INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
L’état de santé K de la pièce structurelle 110 comprend avantageusement une cartographie de l’impédance acoustique de la pièce structurelle 110. L’impédance acoustique d’une pièce mécanique est fonction de son module d’élasticité et de sa densité. Elle permet donc de déterminer si la pièce structurelle 110 présente un endommagement ou un vieillissement. De plus, la cartographie de l’impédance acoustique de la pièce structurelle 110 peut être obtenue par la mise en œuvre d’un contrôle non destructif de la pièce. Par exemple, l’unité d’acquisition 32 peut mettre en œuvre une partie au moins de la pluralité de transducteurs 31 de manière à réaliser un contrôle non destructif de la pièce structurelle 110 et ainsi obtenir son état de santé K.
Le système 3 comprend également un contrôleur 34. Il s’agit par exemple d’un système électronique autonome dit « système embarqué ». Le contrôleur 34 fait par exemple partie d’un calculateur, appelé « calculateur nacelle », destiné à commander des éléments de la nacelle 11 de l’ensemble propulsif 1. Il est avantageusement connecté à l’unité d’acquisition 32 afin de pouvoir recevoir l’état de santé K de la pièce structurelle 110.
Le contrôleur 34 est configuré pour réaliser une étape de calcul 94 de la loi de commande U d’une partie au moins des transducteurs 31, ceux en mode « actionneur, afin qu’ils d’atténuent un ou plusieurs modes de vibration ciblé de la pièce structurelle 110. Pour cela, le contrôleur 34 est avantageusement configuré pour réaliser, au préalable, une étape de détermination 92 d’une bande de fréquences des vibrations générées par la source de vibration 16.
La source de vibration 16 peut présenter une caractéristique, appelée enveloppe vibratoire, représentant l’amplitude des vibrations que peut générer la source de vibration en fonction de la fréquence desdites vibrations. L’enveloppe vibratoire peut être large, auquel cas elle permet d’exciter plusieurs modes propres de la pièce structurelle 110. Toutefois, le calcul de la loi de commande pourrait nécessiter des moyens de calcul conséquent. En effet, le calcul de la loi de commande peut mettre en œuvre la résolution d’une représentation d’état. En considérant l’intégralité de l’enveloppe vibratoire, la représentation d’état serait d’une grande dimension, par exemple de où est le nombre de modes de vibration de la pièce structurelle 110 excités par l’enveloppe vibratoire. La résolution de la représentation d’état de grande dimension peut entraîner une complexité calculatoire conséquente et/ou un temps de calcul long. Or, il est attendu que le contrôle actif des vibrations d’une pièce structurelle 110 de l’ensemble propulsif 1 d’aéronef puisse être déployé rapidement, par exemple dans un délai inférieur à 1 min. De la sorte, le contrôle actif des vibrations peut s’adapter rapidement aux changements de modes de fonctionnement de l’ensemble propulsif 1. Il est également attendu que les calculs nécessaires au contrôle actif des vibrations puissent être réalisés avec des moyens limités. En effet, les moyens de calcul embarqués sur un aéronef, tel que le contrôleur 34, peuvent être limités, afin de réduire le poids total embarqué et/ou leur consommation énergétique.
La restriction du calcul de la loi de commande à une bande de fréquences issue de l’enveloppe vibratoire permet de réduire le nombre de modes de vibration de la pièce structurelle 110 considéré. Ainsi, la représentation d’état correspondante, permettant le calcul de la loi de commande U, voit sa dimension réduite. La complexité calculatoire et/ou le temps de calcul sont donc réduits.
Afin que la détermination de la bande de fréquences permette une atténuation efficace des vibrations, il est avantageux qu’elle cible en priorité les fréquences pouvant entraîner des vibrations de fortes amplitudes de la pièce structurelle 110. Pour cela, la bande de fréquences peut en priorité inclure des fréquences de l’enveloppe vibratoire, dont l’amplitude associée est élevée.
