INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Dispositif de mesure de la vitesse de rotation d’une hélice d’aéronef La présente invention se rapporte au domaine général de la synchronisation de phase entre les hélices d’un aéronef, et plus particulièrement à la mesure de la vitesse de rotation de ces hélices pour permettre une telle synchronisation.
Le changement climatique est une préoccupation majeure pour de nombreux organes législatifs et de régulation à travers le monde. En effet, diverses restrictions sur les émissions de carbone ont été, sont ou seront adoptées par divers états. En particulier, une norme ambitieuse s’applique à la fois aux nouveaux types d’avions mais aussi à ceux actuellement en circulation nécessitant de devoir mettre en œuvre des solutions technologiques afin de les rendre conformes aux réglementations en vigueur. L’aviation civile se mobilise depuis maintenant plusieurs années pour apporter une contribution à la lutte contre le changement climatique.
Les efforts de recherche technologique ont déjà permis d’améliorer de manière très significative les performances environnementales des avions. La Déposante prend en considération les facteurs impactant dans toutes les phases de conception et de développement pour obtenir des composants et des produits aéronautiques moins énergivores, plus respectueux de l’environnement et dont l’intégration et l’utilisation dans l’aviation civile ont des impacts environnementaux modérés dans un but d’amélioration de l’efficacité énergétique des avions.
Par voie de conséquence, la Déposante travaille en permanence à la réduction de son impact climatique par l’emploi de méthodes et l’exploitation de procédés de développement et de fabrication vertueux et minimisant les émissions de gaz à effet de serre au minimum possible pour réduire l’empreinte environnementale de son activité.
Afin d’améliorer l’acceptabilité d’entrée sur le marché des nouveaux aéronefs, notamment des aéronefs à turbopropulseurs électriques, on prévoit une synchronisation de phase (« synchrophasing ») des hélices de l’aéronef pour réduire le bruit ressenti à l’intérieur de l’aéronef. Il s’agit de faire en sorte que la signature sonore de ces nouveaux aéronefs à turbopropulseurs électriques ne dépasse pas celle des aéronefs déjà présents sur le marché. En pratique, cela implique typiquement d’arriver par synchronisation de phase entre les hélices à une réduction du bruit par rapport aux turbopropulseurs thermiques actuels d’environ 25 dB pour un niveau sonore habituel ressenti à l’intérieur de l’aéronef pouvant aller de 85 dB à 100 dB.
De manière connue, la synchronisation de phase entre les hélices comprend une mesure de la vitesse de rotation des hélices de l’aéronef, permettant ensuite de synchroniser la vitesse et l’angle de rotation de ces hélices. Cette mesure est habituellement réalisée au moyen de capteurs inductifs ou à effet Hall. Or, et s’agissant d’hélices mues par des propulseurs électriques de moyenne à forte puissance, à l’environnement déjà contraignant des capteurs au plan vibratoire et thermique notamment, s’ajoutent des perturbations électromagnétiques associées à la puissance électrique des propulseurs. Les capteurs habituellement utilisés présentent une susceptibilité électromagnétique trop faible, ce qui dégrade la précision de leurs mesures.
Il est donc souhaitable de disposer d’un dispositif de mesure réactif et précis de la vitesse de rotation des hélices, et peu sensible aux perturbations électromagnétiques.
A cet effet, l’invention est le résultat des recherches technologiques visant à améliorer de manière très significative les performances des avions, et en ce sens, contribue à la réduction de l’impact environnemental des avions. Pour cela, l’invention concerne un dispositif de mesure d’une vitesse de rotation d’une hélice d’aéronef comprenant : un capteur de vitesse optique ; une fibre optique reliée au capteur de vitesse optique et destinée à être reliée à une unité de contrôle de l’aéronef ; et au moins une cible configurée pour suivre la rotation de l’hélice,
La fibre optique est complètement immune aux perturbations électromagnétiques, de même que le capteur de vitesse optique. Cela permet d’avoir un dispositif de mesure de la vitesse de rotation d’une hélice complètement insensible à son environnement électromagnétique, notamment aux perturbations liées aux câbles électriques ou aux convertisseurs utilisant des électroniques de puissance. Grâce à cette mesure de vitesse de l’hélice, le système de contrôle de l’aéronef pourra vérifier avec précision et constance si l’hélice a la même vitesse que les autres hélices.
