INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Les motoristes constatent que de telles gouttières sont perfectibles. En effet, les gouttières précitées sont engorgées d’huile, cet engorgement étant propice aux retours d’huile sur le réducteur, et notamment sur les pièces mobiles. De tels retours d’huile perturbent le comportement dynamique du réducteur, au détriment de son rendement.
L’objectif de la présente invention est donc d’apporter une solution simple, efficace et économique permettant de minimiser les retours d’huile sur le réducteur.
L’invention propose ainsi un dispositif de récupération d’huile pour un réducteur de turbomachine d’aéronef, le dispositif comprenant une gouttière s’étendant autour d’un axe X et étant destinée à être disposée en regard de moyens d’éjection d’huile formés dans une couronne du réducteur de la turbomachine, la gouttière comprenant au moins une chambre de réception d’huile qui s’étend autour de l’axe X et qui est ouverte vers l’axe X de sorte à recevoir de l’huile provenant des moyens d’éjection d’huile, la chambre étant délimitée par une première paroi et une seconde paroi disposées en regard l’une de l’autre, la première paroi comprenant un orifice axial d’évacuation d’huile et la seconde paroi présentant une dimension radiale R1 vis-à-vis de l’axe X qui augmente de façon croissante suivant l’axe X en direction de l’orifice axial, de manière à permettre d’acheminer de l’huile éjectée par le réducteur jusqu’à l’orifice axial.
Un tel dispositif permet d’évacuer une majeure partie de l’huile éjectée et ainsi de désengorger la chambre de réception. Ce désengorgement a pour conséquence de minimiser les retours d’huile sur le réducteur, au bénéfice notamment du comportement dynamique du réducteur et de son rendement. Il est bon de noter qu’une fois évacuée, l’huile n’est plus en mesure de retourner sur le réducteur. Le dimensionnement de la seconde paroi favorise l’évacuation d’huile puisqu’il permet d’acheminer efficacement l’huile éjectée jusqu’à l’orifice axial, sous l’effet de deux actions qui se combinent avantageusement. En effet, premièrement, la seconde paroi convertit progressivement la vitesse d’éjection radiale de l’huile en une vitesse axiale. Deuxièmement, la seconde paroi engendre une augmentation progressive de la pression de l’huile.
Le fait d’évacuer l’huile axialement permet de minimiser l’encombrement radial du dispositif de récupération d’huile.
En outre, selon l’invention, les fentes 30 traversantes s’étendent sur une hauteur ou dimension radiale de la pale représentant au moins 30% d’une hauteur ou dimension radiale maximale de la pale. La hauteur ou dimension radiale maximale de la pale correspond à la distance la plus élevée séparant les extrémités radiales ou des bordures latérales 35, 36 de la pale. Les fentes 30 traversantes s’étendent donc sur une portion significative de la pale. Incidemment, elles ne peuvent donc être confondues avec d’autres perforations se situant au niveau de la pale 10 qui seraient destinées à un autre usage, en particulier les trous traversants 7 précités.
Les pales 10 du distributeur 1 selon cet exemple de réalisation de l’invention sont ainsi configurées de sorte à accompagner le phénomène de déformation variable du carter de la turbomachine se produisant lors des phases de montée brutale en température. Les fentes 30 traversantes permettent la respiration par le gonflement des parois des pales 10 et permettent donc de relâcher de l’air frais de ventilation sous la forme d’une couche de refroidissement, afin de limiter l’effet de fatigue thermomécanique. Dans l’invention, la « respiration » est la capacité de la paroi de la pale 10 à évacuer l’air de ventilation venant de la cavité interne 11 par gonflement de la paroi des pales au niveau de la ou chaque fente 30 traversante.
