INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Ensemble propulsif amélioré pour aéronef hybridé multi moteurs La présente invention concerne le domaine des aéronefs hybridés, comprenant au moins deux moteurs tels que des turbomoteurs ou des turbopropulseurs, pour des engins volants tels des hélicoptères ou avions bimoteurs. En particulier, l’invention concerne un ensemble propulsif pour aéronef hybridé multi moteurs, notamment bimoteur, un aéronef hybridé comprenant un tel ensemble propulsif, et un procédé utilisant un tel ensemble propulsif.
Un des points critiques du mode SEO réside dans la capacité à rallumer la turbine arrêtée en cas de perte de puissance de la turbine en fonctionnement. Afin d’assurer un redémarrage le plus rapide possible, il est possible de maintenir la turbine arrêtée en mode veille (ou « super ralenti »), c’est-à-dire de continuer à faire tourner son générateur de gaz au moyen exclusif d’une machine électrique, sans apport de carburant. Le générateur étant alors maintenu dans sa « fenêtre d’allumage » (typiquement 10-30% de la vitesse de rotation nominale du générateur de gaz) afin de permettre un allumage immédiat du carburant, soit en mode « super-ralenti » au moyen d’une combustion à un seuil de vitesse faible et assisté par l’intermédiaire d’un apport de puissance mécanique via une machine électrique, afin de bénéficier d’une chambre de combustion déjà allumée mais avec une température interne maitrisée.
Les applications bimoteurs impliquent de nombreuses fonctions, telles que le démarrage du générateur de gaz, la génération d’électricité à bord, ou la fourniture de puissance mécanique au rotor principal. Les solutions existantes, permettant de réaliser certaines de ces fonctions ne sont pas entièrement satisfaisantes. En particulier, elles ne permettent pas d’apporter la redondance nécessaire à la fonction démarrage du moteur qui se trouve en mode veille, ni de limiter l’impact du prélèvement électrique sur le moteur lorsque l’hélicoptère ne fonctionne pas en mode SEO. Il existe donc un besoin pour un ensemble propulsif d’aéronef bimoteur ou multi moteurs présentant une architecture répondant au moins en partie aux inconvénients précités.
Le présent exposé concerne un ensemble propulsif pour aéronef hybridé, notamment d’hélicoptère multi-moteurs, comprenant : - au moins un premier moteur et un deuxième moteur ayant chacun un générateur de gaz et une turbine libre entraînée en rotation par un flux de gaz généré par le générateur de gaz, - un rotor principal couplé à la turbine libre du premier et du deuxième moteur, - le premier moteur comprenant une première machine électrique et une deuxième machine électrique de puissance inférieure à la première machine électrique, l’une de la première ou de la deuxième machine électrique étant apte à être couplée au générateur de gaz et à mettre en rotation le générateur de gaz lors d'une phase de démarrage du moteur, et étant en outre apte à être couplée à la turbine libre afin de générer de l'énergie électrique après la phase de démarrage, l’autre de la première ou de la deuxième machine électrique étant couplée au générateur de gaz uniquement.
Le rotor principal peut être couplé à la turbine libre du premier moteur et du deuxième moteur par l’intermédiaire d’un premier et d’un deuxième moyen de couplage principal respectivement. Par ailleurs, un arbre de la turbine libre de chacun du premier et du deuxième moteur peut être en prise directe avec le rotor principal, ou par l’intermédiaire d’un réducteur mécanique.
De plus, lors d’un fonctionnement en mode SEO, lorsque le premier (ou le deuxième) moteur entraine seul le rotor principal, la première (ou la deuxième) machine électrique entrainée par la turbine libre et fonctionnant en mode génératrice peut être utilisée pour apporter de l’énergie électrique à la deuxième (ou la première) machine électrique couplée au générateur de gaz uniquement, afin d’assister ce dernier. Dans le même temps, la première ou la deuxième machine électrique du moteur fonctionnant en mode veille peut être utilisée pour maintenir le générateur de gaz de ce moteur en rotation à faible vitesse. La première machine électrique de forte puissance peut en outre être utilisée pour un redémarrage rapide du moteur qui est en mode veille, notamment en cas d’urgence. La première ou la deuxième machine électrique peuvent également être utilisées de façon indépendante afin de réaliser un redémarrage normal, permettant ainsi une redondance.
