INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Tel qu’illustré sur la , le système propulsif 2 entraine un rotor principal 17 muni d’une voilure tournante via une boite de transmission principale 18 (connue sous l’acronyme BTP), et un rotor arrière de queue 19 (connu également sous l’acronyme RAC pour « rotor anticouple ») via une boite de transmission arrière 20 (connue sous l’acronyme BTA).
Plus précisément, la boite de transmission principale 18 est reliée mécaniquement à la prise de mouvement 10 du turbomoteur 3 par l’intermédiaire d’un arbre de transmission supérieur 21. La boite de transmission arrière 20 est reliée mécaniquement à la boite de transmission principale 18 par l’intermédiaire d’un arbre de transmission inférieur 22. L’arbre de transmission inférieur 22 se trouve verticalement en dessous de l’arbre de transmission supérieur 21.
Tel qu’illustré sur les figures, le corps haute pression 4 fait partie d’un générateur de gaz du turbomoteur 3 qui comprend le compresseur 6, une chambre de combustion 23 et la turbine de détente 7. Le compresseur 6 est alimenté en air via une entrée d’air 24 et comprend un ou plusieurs étages de compression, chaque étage pouvant être axial ou centrifuge. L’entrée d’air 24 est ici disposée axialement entre le boitier de transmission 12 et le compresseur 6. La chambre de combustion 23 est alimentée en air comprimé via le compresseur 6 et en carburant via un ou plusieurs injecteurs. Le mélange air/carburant est brûlé sous l’action d’un ou plusieurs dispositifs d’allumage. Les gaz d’échappement provenant de la chambre de combustion 23 sont détendus dans la turbine de détente 7. La turbine de détente 7 comprend un ou plusieurs étages de détente, chaque étage pouvant être axial ou centripète. La turbine de détente 7 entraine le compresseur 6 via l’arbre haute pression 8 qui est mobile autour d’un axe X. Les gaz d’échappement du turbomoteur 3 sont évacués par l’intermédiaire d’une tuyère d’échappement 25 qui est disposée axialement à une extrémité arrière 26 du système propulsif 2.
Tel qu’illustré sur les figures, la turbine de puissance 9 est entrainée par les gaz d’échappement générés par le générateur de gaz. La turbine de puissance 9 se trouve ainsi axialement à l’arrière du générateur de gaz. La turbine de puissance 9 entraine en rotation la prise de mouvement 10 via le réducteur 11. Le réducteur 11 permet de réduire la vitesse de rotation de la prise de mouvement 10 par rapport à celle de la turbine de puissance 9. La turbine de puissance 9 et le réducteur 11 sont reliés mécaniquement l’un à l’autre par un arbre basse pression 27. Les arbres basse pression et haute pression 27, 8 sont coaxiaux, et mobiles autour de l’axe X. L’arbre basse pression 27 traverse intérieurement l’arbre haute pression 8. Le réducteur 11 fait partie du boitier de transmission 12 qui est disposé axialement à l’extrémité avant 13 du système propulsif 2. Avantageusement, le réducteur 11 est un réducteur à engrenages. Le boitier de transmission 12 porte les première et seconde machines électriques 14, 15 mais également divers autres accessoires tels que les servitudes huile/carburant, un séparateur air/huile, etc. Le boitier de transmission 12 réalise ainsi les transferts de puissance souhaités entre les accessoires et les corps 4, 5 mobiles du turbomoteur 3.
Par convention, dans la présente demande, les termes « avant » et « arrière » définissent les positions axiales des éléments du système propulsif 2, tout en sachant que le boitier de transmission 12 est disposé axialement à une extrémité avant 13 du système propulsif 2, et la tuyère d’échappement 25 est disposée axialement à une extrémité arrière 26 du système propulsif 2.
En outre, par convention, dans la présente demande, les termes « axial » ou « axialement » font référence à toute direction parallèle à l’axe X.
Tel qu’indiqué ci-dessus et illustré sur les figures, la première machine 14 électrique est reliée mécaniquement au corps haute pression 4 du turbomoteur 3, et est fixée sur le boitier de transmission 12.
Concernant les première et seconde machines électriques 14, 15, le circuit de refroidissement et de lubrification est notamment utilisé pour refroidir les rotors et les stators des machines électriques 14, 15 mais également pour lubrifier les paliers guidant les rotors et les joints d’étanchéité dynamique. Concernant le boitier de transmission 12, le circuit de refroidissement et de lubrification est notamment utilisé pour refroidir et lubrifier les engrenages et les roulements présents à l’intérieur de ce boitier 12.
Le circuit de refroidissement et de lubrification est par exemple alimenté avec de l’huile.