Bien que la compression exercée sur la paroi de chaque pale 10 reste importante, cela n’engendre pas un comportement de la paroi dans lequel elle va chercher à libérer de l’énergie par une déformation irréversible. Au contraire, cela engendre un comportement de la paroi dans lequel la paroi est structurellement configurée, par l’intermédiaire des fentes 30 traversantes, pour se déformer temporairement selon les contraintes, notamment radiales, qui s’exercent sur elle. Ainsi, la réponse à la déformation de la paroi est anticipée par la présence des fentes 30 traversantes.
En outre, la forme incurvée des fentes 30 traversantes permet de ne pas créer de concentration de contraintes. En cela, le comportement du distributeur 1 de turbine selon l’invention est nettement amélioré en comparaison de celui des distributeurs de turbine de l’art antérieur, ce qui permet de mieux contrôler la circulation de l’air de ventilation vers l’extérieur de la pale.
De préférence, les fentes 30 traversantes s’étendent sur une hauteur ou dimension radiale de la pale représentant au moins 50% d’une hauteur ou dimension radiale maximale de la pale. Selon cette configuration, la réponse de la paroi à la déformation générée par les contraintes qui s’exercent sur la paroi est plus adaptée aux fortes contraintes, c’est-à-dire les contraintes aptes à générer des déformations irréversibles sur la paroi d’une pale lorsque rien n’est prévu pour empêcher la déformation. De telles contraintes peuvent par exemple être générées dans des phases de fonctionnement de l’aéronef telles que les phases de décollage. Mais ceci n’est qu’un exemple, et ces fortes contraintes peuvent s’exercer sur les parois des pales dans d’autres phases de fonctionnement de l’aéronef.
De manière avantageuse, seul l’extrados 14 de chaque pale comprend au moins une fente 30 traversante. En effet, comme indiqué précédemment, l’extrados 14 des pales du distributeur est plus exposé aux températures élevées que l’intrados 16. En outre, l’extrados 14 est directement exposé à l’air chaud, généré dans la chambre de combustion, qui circule à travers la veine alors que l’intrados 16 est exposé à l’air frais de ventilation venant du carter, et donc moins sujet aux anomalies observées sur la paroi des pales. C’est donc au niveau de l’extrados 14 que sont donc susceptibles de s’exercer les plus fortes contraintes radiales et que les fissures béantes sont donc le plus susceptibles de se former.
De manière préférentielle, l’extrados 14 et/ou l’intrados 16 de chaque pale 10 comprend(comprennent) deux, voire trois fentes 30 traversantes. Ce dernier exemple étant celui illustré sur les figures 5a et 5b. Ceci étant, l’extrados 14 et/ou l’intrados 16 de chaque pale pourrait comprendre jusqu’à cinq fentes 30 traversantes sans que cela ne nuise au processus de refroidissement de la turbine haute pression. De manière pratique, il est possible de contrôler le refroidissement en ajoutant des fentes, dans la limite des cinq fentes 30 précédemment indiquées.
Selon une mise en œuvre avantageuse, les fentes 30 traversantes d’une même pale sont identiques et espacées axialement les unes des autres. Comme indiqué précédemment, l’extrados 14 et l’intrados 16 de chaque pale 10 s’étendent axialement, c’est-à-dire selon l’axe longitudinal X (visible sur la ). Ainsi, on entend par « espacées axialement » le fait que les fentes 30 traversantes soient, tel qu’illustré sur les figures 5a et 5b, séparées les unes des autres par une distance définie dans la direction de l’axe longitudinal X. Selon cette mise en œuvre particulière, le dimensionnement des pales 10 est simplifié si l’on souhaite adapter le comportement, i.e. la réponse, des pales à une contrainte spécifique, dans la mesure où toutes les fentes 30 sont identiques.