De plus, il est possible d’utiliser les deux machines électriques en mode démarrage en même temps afin d’augmenter la puissance injectée au générateur de gaz lors de la phase de réactivation rapide et donc de réduire le temps de réactivation.
Par conséquent, l’architecture multi moteurs selon le présent exposé présente l’avantage d’être simple en limitant le nombre de composants et de connexions. En particulier, elle permet d’améliorer la fiabilité du démarrage pour le moteur en mode veille dans le cadre du mode SEO, et d’optimiser la performance du moteur en prélevant via l’une des machines électriques sur la turbine libre après la phase de démarrage en fonctionnement bimoteur classique, tout en effectuant de l’hybridation interne par la transmission d’énergie électrique entre la première et la deuxième machine électrique. Il est ainsi possible de rationaliser et d’optimiser le nombre de machines électriques et l’architecture de l’ensemble propulsif, tout en permettant de réaliser un nombre élevé de fonctions, et en diminuant la masse du dispositif.
Dans certains modes de réalisation, la première machine électrique est couplée à un arbre de la turbine libre par l'intermédiaire de premiers moyens de couplage désactivables, et est couplée à un arbre du générateur de gaz par l'intermédiaire de deuxièmes moyens de couplage désactivables, les premiers et deuxièmes moyens de couplage désactivables étant configurés de manière à ne pas être activés simultanément.
Selon l'invention, lorsque les premiers moyens de couplage sont activés, les deuxièmes moyens de couplage sont désactivés, c'est-à-dire que la première machine électrique est couplée à la turbine libre tout en étant découplée du générateur de gaz, tandis qu'à l'inverse, lorsque les deuxièmes moyens de couplage sont activés, les premiers moyens de couplage sont désactivés, c'est-à-dire que la première machine électrique réversible est couplée au générateur de gaz tout en étant découplée de la turbine libre. Sans sortir du cadre de l'invention, on peut également prévoir une position intermédiaire dans laquelle les premiers et deuxièmes moyens de couplage sont désactivés en même temps.
Conformément à l'invention, la première machine électrique est de préférence réversible et fonctionne en moteur électrique lorsque les deuxièmes moyens de couplage sont activés, de manière à entraîner en rotation le générateur de gaz lors de la phase de démarrage du moteur. Corrélativement, la première machine électrique réversible fonctionne en génératrice électrique lorsque les premiers moyens de couplage sont activés, de manière à produire de l'électricité par le prélèvement d'énergie cinétique sur la turbine libre, et ce après la phase de démarrage du moteur, c'est-à-dire essentiellement en vol. Grâce au fait que les premiers et seconds moyens de couplage ne peuvent être activés simultanément, on évite l'apparition de la situation non souhaitée dans laquelle la turbine libre entraîne en rotation le générateur de gaz.
Dans certains modes de réalisation, les premiers moyens de couplage comprennent une première roue libre, les deuxièmes moyens de couplage comprennent une deuxième roue libre, et les première et deuxième roues libres sont montées en opposition.
Dans certains modes de réalisation, les premiers moyens de couplage comprennent un premier réducteur ayant un premier coefficient de réduction, tandis que les deuxièmes moyens de couplage comprennent un deuxième réducteur ayant un deuxième coefficient de réduction, et le rapport des premier et deuxième coefficients de réduction est inférieur à une valeur limite.
Dans certains modes de réalisation, lorsque l’un du premier ou du deuxième moteur entraine seule le rotor principal, le générateur de gaz de l’autre du premier ou du deuxième moteur est maintenu dans un mode veille, par l’intermédiaire de la première ou de la deuxième machine électrique.