Selon une caractéristique particulière de l’invention, le capteur de vitesse optique est fixé sur une partie fixe d’un moteur actionnant ladite hélice.
Il est par exemple fixé sur la structure fixe supportant le moteur. Cela permet au capteur de vitesse optique d’être moins soumis aux vibrations de l’hélice et du moteur.
Selon une autre caractéristique particulière de l’invention, la fibre optique est placée le long d’une aile de l’aéronef comprenant ladite hélice.
Dans le mode de réalisation décrit ci-après, il est fait référence à un dispositif de fixation 1 pour assembler une garniture à une tôle de véhicule. Cet exemple, non limitatif, est donné pour une meilleure compréhension de l’invention et n’exclut pas la mise en œuvre d’un assemblage en utilisant un dispositif de fixation selon un mode de réalisation de la présente invention d’autres types de pièces à fixer.
Dans un mode d’utilisation du dispositif de fixation 1, comme illustré dans la , après l’assemblage du pêne 100 dans l’ancre 200, le dispositif de fixation 1 est inséré dans une encoche de la garniture 10, et la garniture 10 est tenu entre la tête 140 du pêne 100 et le couvercle 270 de l’ancre 100. En tenant la garniture 10, l’ancre 200 du dispositif de fixation 1 est insérée dans un trou de la tôle 20 comme montré dans la . Les branches 240 déplacent vers l’axe du corps 220 pour que l’ancre 100 entre dans le trou de la tôle 20 et se remettent de façon élastique dans la position originale afin de retenir la tôle 20 entre l’un des étages 242 et le couvercle 270 de l’ancre 100.
Particulièrement, le dispositif de fixation 1 selon l’invention s’adapte sur toute la plage d’épaisseur de tôle existante, afin de faciliter et standardiser la fabrication et l’utilisation du dispositif de fixation selon l’invention.
ENSEMBLE DE PISTON A ISOLATION THERMIQUE COMPORTANT UNE ENTRETOISE FORMANT UNE BARRIERE THERMIQUE La présente invention concerne un dispositif de freinage à refroidissement amélioré.
La présente invention concerne un ensemble de piston à isolation thermique pour un étrier de frein d’un dispositif de freinage à disque de frein, comportant un piston qui comporte une chambre interne adaptée pour être ouverte en direction du disque de frein lorsque ledit piston est positionné dans l’étrier de frein, ladite chambre interne comportant une entretoise qui est réalisée dans un matériau isolant thermiquement, ladite entretoise comportant une partie qui s’étend en saillie de la chambre interne du piston, en direction du disque de frein.
L’aérodynamique d’un véhicule est fortement impactée par les ajourages qui sont formés dans le voile d’une roue pour refroidir le dispositif de freinage, le fait de fermer d’avantage le voile de la roue augmente la température du dispositif de freinage en cas de fortes sollicitations et en particulier la température du fluide hydraulique.
Ainsi, lors de fortes descentes de col de montagne, les freins sont fortement sollicités, les disques et le fluide hydraulique de freinage peuvent atteindre des températures très élevées pouvant mettre en défaut le fonctionnement du dispositif de freinage et en particulier créer l’apparition de bulles d’air dans le fluide hydraulique si celui-ci dépasse la température maximum d’utilisation, le mettant en ébullition.
Le problème principal qui risque de mettre en ébullition le fluide hydraulique de freinage provient de la température du disque de frein qui est sous-alimenté en air frais du fait d’un voile de roue favorisant l’aérodynamique, faisant que le disque risque de monter à une température de 700°c, transmettant une partie de cette chaleur aux plaquettes de frein qui vont faire monter en température de l’étrier de frein et du fluide hydraulique contenu dans l’étrier.