La détermination de la bande de fréquences peut également être fonction d’un mode de fonctionnement de l’ensemble propulsif 1. En effet, le mode de fonctionnement de l’ensemble propulsif 1 peut varier selon qu’un aéronef, emportant l’ensemble propulsif 1, soit en phase de décollage, de vol croisière ou d’atterrissage. Certaines vibrations de l’enveloppe vibratoire peuvent être inhibée dans certains modes de fonctionnement. Au contraire, dans certains autres modes de fonctionnement, ces vibrations peuvent être maximales. La détermination de la bande de fréquences peut alors être judicieusement choisie de manière à inclure des fréquences pertinentes correspondant à un mode de fonctionnement à un instant donné de l’ensemble propulsif 1.
Dans le procédé 9, le contrôleur 34 identifie , par exemple par le biais d’un calcul de réponse fréquentielle/modale, au moins un mode de vibration de la pièce structurelle 110 à atténuer en fonction de l’état de santé K de la pièce 110. Il s’agit par exemple de chaque mode de vibration pouvant impliquer un vieillissement dynamique de la pièce structurelle 110. Il peut également s’agir d’un mode de vibration dont l’amplitude au niveau d’un dommage 2 atteint un seuil.
Afin de garantir une complexité calculatoire réduite et un temps de calcul limité, chaque mode de vibration identifié est compris dans la bande de fréquences des vibrations générées précédemment déterminée.
Le contrôleur 34 calcule la loi de commande U des transducteurs 31 (en mode actionneur) pour atténuer au moins un mode de vibration dit « ciblé » choisi parmi les modes de vibration précédemment identifiés.
La loi de commande U est calculée de sorte qu’une partie au moins des transducteurs 31 répartis sur la pièce structurelle 110, par exemple les deuxième transducteurs, puisse générer au moins une vibration au sein de ladite pièce 110, permettant d’atténuer chaque mode de vibration ciblé, lorsque ladite pièce 110 est mise en vibration par la source de vibration 16. Chaque vibration générée par ces transducteurs 31 présente par exemple une fréquence et une amplitude sensiblement égales à la fréquence et à l’amplitude d’un mode de vibration ciblé à atténuer. En revanche, chaque vibration générée par les transducteurs 31 présente avantageusement une phase opposée à la phase de dudit mode de vibration ciblé. De la sorte, les interactions destructives au sein de la pièce 110 réduisent l’amplitude totale de vibration de ladite pièce 110 à la fréquence de chaque mode de vibration ciblé. La loi de commande U peut donc être calculée 94 de manière à générer au moins une vibration dans la pièce 110 interagissant de manière destructive avec chaque de mode de vibration ciblé.
Le calcul 94 de la loi de commande U prend avantageusement en compte l’état de santé K de la pièce structurelle 1 et la bande de fréquences déterminée. Pour cela, une définition d’une représentation d’état du système et la résolution de cette représentation d’état peuvent être nécessaire. Un exemple de représentation d’état, illustré par la , connu en automatisme, peut être formulé comme suit :
où est par exemple le champ de déplacement ou champ de déformation de la pièce structurelle 110. est la vitesse associée aux modes propres de la pièce structurelle 110. est une observable, par exemple un signal de mesure reçu des transducteurs 31 en mode mesure. est la loi de commande, à envoyer aux transducteurs 31 en mode actionneurs.
est une matrice d’état. Elle prend en compte l’état de santé K de la pièce structurelle 110 et/ou ses propriétés mécaniques. Elle peut également prendre en compte des caractéristiques du circuit électromécanique comprenant la pluralité de transducteurs 31, tel qu’une un coefficient de couplage électromécanique ou une matrice de capacitance dudit circuit électromécanique. est une matrice de commande. est une matrice d’observation. est une matrice d’action. La détermination des matrices précitées peut être réalisée numériquement, par exemple au moyen d’une méthode de résolution par éléments finis.