SYSTEME PROPULSIF HYBRIDE POUR UN AERONEF Domaine technique de l'invention La présente invention se rapporte à un système propulsif hybride pour un aéronef.
Arrière-plan technique La propulsion hybride électrique d’un aéronef est une des solutions pour réduire significativement l’empreinte carbone du transport aérien.
Une telle propulsion combine par exemple une turbomachine thermique et une ou plusieurs machines électriques capables de suppléer ou de compléter la turbomachine.
La combinaison des énergies thermique et électrique permet de réduire significativement la consommation en carburant de la turbomachine, et par voie de conséquence ses émissions de dioxyde de carbone.
La demande FR-B1-3062882 au nom de la demanderesse décrit un système propulsif hybride pour un hélicoptère comprenant un turbomoteur principal et une machine électrique qui est utilisée en situation d’urgence (lors par exemple d’une panne du turbomoteur principal), afin d’apporter momentanément de la puissance à l’hélicoptère pour certaines manœuvres.
Un tel système propulsif est perfectible, les motoristes étudiant les différentes possibilités pour intégrer au mieux une ou plusieurs machines électriques, de manière notamment à optimiser l’encombrement global du système propulsif, à minimiser les modifications, et à faciliter la maintenance de la ou des machines électriques.
L’objectif de la présente invention est donc de proposer une solution simple, efficace et économique permettant de réponde aux problématiques précitées.
L’invention propose ainsi un système propulsif hybride pour un aéronef comprenant : - un turbomoteur comprenant un corps haute pression et un corps basse pression mobiles, le corps haute pression comprenant un compresseur et une turbine de détente reliés mécaniquement l’un à l’autre par un arbre haute pression, le corps basse pression comprenant une turbine de puissance qui entraine en rotation un arbre de sortie via un réducteur, le réducteur étant disposé axialement à une extrémité arrière du système propulsif ; - une boite d’accessoires disposée axialement à une extrémité avant du système propulsif ; - des première et seconde machines électriques reliées mécaniquement et respectivement aux corps haute pression et basse pression, les machines électriques étant configurées pour fonctionner dans des modes dits moteur et générateur, la première machine électrique étant fixée sur un premier boitier de transmission qui est lui-même fixé sur la boite d’accessoires, la seconde machine électrique étant fixée sur un second boitier de transmission qui est lui-même fixé sur le réducteur ; - un système de commande qui est configuré pour permettre un transfert de puissance entre les corps haute pression et basse pression via les première et seconde machines électriques.
Une telle répartition des machines électriques permet non seulement d’optimiser l’encombrement global du système propulsif, mais également de minimiser les modifications engendrées par l’intégration des machines électriques.
Un tel positionnement des machines électriques permet de faciliter les opérations de maintenance, les machines électriques étant accessibles et disposées dans des environnements dégagés.
Chaque boitier de transmission assure la transmission du mouvement de rotation entre le corps du turbomoteur et la machine électrique tout en offrant la possibilité de modifier les paramètres associés au mouvement (vitesse, couple, etc.), de manière à faire fonctionner le corps et la machine électrique dans les plages de fonctionnement souhaitées.
Le système propulsif selon l’invention peut comprendre une ou plusieurs des caractéristiques et/ou étapes suivantes, prises isolément les unes des autres ou en combinaison les unes avec les autres : - la première machine électrique est reliée au corps haute pression via un premier mécanisme de transmission disposé au moins en partie dans le premier boitier de transmission, le premier mécanisme de transmission étant de préférence un mécanisme à engrenages ; - la seconde machine électrique est reliée au corps basse pression via un second mécanisme de transmission disposé au moins en partie dans le second boitier de transmission, le second mécanisme de transmission étant de préférence un mécanisme à engrenages ; - le système propulsif comprend un démarreur-générateur qui est relié mécaniquement au corps haute pression, le démarreur-générateur étant fixé sur le premier boitier de transmission ; - le démarreur-générateur est relié au corps haute pression via un troisième mécanisme de transmission disposé au moins en partie dans le premier boitier de transmission, le troisième mécanisme de transmission étant commun ou distinct du premier mécanisme de transmission ; - la première machine électrique et le démarreur-générateur sont l’un à côté de l’autre et fixés à une face avant du premier boitier de transmission ; - les première et seconde machines électriques sont des machines électriques haute tension qui sont connectées à un réseau électrique haute tension du système de commande, le démarreur-générateur est un démarreur-générateur basse tension qui est connecté à un réseau électrique basse tension du système de commande ; - la première machine électrique est configurée pour démarrer le turbomoteur ; - l’arbre de sortie comprend une prise de mouvement avant apte à entrainer une boite de transmission principale de l’aéronef et une prise de mouvement arrière apte à entrainer une boite de transmission arrière de l’aéronef ; - le système propulsif est configuré pour fonctionner selon l’un des modes de fonctionnement suivants : - un premier mode de fonctionnement hybride dans lequel la première machine électrique fonctionne en mode générateur et la seconde machine électrique fonctionne en mode moteur, l’énergie électrique produite par la première machine électrique étant utilisée pour alimenter électriquement la seconde machine électrique, de manière à transférer de la puissance depuis le corps haute pression vers le corps basse pression ; - un second mode de fonctionnement hybride dans lequel la première machine électrique fonctionne en mode moteur et la seconde machine électrique fonctionne en mode générateur, l’énergie électrique produite par la seconde machine électrique étant utilisée pour alimenter électriquement la première machine électrique, de manière à transférer de la puissance depuis le corps basse pression vers le corps haute pression.