Il est également avantageux que les fentes 30 traversantes soient centrées radialement sur chaque pale 10 et soient situées à une même distance radiale des parois interne 3 et externe 4 du distributeur. En effet, dans ces conditions, le sommet de la concavité de chacune des fentes 30 traversantes est idéalement situé pour que la pale se déforme autour du point où la contrainte exercée est la plus forte. En effet, les inventeurs de la présente invention ont mis en évidence, par simulation, que la zone de déformation « maximale » de la paroi des pales se situait sensiblement au centre de la paroi. Lorsque les fentes 30 traversantes sont agencées tel qu’indiqué, à savoir qu’elles sont centrées radialement sur chaque pale 10 et sont situées à une même distance radiale des parois interne 3 et externe 4 du distributeur, les fentes 30 traversantes sont aptes à se déformer en suivant plus précisément le mouvement de déformation qui se serait naturellement induit par les contraintes radiales exercées sur les parois des pales.
En outre, selon une mise en œuvre particulière, les fentes 30 traversantes sont centrées axialement sur chaque pale et sont situées à une même distance axiale du bord d’attaque 15 et du bord de fuite 17.
Les figures 6a et 6b permettent d’observer un exemple d’agencement des fentes 30 traversantes entre la surface interne de la cavité interne 11 et l’extrados 14 de la pale. Dans l’exemple illustré, au moins certaines des fentes 30 traversantes peuvent s’étendre avantageusement dans un plan qui est tangent à une corde 25 de la pale. Rappelons que la corde d’une pale de distributeur correspond au segment reliant son bord d’attaque et son bord de fuite. Ainsi, les fentes 30 traversantes ne s’étendent pas selon une direction d’axe normal aux surfaces que lesdites fentes 30 traversent, à savoir la surface interne de la cavité interne 11 et la surface externe de la paroi de la pale considérée. Une telle configuration génère très peu de modification de l’air de ventilation externe.
Toutefois, selon une mise en œuvre préférée, chacune des fentes 30 traversantes s’étend dans un plan qui forme un angle inférieur à 30° avec une surface de l’intrados ou de l’extrados dans laquelle ladite fente 30 traversante est formée. Cela permet de ne pas modifier l’air de ventilation externe et améliore le comportement aérodynamique des pales 10. En outre, comme ceci sera expliqué dans la suite, l’inclinaison des fentes 30 traversantes varie selon l’intensité des contraintes qui s’exercent sur chaque pale. Ainsi, la configuration ci-avant décrite, à savoir que les fentes 30 traversantes s’étendent dans un plan qui forme un angle inférieur à 30° avec une surface de l’intrados ou de l’extrados dans laquelle elles sont respectivement formées, s’applique dans un état non déformé de la pale 10 et donc des fentes 30 comme dans un état déformé de la pale et donc des fentes 30.
En pratique, chaque fente 30 traversante a un entrefer d maximal qui peut varier entre une valeur minimale et une valeur maximale. Autrement dit, l’entrefer peut prendre des valeurs intermédiaires est comprise entre sa valeur minimale et sa valeur maximale.
De manière particulièrement avantageuse, lorsqu’aucune contrainte n’est exercée sur la paroi de la pale, l’entrefer est compris entre 0,1 mm et environ 0,2 mm. Ainsi, l’entrefer d n’est jamais nul et est au minimum de 0,1 mm, ce qui permet à la paroi de la pale de « respirer » même lorsque la paroi n’est pas ou peu déformée par les contraintes radiales qui s’exercent sur la pale.
En revanche, toujours dans les conditions précitées (i.e. en l’absence de contraintes sur la paroi des pales), il est préférable que l’entrefer d soit au plus d’environ 0,2 mm. En effet, les dimensions de l’entrefer d en l’absence de contraintes exercées sur la paroi de la pale influencent significativement les dimensions de l’entrefer d lorsque des contraintes sont exercées sur la paroi de la pale. Un entrefer d’au plus 0,2 mm en l’absence de contraintes permet d’atteindre une valeur d’entrefer d inférieure ou égale à 2 mm tout en permettant une respiration contrôlée de la paroi de la pale. En tout état de cause, l’entrefer d est réglable à la conception du distributeur 1 de turbine de sorte qu’il est possible de précisément régler la manière dont circule l’air de ventilation depuis la cavité interne de la pale jusqu’à ce qu’il soit libéré à l’extérieur de la pale 10. Une détermination de l’entrefer optimal au moment de la conception du distributeur permet aussi de mieux contrôler le refroidissement de la turbine lors de la phase d’utilisation. Cet entrefer optimal se situe autour de 1 mm.