Le document FR3114134 divulgue un étrier de frein qui comporte une entretoise qui est réalisée dans un matériau isolant thermiquement et qui est positionnée entre le piston de l’étrier de frein et la première des deux plaquettes de freinage.
Mais dans ce document, sont divulgués différents modes de réalisation qui sont difficiles à mettre en œuvre et qui présentent des problèmes de sécurité en cas de casse de l’entretoise lors du fonctionnement du dispositif de freinage.
Il comporte en effet un ensemble de piston à isolation thermique pour un étrier de frein d’un dispositif de freinage à disque de frein, comportant un piston qui comporte une chambre interne adaptée pour être ouverte en direction du disque de frein lorsque ledit piston est positionné dans l’étrier de frein, ladite chambre interne comportant une entretoise qui est réalisée dans un matériau isolant thermiquement, ladite entretoise comportant une partie qui s’étend en saillie de la chambre interne du piston, en direction du disque de frein, sur une longueur qui est comprise entre 1 et 3 mm, la partie de l’entretoise en saillie de la chambre interne du piston s’étendant préférentiellement sur une longueur de 2 mm.
Selon une première caractéristique de l’invention, l’entretoise se prolonge jusqu’au fond de la chambre interne du piston.
Selon une deuxième caractéristique de l’invention, l’entretoise comporte le long de la paroi externe de son fond, une cavité bordée par une partie périphérique de la paroi externe du fond de l’entretoise qui est en appui contre le fond de la chambre interne du piston.
Selon une troisième caractéristique de l’invention, l’entretoise comporte le long de sa paroi latérale externe une cavité circulaire délimitant deux parties de l’entretoise qui sont en appui contre la paroi latérale interne du piston.
Selon une quatrième caractéristique de l’invention, le piston (5) est réalisé en acier, l’entretoise étant réalisée en bakélite.
Le conduit 24 présente des parois 28 en matériau isolant.
Le matériau isolant est, par exemple, du poly(téréphtalate d'éthylène). Un tel matériau est plus souvent désigné par l’abréviation PET.
En variante, le matériau isolant est une résine, notamment une résine adaptée pour la fabrication additive ou le moulage en plasturgie.
Selon l’exemple décrit, le conduit 24 présente la même forme en section, qui est celle d’un anneau pour lequel il peut être défini un diamètre intérieur et un diamètre extérieur.
Ce conduit 24 est enroulé autour d’un cylindre 30.
Le diamètre intérieur est compris entre 1 mm et 3 mm, de préférence égal à 2 mm.
Le diamètre extérieur est compris entre 3 mm et 5 mm, de préférence égal à 4 mm.
Comme les diamètres sont relativement faibles, le conduit 24 peut être qualifié de capillaire.
La longueur du conduit 24 est comprise entre 10 cm et 100 m.
En outre, le conduit 24 est dépourvu de coudes ayant un rayon de courbure supérieur ou égal à 10 mm.
Le conduit 24 s’étend entre deux extrémités 24A et 24B, une extrémité 24A étant l’élément diamagnétique 12 et l’autre extrémité 24B étant l’obturateur 26.
L’obturateur 26 permet d’obturer ou non le conduit 24, l’obturateur 26 permettant d’isoler le capteur 20 de l’extérieur.
L’obturateur 26 est amovible.
L’obturateur 26 est réalisé en un matériau paramagnétique, comme par exemple de l’aluminium.
Le capteur 20 comporte, en outre, un boîtier de protection 32 entourant l’absorbeur 10, le conduit 24 et l’obturateur 26.
Le capteur 20 est, en outre, muni d’une parabole 34.
Dans cet exemple, les transducteurs TR_E et TR_R sont linéaires, c’est-à-dire que les éléments ultrasonores sont agencés selon une ligne et ils sont distants d’une distance d, séparés sur le même plan. Le dispositif d’imagerie est ainsi apte à réaliser une imagerie 2D de la pièce.
Une onde plane est émise par le transducteur d’émission TR_E avec une direction θ. Sur la , on a représenté schématiquement les lois de retard LR appliquées aux différents éléments ultrasonores pour générer l’onde plane.