De préférence, le tensioactif anionique est présent en une quantité allant de 0,5% à 10% en poids, par rapport au poids total de la composition, de préférence allant de 0,7% à 5% en poids, et préférentiellement allant de 0,8 % à 3% en poids.
La composition selon l’invention comprend de préférence une phase huileuse dispersée dans la phase aqueuse : c’est une émulsion H/E.
Phase huileuse La composition selon l’invention comprend de préférence également au moins une huile, notamment une huile cosmétique, formant une phase huileuse. Elle peut contenir en outre d'autres corps gras.
- les huiles hydrocarbonées d'origine végétale, telles que les triglycérides liquides d'acides gras comportant de 4 à 10 atomes de carbone comme les triglycérides des acides heptanoïque ou octanoïque ou encore, par exemple les huiles de maïs, de soja, de courge, de pépins de raisin, de sésame, de noisette, d'abricot, de macadamia, d'arara, de ricin, d'avocat, les triglycérides des acides caprylique/caprique comme ceux vendus par la société Stearineries Dubois ou ceux vendus sous les dénominations Miglyol 810, 812 et 818 par la société Dynamit Nobel, l'huile de beurre de karité;
- les esters et les éthers de synthèse, notamment d'acides gras, comme les huiles de formules R1COOR2 et R1OR2 dans laquelle R1 représente le reste d'un acide gras comportant de 8 à 29 atomes de carbone, et R2 représente une chaîne hydrocarbonée, ramifiée ou non, contenant de 3 à 30 atomes de carbone, comme par exemple l'huile de Purcellin, l'isononanoate d'isononyle, l’isononanoate de cétéaryle (qui est un mélange d’esters d’alkyles en C16 et C18 avec l’acide isononanoïque), le myristate d'isopropyle, le palmitate d'éthyl-2-hexyle, le stéarate d'octyl-2-dodécyle, l'érucate d'octyl-2-dodécyle, l'isostéarate d'isostéaryle ; les esters hydroxylés comme l'isostéaryl lactate, l'octylhydroxystéarate, l'hydroxystéarate d'octyldodécyle, le diisostéarylmalate, le citrate de triisocétyle, les heptanoates, octanoates, decanoates d'alcools gras ; les esters de polyol, comme le dioctanoate de propylène glycol, le diheptanoate de néopentylglycol et le diisononanoate de diéthylèneglycol ; et les esters du pentaérythritol comme le tétraisostéarate de pentaérythrityle ou le pentaisononanoate de dipentaérythrityle ;
- les hydrocarbures linéaires ou ramifiés, d'origine minérale, végétale ou synthétique, tels que les huiles de paraffine, volatiles ou non, et leurs dérivés, les alcanes comportant de 10 à 30 atomes de carbone, de préférence 12 à 20 atomes de carbone, tels que notamment les C15-19 alcanes comme ceux commercialisés par Seppic sous le nom d’Emogreen L19, les huiles hydrocarbonées à chaîne ramifiée comportant de 10 à 30 atomes de carbone telles que l'isohexadécane, l'isododécane, les isoparaffines et leurs mélanges, la vaseline, les polydécènes, les polyisobutènes, le squalane, les polyisobutènes hydrogénés tels que par exemple les Parléam® commercialisés par la société NIPPON OIL FATS, le PANALANE H-300 E commercialisé par la société AMOCO, le VISEAL 20000 commercialisé par la société SYNTEAL, le REWOPAL PIB 1000 commercialisé par la société WITCO, ou encore le PARLEAM LITE commercialisé par NOF Corporation. Parmi les hydrocarbures linéaires ou ramifiés d'origine synthétique préférés, on peut citer le squalane, qui est une huile issue de l’hydrogénation du squalène; ou
De préférence, la composition selon l’invention comprend au moins une huile choisie parmi les hydrocarbures linéaires ou ramifiés, d'origine minérale, végétale ou synthétique, de préférence choisie parmi les alcanes comportant de 10 à 30 atomes de carbone, de préférence 12 à 20 atomes de carbone, tels que notamment les C15-19 alcanes.