Selon une mise en œuvre avantageuse, l’entrefer d est configuré pour augmenter jusqu’à une valeur inférieure ou égale à 2 mm lorsque les pales 10 du distributeur selon l’invention sont soumises à une température supérieure ou égale à 600°C. L’entrefer d est ainsi configuré de manière optimale pour permettre la respiration de la paroi dans des conditions de contraintes diverses, en tout état de cause lorsque les contraintes radiales qui s’exercent sur la paroi des pales sont fortes. Nous y reviendrons dans la suite.
Une des paires 17 de cercles est représentée en détail sur la , en coupe dans un plan orthogonal à l’axe principal A.
Les supercondensateurs 15 du cercle radialement externe sont décalés circonférentiellement par rapport aux supercondensateurs du cercle radialement externe d’une demi-largeur circonférentielle des supercondensateurs 15.
Chaque supercondensateur 15 présente une forme sensiblement parallélépipédique avec une face de connexion 18 axiale comprenant un premier connecteur 19a dit d'entrée et un second connecteur 19b dit de sortie.
Ainsi, pour chaque paire de cercles 17, les connecteurs d'entrée 19a des supercondensateurs 15 de chaque cercle sont situés radialement au droit des connecteurs de sortie 19b des condensateurs 15 de l'autre cercle.
Les connecteurs d’entrée 19a et de sortie 19b de chaque composant capacitif 15 de chacun des cercles sont reliés à des connecteurs de sortie 19b et d’entrée 19a, respectivement, de composants capacitifs 15 de l’autre cercle, à l’exception d’un premier composant 15a et d’un dernier composant 15b de la paire de cercles 17.
Les premier et dernier composant 15a, 15b de chaque paire de cercles 17 sont les composants capacitifs 15 par lesquels le demi-bloc capacitif formé par les composants 15 de la paire de cercle est connecté à l’autre demi-bloc ou au convertisseur 14.
Cela permet de connecter tous les condensateurs 15 de la paire de cercles 17 en série avec des interconnexions de longueur minimale. Les interconnexions reliant les connecteurs d’entrée 19a aux connecteurs de sortie 19b sont notamment de type jeu de barres, et s’étendent radialement. Cela permet de réduire l’inductance et la résistance totale des interconnexions.
De plus, comme représenté sur la , la disposition décalée des cercles concentriques permet de placer les interconnexions des supercondensateurs 15 de chaque paire 17 de cercles axialement en face les unes des autres. Une simple interconnexion 23 entre les 2 paires de cercles 17 en vis-à-vis permet de relier les deux « demi-blocs » de condensateurs 15 en leur point milieu.
Grace à cet arrangement, les interconnexions axialement en vis-à-vis présentent des sens de parcours du courant inverses, l’une étant « montante » radialement quand l’autre est « descendante » radialement (les termes montant et descendant étant relatif au sens de parcours du courant respectivement à l’écart de l’axe principal A et en direction de l’axe principal A). Ceci a pour effet que les champs magnétiques créés par ces interconnexions en vis-à-vis sont en opposition et ont tendance à s’annuler, ce qui se traduit par une forte réduction de l’inductance de câblage.
Selon une variante représentée sur la , l’interconnexion 23 entre les deux paires de cercles concentriques 17 peut être électriquement reliée au châssis de l’aéronef pour créer une référence de potentiel, et/ou être relié au réseau électrique de l’avion pour servir de référence de masse.