Une autre représentation d’état peut être formulée comme suit :
où est un vecteur de perturbations opérationnelles, lesdites perturbations opérationnelles étant indépendantes des vibrations générées par la source de vibration 16. Il s’agit par exemple d’un bruit thermique ou d’un bruit électronique. Sa prise en compte dans la représentation d’état permet d’améliorer la robustesse du contrôle actif des vibration. et et sont des matrices de commande et d’action permettant d’inclure les perturbations opérationnelles dans la représentation d’état.
La nacelle 3 comporte donc un inverseur de poussée 30 (représenté que schématiquement et partiellement sur la ), centré sur l’axe A1 et comprenant d’une part une structure fixe 31 solidaire du carter de soufflante 11, et d’autre part une structure 29 mobile par rapport à la structure fixe 31. La structure fixe 31 comporte par exemple un cadre avant 46 qui la raccorde fixement au carter de soufflante 11, de préférence via un assemblage en bride couteau situé en aval de la virole extérieure 11. Ce cadre avant 46 contient une partie aérodynamique profilée appelée bord de déviation 46B, qui guide l’écoulement en jet inversé.
Dans ce mode de réalisation préféré, la structure fixe 31 comporte aussi une pluralité de grilles de déviation 32 agencées de manière adjacente les unes aux autres autour de l’axe A1, selon une direction circonférentielle de l’inverseur 30 et de l’ensemble propulsif 1. Par ailleurs, la structure mobile 29 comprend quant à elle les capots mobiles d’inverseur 33 précités, par exemple deux capots 33 s’étendant chacun sur une amplitude angulaire d’environ 180°. Cette configuration à deux capots 33 est particulièrement bien adaptée dans le cas d’une conception de nacelle dans laquelle les capots/parois 18 sont également montés articulés, l’inverseur 30 présentant alors une architecture dite « en D », connue sous l’appellation anglo-saxonne « D-Duct ». Dans cette architecture, les capots 18, 33 sont reliés de manière à s’ouvrir / se fermer simultanément lors des opérations de maintenance sur le moteur. Néanmoins, d’autres architectures sont possibles, comme par exemple une architecture dite « en C », connue sous l’appellation anglo-saxonne « C-Duct », ou encore une architecture dite « en O », connue sous l’appellation anglo-saxonne « O-Duct ».
Chaque capot d’inverseur 33 comporte une paroi radialement externe 50 formant une surface aérodynamique externe de nacelle, ainsi qu’une paroi radialement interne 52 participant à la délimitation de la veine secondaire 21B radialement vers l’extérieur. Cette paroi 52 se situe dans la continuité aval du bord de déviation 46B, en configuration de poussée directe. Les deux parois 50, 52 définissent un logement 54 ouvert axialement à l’extrémité amont du capot d’inverseur 33, et dans lequel se trouve au moins une partie des grilles 32 en configuration de poussée directe.
La montre l’inverseur 30 dans une configuration de poussée vers l’avant, dit « jet direct », correspondant à une configuration standard de vol. Dans cette configuration, les capots 33 de la structure mobile 29 sont dans une position de fermeture, dite position avancée de poussée ou de « jet direct », dans laquelle ces capots d’inverseur 33 sont en appui sur la structure fixe 31, en particulier sur le bord de déviation 46B faisant partie intégrante de cette dernière. En effet, dans la configuration de poussée directe, l’extrémité amont 52A de la paroi radialement interne 52 de chaque capot 33 est en appui axial contre le bord de déviation 46B.
La structure mobile 29 est ainsi déplaçable en translation par rapport à la structure fixe 31 selon l’axe A1 de l’inverseur, entre la position avancée de poussée directe montrée sur la , et une position reculée d’inversion de poussée qui sera décrite ultérieurement. Dans la position avancée de poussée directe de la structure mobile 29, les grilles de déviation 32 sont agencées dans le logement 54 des capots d’inverseur 33, en étant isolées de la veine secondaire 21B par la paroi radialement interne 52 de ces capots coulissants 33. Cette paroi 52, formant la paroi externe de la veine secondaire, est également appelée panneau interne acoustique.