La quantité d’huile dans la composition peut aller par exemple de 0,1% à 15%, de préférence de 0,5% à 10% en poids par rapport au poids total de composition.
Par ailleurs, de préférence, la quantité de phase huileuse va de 1% à 50% en poids, de préférence de 5% à 40% en poids, de préférence de 10% à 30% en poids par rapport au poids total de composition.
De préférence, la composition selon l’invention est substantiellement exempte de silicone. Par « silicone », on entend notamment les huiles de silicone comme les polyméthylsiloxanes (PDMS) volatiles ou non à chaîne siliconée linéaire ou cyclique, liquides ou pâteux à température ambiante, notamment les cyclopolydiméthylsiloxanes (cyclométhicones) telles que la cyclohexasiloxane ; les polydiméthylsiloxanes comportant des groupements alkyle, alcoxy ou phényle, pendant ou en bout de chaîne siliconée, groupements ayant de 2 à 24 atomes de carbone ; les silicones phénylées comme les phényltriméthicones, les phényldiméthicones, les phényltriméthylsiloxydiphényl- siloxanes, les diphényl-diméthicones, les diphénylméthyldiphényl trisiloxanes, les 2-phényléthyltriméthyl-siloxysilicates, ou encore les polyméthylphénylsiloxanes. Par « substantiellement exempte », on entend que la composition contient moins de 0,5% en poids, de préférence moins de 0,3% en poids, de préférence moins de 0,1% en poids par rapport au poids total de composition, de silicone. De préférence, la composition selon l’invention est totalement exempte de silicone.
La composition selon l’invention peut également comprendre tout additif utilisé usuellement en cosmétique, tel que notamment les charges, les conservateurs, les gélifiants, les séquestrants, les matières colorantes et/ou les actifs.
Comme charge, on peut citer la silice, l’amidon de tapioca, le talc, le mica, le kaolin, la cellulose, mais aussi les particules de nylon ou de polyméthacrylate de méthyle (PMMA).
DESCRIPTION DETAILLEE DE L’INVENTION En référence à la , il est représenté un ensemble propulsif 1 pour aéronef selon une forme de réalisation de l’invention. L’ensemble propulsif 1 s’étend longitudinalement selon un axe X et comprend un organe propulsif (non représenté), configuré pour participer à la propulsion de l’aéronef par accélération d’un flux d’air circulant d’amont en aval. Les termes « amont » et « aval » se réfèrent à l’axe X qui s’étend depuis l’amont vers l’aval de l’ensemble propulsif 1, comme représenté sur la .
En référence à la , l’ensemble propulsif 1 selon l’invention comprend une turbomachine à gaz 2, une machine électrique de propulsion M et une pile à combustible 9 pour alimenter la machine électrique de propulsion M.
La machine électrique de propulsion M est configurée pour participer à la propulsion de l’aéronef en transférant de l’énergie à l’organe propulsif de manière à l’entrainer en rotation.
La pile à combustible 9 est configurée pour générer de l’énergie électrique Elec pour alimenter la machine électrique de propulsion M.
Comme cela est connu, la pile à combustible 9 est un dispositif permettant de mettre en œuvre une réaction électrochimique pour générer de l’énergie électrique Elec à partir d’une réaction d’oxydoréduction. Pour cela, la pile à combustible 9 est alimentée par un fluide oxydant et un fluide réducteur, par exemple du dihydrogène (H2) et du dioxygène (O2), qui circulent dans une pluralité de cellules et réagissent au moyen d’un catalyseur pour former la réaction électrochimique et produire de l’énergie électrique Elec.
Pour permettre la mise en œuvre de la réaction d’oxydo-réduction, la pile à combustible 9 est configurée pour être alimentée par un flux de carburant Q, de préférence du dihydrogène (H2). Dans cet exemple, le carburant Q est stocké dans un réservoir cryogénique R (représenté sur la ) qui permet de stocker le dihydrogène à l’état liquide permettant d’embarquer une masse plus importante de carburant Q dans l’aéronef.