La présente invention concerne encore un aéronef comprenant un système propulsif hybride tel que décrit précédemment.
La température d’entrée du gaz sec est de 250°C et celle de sortie du gaz humide est d’environ 120°C.
La poudre obtenue est ensuite mise en forme. Pour cela, le gel d'alumine séché est introduit dans un malaxeur de type Brabender (cuve de malaxage fermée). De l'eau est ajoutée afin d’obtenir une pate avec une perte au feu de 61%. La pâte est malaxée pendant 30 minutes.
La pâte obtenue est ensuite extrudée à travers une filière cylindrique de 2 mm de diamètre.
Les caractéristiques de l’alumine obtenue sont données dans le tableau 2.
Texture des supports d’alumine obtenus par calcination à 550 °C
L’exemple 1 montre qu’un séchage adéquate c'est-à-dire en dessous de 50°C ainsi que l’extrusion directe du gâteau sans malaxage préalable, conformément à l’invention, conduit à un volume poreux de l’alumine préparée selon l’invention, optimisé de 1ml/g et une distribution poreuse monomodale centrée sur un diamètre médian poreux de 13,1 nm.
L’exemple 2 non conforme à l’invention montre qu’un malaxage classique en malaxeur brabender, à partir d’une poudre séchée conduit à une diminution du volume poreux et de diamètre médian. Le volume poreux passe de 1 ml/g à 0,79 ml/g et le diamètre médian passe de 13,1 nm à 11,5 nm.
On observe également que le procédé de préparation selon l’invention permet d’obtenir une alumine finale ne présentant pas ou peu de perte de porosité par rapport au gel de boehmite de départ. Par exemple, en ce qui concerne le volume poreux, le procédé selon l’invention permet l’obtention d’une alumine avec une perte de porosité limitée à 9 % par rapport au gel de départ alors que le procédé selon l’art antérieur conduit à une alumine présentant une perte de porosité de 30% par rapport au gel de départ.
Moulin pour la transformation de grains de céréales et légumineux La présente invention se rapporte au domaine des moulins employés pour la transformation de grains de céréales et légumineux en farine. Ces moulins utilisent des meules pour moudre les grains.
En vue de fabriquer de la farine à une échelle plus locale, des moulins d'encombrement réduits ont été développés, permettant à un artisan de réaliser lui-même sa farine à partir de grains de céréales.
Comme décrit dans la demande de brevet FR2736530A1, un moulin de ce type comporte une meule statique ou dormante et une meule rotative. La meule rotative est entraînée en rotation sur elle-même par un moteur. En règle générale, la meule rotative comporte un passage central traversant, alimenté en grains par un entonnoir. Les grains sont versés dans l'entonnoir, traversent le passage central et viennent s'intercaler dans un espace présent entre la meule rotative et la meule statique. L'écartement entre les deux meules, formant ledit espace, est réglé de sorte que les grains se trouvent pris en friction entre les deux meules. Les grains se déplacent vers la périphérie des meules et sont progressivement écrasés, permettant ainsi de séparer l'enveloppe de la graine de l'amande et du germe, et ainsi être transformés en farine. La farine obtenue est évacuée en périphérie de la meule statique.