La configuration de poussée directe est également représentée sur les figures 2 et 3, tandis que la position reculée d’inversion de poussée de la structure mobile 29 est représentée sur les figures 4 à 6, l’ensemble de ces figures 1 à 6 montrant un premier mode de réalisation préféré de la présente invention. Sur la , il est montré que le panneau acoustique interne reculé 52 des capots d’inverseur laisse apparaître en amont une ouverture de passage 56 de la veine secondaire 21B vers les grilles de déviation 32. L’ouverture 56 est donc également délimitée vers l’amont par le bord de déviation 46B, qui s’évase radialement vers l’extérieur en allant vers l’arrière, pour délimiter un écoulement d’air destiné à traverser les grilles 32 lorsque le système mobile se trouve dans cette position reculée d’inversion de poussée. En d’autres termes, le bord de déviation 46B s’éloigne progressivement de l’axe A1 en allant de l’avant vers l’arrière, pour guider / dévier l’air vers les grilles 32 en configuration d’inversion de poussée.
Afin de dévier au moins une partie du flux secondaire 20B vers l’ouverture de passage 56 définie axialement entre le bord de déviation 46B et l’extrémité amont 52A de la paroi radialement interne 52 de chaque capot 33, l’inverseur 30 comporte une ou plusieurs membranes d’obturation 58.
Par la suite, il sera décrit une seule membrane 58 pour chaque capot d’inverseur 33. Cette membrane 58 peut s’étendre sur une amplitude angulaire élevée, par exemple de l’ordre de 90° à 120°. Il est noté que plusieurs membranes 58 peuvent se succéder circonférentiellement le long de chaque capot. De même, seule la coopération entre une membrane 58 et son capot associé 33 sera décrite ci-après, étant entendu que cette coopération est identique ou similaire pour tous les capots de l’inverseur 33.
L’une des particularités de l’invention réside dans l’accrochage de la membrane 58 sur l’inverseur 30. Pour ce faire, et toujours en référence aux figures 1 à 6, il est prévu un cadre mobile 60 de déploiement de la membrane 58, le cadre 60 étant monté pivotant sur la paroi radialement interne 52 du capot mobile d’inverseur 33. Ici, le cadre mobile 60 présente préférentiellement une forme générale de U, avec une base 60A s’étendant circonférentiellement selon une courbure identique ou similaire à celle de la paroi radialement interne 52. En outre, les deux branches 60B du U présentent une orientation sensiblement axiale, en étant ici agencées en amont de la base du U 60A. Les deux extrémités libres présentes sur les deux branches 60B du U sont montées pivotantes sur la paroi radialement interne 52, par le biais de deux liaisons pivot 62 d’axes confondus 64 ( ).
Un bord radialement interne 64A de la membrane 58 présente également une forme générale de U fixé tout le long du U formé par le cadre mobile 60, à l’aide d’une liaison linéaire, à savoir une liaison ininterrompue tout le long de ces éléments 64A, 60 de formes identiques ou similaires. Alternativement, la liaison linéaire peut être remplacée par une série de liaisons ponctuelles adjacentes, de préférence peu écartées les unes des autres.
Le bord radialement interne 64A de la membrane 58 est donc fixé sur le cadre mobile pivotant 60, tandis qu’un bord radialement externe 64B est fixé sur une partie de la structure mobile 29 de l’inverseur, ici préférentiellement sur un voile intérieur 66 du capot mobile d’inverseur 33. Ce voile 66, disposé radialement autour de la paroi radialement interne 52, définit avec une extrémité amont de celui-ci un espace interne 68 dans l’épaisseur du panneau comme stockage de la membrane 58, en configuration de poussée directe. Cet espace interne de stockage 68, au sein du capot mobile d’inverseur 33, est en effet destiné à loger la membrane 58 repliée sur elle-même, par exemple en accordéon, lorsque le capot mobile 33 adopte sa position avancée de poussée directe telle que montrée sur la .