La pile à combustible 9 est également configurée pour être alimentée avec un flux d’oxygène sous pression. Pour cela, la pile à combustible 9 comprend une entrée d’air 91.
Toujours en référence à la , la turbomachine à gaz 2 selon l’invention comporte un générateur de gaz 3 comprenant un arbre de propulsion principal 4 relié à l’organe propulsif, par exemple, via une boite de transmission. Le générateur de gaz 3 comporte également un étage de compression principal 31 et un étage de turbine 32 reliés à l’arbre de propulsion principal 4 pour l’entrainer en rotation et entrainer ainsi l’organe propulsif.
Le générateur de gaz 3 comprend une entrée d’air principale 33 pour alimenter l’étage de compression principal 31 avec un flux d’air principal A1, en particulier, issu de l’extérieur. L’étage de compression principal 31 est configuré pour accélérer le flux d’air principal A1 de manière à entrainer la rotation de l’étage de turbine 32 et ainsi de l’arbre de propulsion principal 4. Le flux d’air principal A1 circule, de préférence, d’amont en aval dans le générateur de gaz 3, c’est-à-dire selon l’axe longitudinal X.
L’étage de turbine 32 entraine l’arbre de propulsion principal 4 selon une vitesse de rotation prédéterminée.
Le générateur de gaz 3 comprend également une tuyère d’échappement 34 par laquelle s’échappe un flux d’air d’échappement issu de la combustion entre un carburant et le flux d’air principal A1 compressé dans l’étage de compression principal 31.
Le fonctionnement d’un tel générateur de gaz 3 est connu de l’homme du métier et ne sera pas décrit plus en détails dans ce document.
Selon l’invention, la turbomachine à gaz 2 comprend un étage de compression auxiliaire 5 monté sur un arbre de propulsion auxiliaire 6.
L’arbre de propulsion auxiliaire 6 est relié mécaniquement à l’arbre de propulsion principal 4. Dans une forme de réalisation préférée, l’arbre de propulsion principal 4 et l’arbre de propulsion auxiliaire 6 sont coaxiaux et sont adjacents selon l’axe longitudinal X, permettant une architecture simple. Dans cette forme de réalisation, l’arbre de propulsion principal 4 et l’arbre de propulsion auxiliaire 6 sont solidaires en rotation, de préférence, forment ensemble un même arbre de propulsion.
L’étage de compression auxiliaire 5 comprend une entrée d’air auxiliaire 51 et une sortie d’air auxiliaire 52 et est configuré pour accélérer un flux d’air auxiliaire A2 circulant depuis l’entrée d’air auxiliaire 51 vers la sortie d’air auxiliaire 52. La sortie d’air auxiliaire 52 est reliée à l’entrée d’air 91 de la pile à combustible 9 de manière à l’alimenter avec un flux d’air sous pression. Autrement dit, l’étage de compression auxiliaire 5 monté dans la turbomachine à gaz 2 permet de générer un flux d’air sous pression à destination de la pile à combustible 9. De manière préférée, l’entrée d’air auxiliaire 51 prélève de l’air dans le milieu extérieur.
L’invention s’inscrit dans ce contexte et a pour objectif de pallier au moins partiellement un ou plusieurs des inconvénients précités en proposant une alternative aux dispositifs de régulation thermique connus, notamment dans leur application à des éléments de stockage électrique tels que des cellules de batteries de véhicule automobile, qui permette d’homogénéiser la régulation thermique, tel que le refroidissement, des composants.
À cet effet, l’invention a pour objet un dispositif de régulation thermique d’un nombre prédéfini de composants électroniques et/ou électriques, notamment pour véhicule automobile, ledit dispositif comportant un boîtier définissant un logement configuré pour recevoir le nombre prédéfini de composants électroniques et/ou électriques, et un circuit de fluide, par exemple un fluide diélectrique.
Selon l’invention ledit dispositif comporte au moins un support agencé entre un élément du boîtier et le logement, le support comprenant le circuit de fluide.
