principale selon lequel le dispositif de commande 42 commande le système de combustion étagée lors d'un fonctionnement à injection pilote et principale. Le rapport d'étagement d'injection pilote et principale peut être un rapport par défaut, et peut être déterminé selon des techniques connues.
Comme indiqué ci-dessus en liaison avec les Figures 27 et 28, en configurant le système de combustion étagée 64 pour fonctionner dans la plage de transition entre le fonctionnement à injection pilote seule et le fonctionnement à injection pilote et principale la quantité d'émission de CO et de HC mise en œuvre dans cette plage de réglages de puissance moteur peut être réduite. En détectant que la chambre de combustion est alimentée avec un carburant associé à une production faible de nvPM, le dispositif de commande peut déterminer que le rapport d'étagement de transition peut être utilisé pour réduire les émissions de CO et de HC, sans entraîner une augmentation excessive de la production de nvPM.
L’une quelconque des caractéristiques du rapport d'étagement de transition décrites ci-dessus peut être incorporée dans les exemples décrits ici dans lesquels le rapport d'étagement de transition est sélectionné en fonction de la ou des caractéristiques de carburant. Par exemple, pendant la phase de transition le rapport d'étagement de transition peut varier avec un réglage de puissance moteur changeante. Dans un exemple, le rapport d'étagement de transition présente une variation continue avec une puissance moteur changeante à l'intérieur de la plage de fonctionnement de transition. Ceci peut assurer une transition douce entre le rapport d'étagement dans la plage de fonctionnement à injection pilote seule et celle à injection pilote et principale. La variation continue peut être telle que la proportion du flux total de carburant vers les injecteurs de carburant (c'est-à-dire le total étant distribué aux injecteurs de carburant pilotes et principaux) que l'on peut attribuer au flux de carburant vers les injecteurs de carburant pilotes 313 diminue avec l'augmentation de la puissance du moteur pendant la plage de fonctionnement de transition. La proportion du flux total de carburant vers les injecteurs de carburant que l'on peut attribuer à un flux de carburant vers les injecteurs de carburant principaux 314 augmente au contraire avec l'augmentation de la puissance du moteur dans la plage de fonctionnement de transition.
Dans d'autres exemples, le rapport d'étagement de transition a une valeur intermédiaire constante qui est différente du rapport d'étagement d'injection pilote et principale. Le rapport d'étagement de transition peut être compris entre le rapport d'injection pilote seule et le rapport d'injection pilote et principale. Ceci permet donc une transition plus progressive entre le rapport d'injection pilote seule et le rapport d'injection pilote et principale. Par exemple, le rapport d'étagement de transition peut être de 70:30, ce qui est compris entre 100:0 dans la plage d'injection pilote seule, et un rapport d'étagement d'injection pilote et principale qui peut être de 20:80 ou 30:70.