Pour fabriquer une farine disposant de qualités nutritives optimales et pour éventuellement intégrer la fabrication de la farine dans un processus de transformation alimentaire reproductible, il est important de contrôler le processus de mouture. En effet, lors la mouture, il est connu que des pressions mécaniques excessives entraînent une augmentation de la température au niveau des meules, susceptible de dégrader la structure des amidons dans la farine produite, de favoriser l’endommagement des amidons et de les rendre plus sensibles à la température. La brutalité du processus mécanique de mouture ainsi que le débit du grain apporté en entrée jouent également un rôle dans les qualités nutritives de la farine obtenue. Des variations dans le processus de mouture font varier les propriétés de l'amidon de la farine sur un même cycle de fabrication, ce qui rend plus difficile une bonne utilisation de la farine, par exemple pour fabriquer du pain avec les bons paramètres de levée de pâte et de temps de cuisson. Si la farine ne dispose pas de qualités constantes au cours du temps, l'artisan devra sans cesse adapter ses paramètres de fabrication.
Comme indiqué ci-dessus, l'un des paramètres à régler concerne l'écartement entre les deux meules du moulin, définissant l'espace dans lequel les grains sont pris entre les deux meules. Il s'agit en effet d'écraser les grains de manière adaptée pour bien séparer le son du reste de la graine, sans dégrader les amidons en vue de maintenir les qualités nutritives de la farine obtenue en sortie.
La demande de brevet FR2736530A1 citée ci-dessus décrit un système de réglage de l'écartement entre les deux meules du moulin. Ce système est basé sur un mécanisme de cric utilisant un vérin à vis dont la manipulation permet de faire monter ou descendre la meule rotative par rapport à la meule fixe. Le principe de fonctionnement de ce système antérieur nécessite de placer le mécanisme dans l'axe de l'arbre d'entraînement, augmentant ainsi l'encombrement en hauteur du moulin, obligeant le système à porter l'ensemble de l'arbre d'entraînement et de la meule et fragilisant ainsi la structure le long de l'arbre.
Par ailleurs, des moulins ont été distribués, dans lesquels la meule rotative est montée coulissante verticalement sur l’arbre d’entrainement. On a constaté que pour des meules rotatives de diamètre inférieur à 600mm, le poids propre de la meule rotative s’avérait insuffisant pour garantir une bonne séparation entre le son et la graine.
La est une vue schématique en coupe de l’installation de la comprenant une pièce en matériau composite obtenue par frittage de la préforme fibreuse imprégnée.
Le procédé de fabrication d’une pièce en matériau composite thermostructural, de préférence de type oxyde/oxyde, conforme à la présente invention débute par la réalisation d’une préforme fibreuse destinée à former le renfort fibreux de la pièce.
Un exemple de préforme fibreuse 10 est illustré sur la . La préforme 10 présente une forme de révolution d’axe de révolution X. Ainsi, la préforme 10 comprend une face externe 10a et une face interne 10b. La préforme fibreuse 10 peut notamment présenter une forme cylindrique, une forme tronconique, une forme de bulbe ou encore une association de ces formes. La préforme fibreuse 10 peut présenter une section maximale de diamètre supérieur à 700 mm.
La préforme fibreuse 10 peut ainsi être réalisée au moins en partie par empilements de strates ou plis obtenus par tissage bidimensionnel (2D). La préforme fibreuse 10 peut également être réalisée au moins en partie par empilements de strates ou plis obtenus par tissage tridimensionnel (3D). Par « tissage bidimensionnel », on entend ici un mode de tissage classique par lequel chaque fil de trame passe d’un côté à l’autre de fils d’une seule couche de chaîne ou inversement. Par « tissage tridimensionnel », on entend ici un tissage par lequel des fils de chaine traversent plusieurs couches de fils de trame, ou des fils de trame traversent plusieurs couches de fils de chaine. La préforme 10 peut également être réalisée au moins en partie par des nappes de fibres unidirectionnelles (UD).
La préforme fibreuse 10 peut être obtenue par dépose de rubans ou par placement automatique des fibres (AFP pour « Automated Fibre Placement »), par drapage, ou par enroulement filamentaire.
Enfin, la préforme 10 peut être obtenue au moins en partie par tressage ou tricot.
La préforme fibreuse 10 peut être formée de fibres constituées d’un des matériaux suivants : l’alumine, la mullite, la silice, un aluminosilicate, un borosilicate, du carbure de silicium, du carbone ou d’un mélange de plusieurs de ces matériaux.
Lorsque la préforme fibreuse 10 est réalisée, celle-ci est imprégnée par un ou plusieurs précurseurs de matrice. De préférence, la préforme fibreuse 10 est imprégnée par une barbotine. L’imprégnation de la préforme fibreuse 10 par une barbotine peut être réalisée en disposant ladite préforme 10 dans un moule fermé par un contre-moule rigide, le moule et le contre-moule définissant un volume interne ayant la forme de la pièce à fabriquer. L’imprégnation de la préforme fibreuse 10 peut également être réalisée sous une membrane souple, comme illustré sur la . L’imprégnation de la préforme fibreuse 10 sous membrane souple est de manière bien connue particulièrement adaptée à la fabrication de pièces de forme élancées et d’épaisseur faible, en permettant notamment un meilleur contrôle des dimensions de la pièce.