On fixe un repère R dont l’origine est le premier élément EL_1_E du transducteur d’émission TR_E, l’axe x est parallèle à la surface de la pièce P sur laquelle sont disposés les transducteurs et l’axe z est perpendiculaire à cette surface.
Le champ mesuré par l’élément U du transducteur récepteur TR_R suite à l’émission d’une onde plane de pulsation (et donc de nombre d’onde kt = /c, avec c la vitesse de propagation de l’onde dans le milieu) selon la direction par le transducteur émetteur TR_E et réfléchi sur le point de coordonnées (x,z) dans le repère R lié au transducteur émetteur, s’écrit sous la forme suivante, après application d’une transformation de Fourier selon la variable temporelle :
r est le vecteur des coordonnées du point de calcul, et U est le vecteur des coordonnées de l’élément courant du transducteur récepteur TR_R, où est le nombre d’onde ( /c) à la fréquence centrale d’émission (et x est le vecteur unitaire porté par l’axe x, z le vecteur unitaire porté par l’axe z). Il est alors nécessaire de prendre en compte le fait que les centres des transducteurs émetteur et récepteur sont distincts ; pour cela, de façon arbitraire, on exprime U et r dans le repère lié au transducteur émetteur (on peut indifféremment exprimer les coordonnées dans le repère lié au transducteur récepteur). Dans le cas particulier de l’exemple décrit à la , U = (u+d,0) (u est la variable scalaire définissant la position horizontale de l’élément récepteur dans le repère lié au récepteur) et r = (x,z). d est la distance entre les deux transducteurs.
Dans l’équation (1.1), la fonction (fonction de Hankel d’ordre 0 et deuxième espèce) décrit la propagation «retour» d’une onde cylindrique entre le transducteur récepteur TR_R et le point d’image . La fonction s’écrit sous la forme suivante:
En injectant l’équation (1.2) dans (1.1), le spectre s’écrit alors:
En appliquant une transformée de Fourier selon la variable u, le spectre s’écrit:
où F est le spectre de l’image ultrasonore f(x,z) de la pièce à imager.
L’image est ensuite obtenue en calculant la transformée de Fourier inverse :
Les équations ci-dessus font apparaitre un terme dans l’équation de conversion du spectre du champ mesuré en image spectrale. Ce terme est lié à la distance d entre les transducteurs d’émission et de réception.
En appliquant ce principe à la méthode selon l’invention, on obtient la relation de transformation matricielle suivante entre les M matrices FTMRm et les M images spectrales FTIm (étape 305) :
Plus précisément, selon les notations discrètes précédentes, pour tout m, 1≤m≤M, on obtient :
On obtient en outre le système d’équations de changement de repère général suivant, qui lie les valeurs des nombres d’ondes k x et k z aux valeurs des nombres d’ondes k u et kt :
Plus concrètement, selon les notations discrètes précédentes, pour tout m, 1≤m≤M, cela donne :
Le dispositif de régulation thermique selon l’invention permet de réguler efficacement la température d’un bloc batterie, que ce soit pour des températures trop élevées ou trop faibles. La présence d’un boîtier étanche permet de garder le fluide caloporteur au sein du dispositif et de refroidir efficacement les cellules composant le bloc batterie. L’espaceur permet à la fois de garder une distance constante entre deux cellules adjacentes, de limiter le gonflement desdites cellules et de former une partie du circuit de circulation, de manière à refroidir efficacement les grandes faces latérales desdites cellules adjacentes audit espaceur.
Selon un mode avantageux de l’invention, le bloc batterie comprend N cellules de batterie adjacentes, dont deux cellules d’extrémité disposées chacune au niveau d’une paroi d’extrémité du boîtier, N étant un nombre entier supérieur à 3, et comprenant au moins N-1 espaceurs, de préférence N+1 espaceurs.
Selon un mode avantageux de l’invention, un espaceur est installé entre chaque cellule adjacente à une autre cellule, un espaceur est installé entre chaque paroi d’extrémité du boîtier et la cellule d’extrémité dont une grande face latérale est adjacente à ladite paroi, les espaceurs sont en contact avec les grandes faces latérales adjacentes desdites cellules de batterie de sorte que toutes les grandes faces latérales des cellules sont refroidies par le circuit de circulation du fluide caloporteur.