A l’inverse, dans la position reculée d’inversion de poussée, la membrane déployée 58 traverse une ouverture 70 prévue dans la paroi radialement interne 52, et se trouve tendue entre ses deux bords opposés 64A, 64B, comme cela visible sur les figures 4 à 6.
Des arceaux de renfort 72 peuvent équiper la membrane 58 pour non seulement en renforcer la tenue mécanique, mais également pour améliorer sa stabilité et piloter son repliage. Les arceaux 72 se succèdent radialement et présentent de préférence chacun une forme générale de U, suivant la forme de la membrane 58.
L’ouverture 70 précitée présente elle aussi une forme générale en U, complémentaire de celle du cadre 60. En effet, le cadre mobile 60 est conçu pour adopter une position escamotée occupée lorsque la structure mobile 29 adopte sa position avancée de poussée directe. Dans cette position escamotée, le cadre 60 obture l’ouverture 70 de forme complémentaire, en venant reconstituer la veine, à savoir en reconstituant la partie manquante de la paroi radialement interne 52. Les deux pièces sont affleurantes, de manière à limiter les pertes aérodynamiques sur le flux secondaire en configuration de poussée directe.
Cette ouverture 70, qui sert au déploiement de la membrane 58 dans la veine secondaire 21B, débouche donc dans l’espace interne 68 de stockage de cette membrane.
De cette manière, un utilisateur du système peut désolidariser la partie supérieure de la baguette de sa partie inférieure pour ranger et emporter le métronome, limitant de la sorte l’encombrement du métronome.
Selon un mode de réalisation préféré, le système comprend : - une batterie électrique logée dans le corps ; - un récepteur d’alimentation électrique par induction logé dans le corps, et destiné à permettre un rechargement de la batterie électrique.
Le système présente ainsi une conception facilitant son usage du fait que le métronome porte sa propre source d’énergie pouvant être aisément rechargée en posant le métronome sur un émetteur de rechargement par induction tels que ceux qui sont classiquement utilisés pour recharger des téléphones portables ou tout autre appareil compatible.
Selon une caractéristique avantageuse, au moins une programmation de fonctionnement intègre au moins un cycle d’accélération ou de ralentissement d’une fréquence d’oscillation de la baguette depuis une première fréquence d’oscillation jusqu’à une deuxième fréquence d’oscillation.
De cette manière, le rythme des oscillations de la baguette au cours d’une musique peut être modifié grâce à une accélération ou à un ralentissement.
Selon une autre caractéristique avantageuse, au moins une programmation de fonctionnement intègre une séquence d’oscillations présentant au moins une variation de période entre deux oscillations.
Selon encore une autre caractéristique avantageuse, au moins une programmation de fonctionnement intègre une pluralité de séquences d’oscillations définissant une carrure musicale.
L’invention a également pour objet un procédé de pilotage d’un métronome à baguette oscillante mettant en œuvre un moteur électrique de type moteur pas-à-pas pour entraîner en oscillation la baguette, caractérisé en ce qu’il comprend : - une étape de définition d’une programmation de fonctionnement intégrant au moins une fréquence d’oscillation de la baguette ; - une étape de pilotage du moteur pas-à-pas pour entraîner en oscillation la baguette selon la programmation de fonctionnement.
Ce procédé de pilotage permet d’ajuster la programmation d’un métronome à baguette oscillante mettant en œuvre un moteur électrique de type moteur pas-à-pas.
Il permet d’obtenir un rythme correspondant au souhait de son utilisateur.