Dans l’exemple illustré sur la , la préforme fibreuse 10 est disposée dans un outillage d’imprégnation 500. Ledit outillage d’imprégnation 500 comprend un moule, qui comporte d’une part une chambre d’imprégnation 501 dans laquelle est disposée une préforme fibreuse 10 et d’autre part une chambre de compaction 502.
Une barbotine 5 comprend une phase liquide dans laquelle sont dispersées des particules 51 de précurseur de matrice. Plus particulièrement, la barbotine peut correspondre à une suspension contenant une phase liquide et une poudre de particules de précurseur de matrice. La phase liquide peut être notamment constituée par de l'eau, de l'éthanol ou tout autre liquide dans lequel il est possible de mettre la poudre désirée en suspension. Le pH de la phase liquide de la barbotine peut être adapté selon la nature des particules, par exemple de l’eau avec un pH acide dans le cas d’une poudre d’alumine.
Un liant organique peut être aussi ajouté (PVP ou PVA soluble dans l’eau par exemple). Ce liant permet d'assurer la tenue du cru éventuellement après séchage et avant déliantage et frittage.
La barbotine peut par exemple correspondre à une suspension aqueuse constituée de poudre d'alumine dont la dimension particulaire moyenne (D50) est comprise entre 0,1 μm et 1 μm et dont la fraction volumique est comprise entre 5% et 50%, la suspension étant acidifiée par de l'acide nitrique (pH compris entre 1,5 et 4). En outre de l'alumine, les particules d'oxyde réfractaire peuvent être également en un matériau choisi parmi la mullite, la silice, un aluminosilicate, un aluminophosphate, la zircone, un carbure, un borure, un nitrure et du carbone. En fonction de leur composition de base, les particules d'oxyde réfractaire peuvent être en outre mélangées avec des particules d'alumine, de zircone, d'aluminosilicate, d'oxydes de Terre rare, de dissilicates de Terre rare (utilisés par exemple dans les barrières environnementales ou thermiques) ou toute autre charge permettant de rajouter des fonctions spécifiques au matériau final (noir de carbone, graphite, carbure de silicium, etc.).
La barbotine 5 est destinée à être injecté dans la chambre d’imprégnation 501 et un fluide de compression 6 est destiné à être injecté dans la chambre de compaction 502. Ainsi, la chambre d’imprégnation 501 comporte un ou plusieurs orifices d’entrée 511 permettant l’introduction de la barbotine 5 dans ladite chambre d’imprégnation 501. Le ou les orifices d’entrée 511 de la chambre d’imprégnation 501 peuvent être équipés d’une vanne. La chambre d’imprégnation 501 peut également comporter un ou plusieurs orifices de sortie 512 permettant l’évacuation de la phase liquide de la barbotine 5. De même, la chambre de compaction 502 comporte un ou plusieurs orifices d’entrée 521 permettant l’introduction du fluide de compression 6 dans ladite chambre de compaction 502, et un ou plusieurs orifices de sortie 521 permettant l’aspiration et l’évacuation du fluide de compression 6 présent dans ladite chambre de compaction 502. Les orifices d’entrée et de sorties 521 de la chambre de compaction 502 peuvent être confondus, ou au moins en partie confondus, comme dans l’exemple illustré sur la . Le ou les orifices d’entrée 521 de la chambre de compaction 502 peuvent être équipés d’une vanne.
Le fluide de compression 6 peut par exemple être de l’eau ou de l’huile.
La chambre d’imprégnation 501 peut comporter une strate de filtration 540 interposée entre la préforme fibreuse 10 et le ou les orifices de sortie 512 de la chambre d’imprégnation 501. La strate de filtration 540 permet de retenir les particules 51 de précurseur de matrice de la barbotine 5 dans la préforme 10 tout en laissant passer la phase liquide de la barbotine 5, la phase liquide de la barbotine 5 étant évacuée par le ou les orifices de sortie 512 de la chambre d’imprégnation 501.
La strate de filtration 540 comprend une première face 540a et une deuxième face 540b, opposée à la première face 540a. De préférence, la face interne 10b de la préforme 10 repose sur la deuxième face 540b de la strate de filtration 540. Ainsi, la deuxième face 540b de la strate de filtration 540 présente une forme adaptée à la forme de la face interne 10b de la préforme 10b. De préférence, la strate de filtration 540 est donc un volume de révolution d’axe de révolution X.