La présence de deux espaceurs supplémentaires entre chaque paroi d’extrémité et la grande face latérale de la cellule d’extrémité adjacente permet le refroidissement des deux grandes faces latérales des deux cellules d’extrémité. Un tel circuit de circulation permet le refroidissement efficace de l’ensemble des cellules du bloc batterie.
Selon un mode avantageux de l’invention, le circuit de circulation du fluide caloporteur comprend des sections de circulation du fluide de largeur variable, de préférence ces sections de circulation de largeur variable étant formées par un ou des segments longitudinaux de l’espaceur.
La présence de sections de circulation du fluide de largeur variable permet de modifier la vitesse de circulation du fluide dans le circuit, donc d’améliorer le passage du fluide caloporteur et le refroidissement des grandes faces latérales au contact de l’espaceur.
Selon un mode avantageux de l’invention, le circuit de circulation du fluide caloporteur comprend des sections de circulation du fluide de largeur décroissante, de préférence graduelle ou continue, depuis un collecteur d’entrée vers un collecteur de sortie.
Avantageusement, la largeur décroissante des sections de circulation peut être graduelle ou continue entre le collecteur d’entrée et le collecteur de sortie.
Avantageusement, la largeur décroissante des sections de circulation du fluide depuis le collecteur d’entrée vers le collecteur de sortie est comprise entre -20% et -80%, de préférence entre -40% et -60%.
Cette diminution de largeur depuis le collecteur d’entrée vers le collecteur de sortie permet de favoriser l’écoulement du fluide, que la pompe du dispositif de régulation thermique fonctionne ou pas. La diminution de largeur desdites sections permet également d’améliorer le refroidissement des cellules adjacentes à l’espaceur.
Selon un mode avantageux de l’invention, le bloc batterie comprend deux ou plusieurs rangées de cellules accolées côte-à-côte, chaque espaceur comprend des segments conformés de manière à créer un ou des circuits de circulation forcée, chaque dit circuit présentant une ou plusieurs passes à cheval sur les deux grandes faces latérales de deux cellules disposées côte-à-côte, chaque espaceur comprend une nervure médiane qui s’étend dans la hauteur desdites cellules et qui s’installe, en usage, entre des extrémités latérales desdites grandes faces latérales, de sorte que ladite nervure médiane remplisse l’espace entre les deux cellules et forme étanchéité entre lesdites cellules.
Selon un mode avantageux de l’invention, des ouvertures sont ménagées dans la nervure médiane de manière à autoriser la circulation du fluide entre les grandes faces latérales de deux cellules disposées côte-à-côte.
est un schéma représentant un dispositif de régulation thermique d’un bloc batterie selon l’invention.
montre une coupe longitudinale d’un boîtier contenant un bloc batterie selon l’invention.
A) une étape d’imprégnation de l’aluminium ou de l’alliage d'aluminium anodisé, dans un bain aqueux d’eau déminéralisée contenant un sel d’hexafluorozirconate choisi dans le groupe consistant en hexafluorozirconate d’ammonium ((NH 4 ) 2 ZrF 6 ), hexafluorozirconate de sodium (Na 2 ZrF 6 ), hexafluorozirconate de potassium (K 2 ZrF 6 ), et un sel de manganèse di-, tri, tétra, ou hepta-valent choisi dans le groupe consistant en permanganate de lithium (LiMnO 4 ), permanganate de sodium (NaMnO 4 ), permanganate de potassium (KMnO 4 ), permanganate d’ammonium (NH 4 MnO 4 ), chlorure de manganèse (MnCl 2 (H 2 O) x , où la valeur de x est 0, 2 ou 4),
ou un sel de tungstène choisi dans le groupe consistant en tungstate de lithium (Li 2 WO 4 ), tungstate de sodium (Na 2 WO 4 ), tungstate de potassium (K 2 WO 4 ), tungstate de calcium (CaWO 4) , tungstate de zirconium (Zr(WO 4 ) 2 ), tungstate d’ammonium tungstate de potassium ((NH 4 ) 10 H 2 (W 2 O 7 ) 6 ),
à une température comprise entre 20 et 80°C ;
B) une étape de colmatage réalisée dans une solution aqueuse d’eau déionisée ayant une conductivité inférieure ou égale à 100 µS/cm contenant entre 1 et 500 g/L d’un silicate de métal alcalin ou de métal alcalinoterreux, à une température comprise entre 60 et 100°C ;
C) une étape de rinçage post-colmatage dans une eau déionisée ayant une conductivité inférieure ou égale à 100 µS/cm et à une température comprise entre 15 et 75°C.