Selon une autre variante représentée sur la , les deux demi-blocs constitués par les condensateurs 15 de chacune des deux paires de cercle 17 peuvent être connectés en parallèle, pour rendre le système compatible avec un réseau 540V (+/-270V) ou un réseau 230/400 VAC à fréquence fixe ou variable. Dans ce cas, le deuxième demi-bloc doit être décalé pour continuer à garantir l’effet d’annulation des champs magnétiques entre les différentes interconnexions des condensateurs 15.
Alternativement, les super condensateurs peuvent être adaptés pour des cycles moteur plus longs, allant jusqu’à 5 s, avec des puissances limitées à 200 kW. Ce type de cycle est typiquement compatible avec des super condensateurs à double couche électrochimiques (également appelés EDLC, pour electrochemical double layer capacitor en anglais). Des condensateurs de ce type permettent d’augmenter la durée de cycle jusqu’à 10s, à condition d’accepter une augmentation du volume de stockage.
Il serait également possible d’augmenter encore la durée du cycle jusqu’à 20 s ou 30 s en utilisant des super condensateurs hybrides (aussi appelés LIC, pour Lithium Ion Capacitor en anglais) sous réserve d’ajouter un système de préchauffage, ou de rapprocher les condensateurs de la turbomachine, afin de garantir une température supérieure à -10°C.
Procédé et système de génération d’une énergie électrique au sein d’une turbomachine DOMAINE TECHNIQUE DE L’INVENTION La présente invention concerne un procédé pour générer une énergie électrique au sein d’une turbomachine d’aéronef. Elle concerne également un système de génération d’une énergie électrique au sein d’une turbomachine d’aéronef.
L’invention trouve des applications dans le domaine de l’aéronautique et, particulier, dans le domaine de la propulsion aérodynamique.
ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUE DE L’INVENTION Une turbomachine, en particulier un turboréacteur, est un système de propulsion qui transforme, en énergie cinétique, le potentiel d'énergie chimique contenu dans un carburant et associé à un comburant tel que l'air ambiant. Cette énergie cinétique permet de générer une force de réaction en milieu compressible dans le sens opposé à l'éjection. Un exemple schématique d’une turbomachine à double flux est représenté sur la . Cette turbomachine 10 comporte une soufflante 11 destinée à aspirer un flux d’air. Ce flux d’air se divise, en aval de la soufflante 11, en un flux d’air primaire Fp, ou flux principal, qui circule au cœur de la turbomachine dans une veine primaire 18 et un flux d’air secondaire Fs qui circule dans une veine secondaire 19, concentrique à la veine primaire. Dans la veine primaire 18, le flux d’air Fp traverse, d’amont en aval, un compresseur basse pression (BP) 13, un compresseur haute pression (HP) 14, une chambre de combustion 14, une turbine HP 15, une turbine BP 16 et une tuyère 17. Les compresseurs BP et HP assurent une compression du flux d’air Fp, envoyé ensuite vers la chambre de combustion 14 où le flux d’air comprimé est mélangé à du kérozène pour obtenir la combustion. Les turbines HP et BP détendent ensuite les gaz de compression pour récupérer l’énergie cinétique et entrainer les compresseurs.
Selon un aspect supplémentaire de l’invention, le composant logiciel consiste en un système de gestion de contenu (CMS), et les options de personnalisation peuvent être définies via une interface de programmation d’application (API).
Cela augmente davantage la convivialité utilisateur, lorsqu’il s’agit de la personnalisation du CMS, car cela permet à des utilisateurs non experts de manipuler les options de personnalisation avec une plus grande facilité. Dans un exemple particulier, le CMS est une application Web composée d’un serveur Web et d’un backend de base de données.
Dans ce cas, le CMS crée et maintient l’environnement virtuel, en enregistrant une configuration générée pour chaque dispositif utilisateur dans le backend de base de données. Selon ce mode de réalisation, l’application CMS commande l’environnement virtuel.