Le support comporte au moins une protubérance s’étendant en direction du logement, la protubérance étant creuse de manière à définir un canal interne de circulation du fluide et étant munie d’une pluralité d’orifices, les orifices étant agencés de façon à projeter du fluide sur au moins une surface d’au moins un composant lorsqu’il est reçu dans le boîtier.
Ainsi, il n’est pas nécessaire de rajouter des buses pour projeter le fluide tel qu’un fluide diélectrique. Le support du circuit de fluide muni d’orifices assure la fonction de distribution et projection du fluide, avantageusement en plusieurs zones d’un pack batterie par exemple.
Le boîtier comprend par exemple un couvercle fermant le logement. Le support peut être agencé entre le couvercle et le logement.
Le support est destiné à être agencé au-dessus de composants, tels que des cellules de batterie, reçus dans le boîtier, selon un axe vertical du dispositif destiné à coïncider avec un axe vertical du véhicule à l’état monté du dispositif dans le véhicule.
La protubérance se termine par exemple par une bordure d’extrémité munie d’au moins un orifice.
La bordure d’extrémité peut être configurée pour être agencée en regard d’un espacement entre deux composants adjacents lorsqu’ils sont reçus dans le boîtier. Le fluide peut ainsi être projeté entre une paire de composants adjacents. Le fluide projeté peut alors s’écouler le long de parois latérales, notamment de grandes faces, des composants, tels que des cellules de batterie.
De préférence, plusieurs orifices sont prévus sur la bordure d’extrémité. Cela permet de générer une multitude de jets de fluide, sans nécessiter de buses.
Selon un exemple de réalisation, la protubérance est dimensionnée de sorte que la bordure d’extrémité s’étende sur toute la distance, toute la longueur, entre les deux composants adjacents lorsqu’ils sont reçus dans le boîtier.
Le support peut comporter plusieurs protubérances. Les protubérances peuvent conférer une tenue mécanique au support.
Chaque protubérance peut se terminer par une bordure d’extrémité respective.
Les protubérances sont par exemple disposées de sorte qu’une bordure d’extrémité est agencée en regard de chaque espacement entre deux composants adjacents lorsqu’ils sont reçus dans le boîtier. Le fluide peut ainsi être projeté entre chaque paire de composants.
Le support peut comporter une conduite principale d’alimentation en fluide raccordée fluidiquement à l’ensemble des protubérances. Le support assure ainsi une fonction de distribution globale de fluide, par exemple dans tout un pack batterie, se rapprochant de l’effet d’un pommeau de douche.
Dans une seconde position relative entre le premier organe bloqueur et le deuxième organe bloqueur viennent s’arcbouter sur le rail dans les conditions d’arc-boutement suivantes avec génération: - d’un premier effort généré par un premier appui de la deuxième partie de glissière sur le premier organe de blocage assurant un arc-boutement dudit premier organe de blocage sur le rail assurant un verrouillage du deuxième élément de glissière par rapport au premier élément de glissière dans un premier sens de coulissement, par deux réactions dudit rail sur ledit premier organe de blocage, avec d’une part, une première réaction entre une première surface supérieure de frottement du rail et une première paroi dudit premier organe de frottement et, d’autre part, une deuxième réaction entre une deuxième surface de frottement inférieure du rail et une deuxième paroi dudit premier organe de blocage, - d’un deuxième effort généré par le deuxième appui sur le deuxième organe de blocage assure un arc-boutement dudit deuxième organe de blocage sur le rail assurant un verrouillage du deuxième élément de glissière par rapport au premier élément de glissière dans un deuxième sens de coulissement, par deux réactions dudit rail sur ledit deuxième organe de blocage, avec d’une part, une troisième réaction entre le première surface supérieure de frottement du rail et la troisième paroi dudit deuxième organe de frottement et, d’autre part, une quatrième réaction entre la deuxième surface de frottement inférieure du rail et la quatrième paroi dudit deuxième organe de blocage.
Selon les constatations des inventeurs, un tel état de la technique peut être amélioré. Résumé
La présente divulgation vient améliorer au moins tout ou partie de la situation.