Dans l’étape d’imprégnation A) , la concentration en sel d’hexafluorozirconate est comprise entre 0,5 et 50 g/L. La concentration en sel de manganèse dans cette étape est comprise entre 0,1 et 50 g/L.
Comme les couches d'anodisation présentent une structure très poreuse, lorsque la résistance chimique et /ou à la corrosion est primordiale, il faut colmater la couche d'anodisation. Cela implique que la couche d'oxyde d'aluminium est transformée en un complexe d'hydroxyde d'aluminium où les pores sont obturés. Par conséquent, le colmatage, en plus de l'anodisation, est déterminant pour la qualité de la couche d'anodisation car : l'obturation des pores entraîne une augmentation de la résistance à la corrosion ; l'encrassement est évité ; le lessivage de colorants hors des pores est évité.
Le procédé de colmatage post-anodisation de l’invention permet d’obtenir un revêtement ayant des propriétés anticorrosion très élevées sur les alliages d’aluminium dits difficiles comme par exemple, le 2618A et le 2214, mais également sur les alliages d’aluminium les plus courants dans le domaine aéronautique, tels que le 2024 ou le 7175 par exemple.
Le procédé de colmatage de l’invention peut être appliqué sur différentes anodisations connues de l’homme du métier parmi lesquelles on peut citer OAST, OAS NG FE, OAS NG.
Il peut être suivi ou non d’une application de peinture.
Le procédé de l’invention démontre la possibilité d’utiliser d’autres types de couches d’imprégnations sans chrome permettant de déposer le silicate à la surface, comme par exemple une imprégnation Mn/Zr.
Sachant qu’une anodisation sulfurique est composé d’une couche d’oxyde d’aluminium, les inventeurs ont cherché à savoir
a) s’il était possible de déposer du silicate sur une couche d’imprégnation sans chrome, par exemple une couche d’imprégnation Mn/Zr à la place de Cr III /Zr, et
Dans l’exemple de la , la barrière isolante 27 correspond à un espaceur situé sur les flancs de la couche 21, l'espaceur étant formé par gravure unidirectionnelle d'un matériau isolant déposé après la formation du plot 13.
Le plot métallique 13 est par exemple réalisé par photolithographie et gravure tel que décrit ci-dessus en relation avec la . Dans l’exemple de la , la gravure n’est pas prolongée dans la couche 19.
Après retrait de la résine de masquage 29, on vient, dans cet exemple, déposer pleine plaque une couche en un matériau isolant, par exemple diélectrique, par exemple du sulfure de zinc ou du dioxyde de silicium. Le matériau isolant recouvre en particulier la face supérieure et les flancs du plots métallique 13, ainsi que la face supérieure de la couche de passivation 19. A titre d’exemple, le matériau isolant est déposé par un procédé de dépôt conforme. A titre d'exemple, la couche en le matériau isolant à une épaisseur comprise entre 10 nm et 150 nm, par exemple de l'ordre de 50 nm.
La couche en le matériau isolant est ensuite gravée par un procédé de gravure anisotrope verticale, par exemple par gravure ionique unidirectionnelle avec un angle nul par rapport à la normale de la face supérieure de la structure, jusqu'à découvrir la face supérieure du plot métallique 13 et la face supérieure de la couche de passivation 19 autour du plot 13. Le matériau isolant est en revanche préservé sur les flancs du plot métallique 13, formant la barrière isolante 27.