En outre, les problèmes mentionnés ci-dessus sont résolus par un procédé dans lequel
un dispositif utilisateur (portable) exécutant une application de navigateur établit une première connexion à au moins un serveur, le serveur reçoit des instructions de commande provenant du dispositif utilisateur et restitue des vues d’un monde virtuel en fonction desdites instructions de commande en tant que données d’image, transmettant un flux des données d’image et/ou audio au dispositif utilisateur ;
le navigateur détecte l’occurrence d’au moins un événement lié au monde virtuel et/ou aux instructions de commande et, lors de la détection du au moins un événement, envoie une demande à un composant logiciel, en réponse à la demande, le navigateur reçoit des informations supplémentaires provenant du composant logiciel ;
le navigateur affiche le flux d’images provenant du serveur dans une première couche et les informations supplémentaires reçues et/ou les éléments graphiques et/ou textuels dérivés des informations supplémentaires reçues dans une seconde couche (partiellement transparente), la seconde couche étant affichée en superposant la première couche.
Selon encore un autre aspect, la structure en couches de l’invention peut être modifiée dans une application tierce, de préférence une page Web tierce, de préférence hébergée sur un serveur tiers. Cela peut être obtenu en intégrant les première et seconde couches dans une trame parent, qui peut faire partie de l’application ou site Web tiers. Dans ce cas, la page Web rendue par l’application de navigateur peut être divisée en deux trames ou plus, dont l’une affiche le monde virtuel avec respectivement les première et seconde couches, qui peut être appelée la trame RV. Au moins une des autres trames peut afficher un contenu issu du serveur tiers et/ou de tout autre serveur, et peut donc être appelée trame tierce. Le contenu rendu dans la au moins une autre trame peut être celui d’une boutique en ligne ou, plus génériquement, d’une plateforme marchande.
Les trames auxquelles il est fait référence ci-dessus peuvent être mises en œuvre par toute technologie disponible, par exemple des itrames et/ou des modèles et/ou des sections de HTML5.
Selon un aspect de l’invention, il existe une communication entre la au moins une des couches (première et seconde couches du monde virtuel) et l’application tierce, par exemple, la page Web tierce, qui est établie. Plus précisément, des événements qui sont associés à la première et/ou à la seconde couche peuvent être transmis à l’application tierce et/ou au serveur tiers. De préférence, la communication est établie du côté client, par exemple entre la trame et facultativement transmise à un serveur, par exemple, le serveur tiers. Cela permet de générer une réponse immédiate à l’événement, par exemple par la page Web tierce/côté tiers.
Une fois que l’application de navigateur détecte un événement, une demande est envoyée au composant logiciel, qui renvoie des informations supplémentaires, qui sont ensuite affichées dans la seconde couche. En particulier, les informations supplémentaires peuvent comporter un lien ou un bouton, avec lequel l’utilisateur peut interagir avec les instructions de commande.
Une fois que l’application de navigateur enregistre l’ID associé à un événement dans la première et/ou la seconde couche, la trame parent peut en outre être incitée à transmettre des informations associées à l’ID d’événement à la au moins une autre trame tierce associée à l’application tierce et/ou au serveur tiers. En particulier, l’ID d’événement peut être associé, de préférence au moyen d’une table de transfert, à une action du côté tiers, comme le placement d’un article dans un panier de règlement. Ces informations peuvent ensuite être encore relayées par la trame parent à un composant de l’application tierce. En variante, les informations peuvent uniquement provoquer un changement local dans la trame tierce du navigateur/client, qui peut être présenté à l’application tierce ou au serveur tiers à un moment ultérieur.
Le terme « trame parent » est choisi pour souligner la structure conceptuelle du présent aspect de l’invention et peut ne pas se référer à une trame réelle, mais plutôt plus généralement au composant d’une application ou d’une page Web tierce, dans laquelle la trame RV et une ou plusieurs trames tierces sont intégrées.
Dans un aspect en variante, le navigateur peut transmettre les informations supplémentaires à l’application tierce et/ou au serveur tiers immédiatement après la détection de l’événement, sans les relayer auparavant à la trame tierce.