D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante de différents modes de réalisation préférentiels de l’invention, donnés à titre d’exemples illustratifs et non limitatifs, et des dessins annexés parmi lesquels : la est une représentation schématique selon une vue en perspective avant d’un mode de réalisation du système de métronome selon l’invention comprenant le métronome et une unité électronique, de type ordiphone, couplée au métronome ; la est une représentation schématique selon une vue éclatée du métronome du système selon l’invention ; la est une représentation schématique des composants du métronome selon l’invention ; la est une représentation schématique d’un mécanisme de conversion d’un mouvement rotatif en un mouvement de va-et-vient rectiligne. la est une représentation schématique vue de côté d’un module électronique du métronome, en dessous duquel sont positionnés une batterie électrique et un récepteur d’alimentation électrique par induction.
En référence aux figures 1 à 5, un système 1 de métronome selon l’invention est représenté.
Le système 1 comprend : - un corps 2 ; - une baguette 3 oscillante portée par le corps 2 ; - un moteur 4 électrique logé dans le corps 2 et destiné à produire un mouvement de rotation ; - un mécanisme de conversion d’un mouvement rotatif en un mouvement de va-et-vient rectiligne ; - un module 5 électronique destiné à piloter le moteur 4 ; - une interface 6 homme-machine destinée à permettre de contrôler le module 5 électronique, et qui est plus spécifiquement conçue, tel que cela est détaillé par la suite, pour sélectionner et/ou définir une programmation de fonctionnement à mettre en œuvre par le module 5 électronique.
Selon le présent mode de réalisation, le système 1 comprend également une unité électronique 60.
En référence à la , le système 1 comprend un métronome 10 et une unité électronique 60 distincte du métronome 10.
Tel que cela est détaillé par la suite, l’interface 6 homme-machine est intégrée dans l’unité électronique 60.
L’aéronef 100 comporte en outre une soufflante 106 conçue pour propulser l’aéronef 100. La soufflante 106 est en particulier connectée à l’arbre de sortie 104 de la turbomachine 102 afin d’être entraînée par cette dernière.
L’aéronef 100 comporte en outre une machine électrique 108 conçue par exemple pour fonctionner en moteur électrique pour entraîner l’arbre de sortie 104, à la place ou bien en complément de la turbomachine 102. Alternativement ou bien en complément, la machine électrique 108 est conçue pour fonctionner en génératrice pour fournir de l’énergie électrique à partir de la rotation de l’arbre de sortie 104.
L’aéronef 100 comporte en outre une batterie 110 comportant au moins une cellule 111. Dans l’exemple décrit, une seule cellule 111 est prévue. La cellule 111 présente deux bornes 112, 114 entre lesquelles un système électrique est connecté. Le système électrique est conçu pour sélectivement se comporter en charge électrique et être alimenté électriquement par la batterie 110 et se comporter en source électrique pour recharger la batterie 110. Alternativement, le système électrique peut se comporter toujours en charge électrique ou bien toujours en source électrique. Le système électrique comporte par exemple la machine électrique 108.
L’aéronef 100 comporte en outre un système 116 de surveillance de la cellule 111.
Le système de surveillance 116 comporte tout d’abord un capteur 118 d’une température T de la cellule 111.
Le système de surveillance 116 comporte en outre un capteur 120 d’un courant I échangé (c’est-à-dire fourni ou bien reçu) par la cellule 111 au travers de ses bornes 112, 114.
Le système de surveillance 116 comporte en outre un capteur 122 d’une tension U entre les bornes 112, 114 de la cellule 111.
Les capteurs 118, 120, 122 sont conçus pour fournir des mesures de respectivement la température T, le courant et la tension U, ces mesures étant soit directes soit indirectes par déduction à partir d’une ou plusieurs autres grandeurs physiques.
Le système de surveillance 116 comporte en outre un dispositif 124 de surveillance de la cellule 111. Le dispositif de surveillance 124 est en particulier conçu pour estimer un état de charge (de l’anglais « State Of Charge », également désigné par l’acronyme SOC) de la cellule 111, à partir de la température T, du courant I et de la tension U, respectivement mesurés par les capteurs 118, 120, 122.