INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Un tel dispositif est capable d’imiter le fonctionnement électrique du propulseur lorsque ce dispositif est connecté à l’ensemble d’alimentation électrique à la place du propulseur, tel que ce fonctionnement du propulseur serait effectif pour l’ensemble d’alimentation électrique. Le fonctionnement de l’ensemble d’alimentation électrique peut ainsi être testé, tel qu’il serait effectif pour que le propulseur produise une poussée de propulsion, ou tel qu’il serait effectif pour réaliser un test du propulseur, par exemple un test de type EBS. En connectant le dispositif à la place du propulseur à l’ensemble d’alimentation électrique, il devient inutile de reproduire des conditions d’environnement extraterrestre pour permettre le fonctionnement du propulseur. L’ensemble d’alimentation électrique peut ainsi être testé beaucoup plus facilement, éventuellement sans que le propulseur soit encore disponible. Les conditions opératoires et la logistique qui sont nécessaires pour tester l’ensemble d’alimentation électrique sont ainsi beaucoup plus simples.
En outre, le dispositif peut être utilisé pour tester l’ensemble d’alimentation électrique aussi bien avant que ce dernier soit intégré à un véhicule spatial, ou après qu’il y a été intégré.
Un dispositif conforme à l’invention peut être réalisé à partir de composants et appareils électriques qui sont disponibles commercialement, et pour un prix de revient qui est limité.
Avantageusement, le condensateur qui est connecté entre les bornes positive et négative de la seconde source de courant dépendante, peut être destiné à simuler une capacité d’interaction qui existe entre la grille d’écran et la grille d’accélération du propulseur. Dans ce cas, ce condensateur possède une valeur de capacité qui peut être déterminée en additionnant les trois contributions suivantes : - une première contribution qui correspond à des faces respectives de la grille d’écran et la grille d’accélération du propulseur qui sont en vis-à-vis ; - une deuxième contribution qui correspond à une capacité de frange de la grille d’écran du propulseur, existant entre la grille d’accélération et des surfaces latérales de trous de la grille d’écran ; et - une troisième contribution qui correspond à une capacité de frange de la grille d’accélération du propulseur, existant entre la grille d’écran et des surfaces latérales de trous de la grille d’accélération.
Selon un premier perfectionnement du dispositif, il peut comprendre en outre : - une borne de masse électrique, qui est destinée à être connectée à une masse électrique de l’ensemble d’alimentation électrique à la place d’une borne de masse électrique du propulseur ; et - une source électrique additionnelle, qui possède une première borne connectée à la troisième borne du dispositif, et une seconde borne connectée à la borne de masse électrique du dispositif, pour produire pendant un fonctionnement du dispositif, un courant électrique destiné à imiter un courant de fuite qui se produit dans le propulseur lors du fonctionnement de celui-ci, le dispositif étant configuré pour activer ou désactiver la source électrique additionnelle conformément à un état d’activation ou de désactivation, respectivement, de la première source de courant dépendante. Le dispositif peut ainsi produire une meilleure imitation du fonctionnement du propulseur ionique à grilles, telle que cette imitation est effective pour l’ensemble d’alimentation électrique.
Selon un second perfectionnement du dispositif, il peut comprendre en outre un contrôleur des première et seconde sources de courant dépendantes, ce contrôleur étant configuré de sorte que la première source de courant dépendante fixe le courant de faisceau conformément à la première fonction de transfert suivante : I beam = K beam ·P ion si la tension électrique positive qui est reçue sur la première borne du dispositif est supérieure à un seuil d’extraction d’ions V PHV extr , et I beam = 0 A (ampère) sinon, où I beam désigne le courant de faisceau fixé par la première source de courant dépendante, P ion désigne la puissance de décharge reçue par les cinquièmes bornes du dispositif et mesurée par l’unité de mesure, le seuil d’extraction d’ions V PHV extr étant un premier paramètre de configuration du dispositif, et K beam étant un coefficient. Le contrôleur est alors aussi configuré de sorte que la seconde source de courant dépendante fixe le courant de grille d’accélération conformément à la seconde fonction de transfert suivante : I NHV = I beam /β, où I NHV désigne le courant de grille d’accélération fixé par la seconde source de courant dépendante et β est un autre coefficient qui constitue un deuxième paramètre de configuration du dispositif. Ces deux fonctions de transfert procurent une imitation du fonctionnement du propulseur qui est assez juste, telle que cette imitation est effective pour l’ensemble d’alimentation électrique.
De préférence, le contrôleur des première et seconde sources de courant dépendantes peut être configuré en outre pour déterminer le coefficient K beam selon la formule suivante : K beam = K beam0 ·{1+[exp(V NHV - V NHVchange )]/100} si ce coefficient K beam est inférieur à une valeur maximale de coefficient K beammax , et K beam = K beammax sinon, où exp[ ] désigne une fonction exponentielle, V NHV est la tension électrique négative qui est reçue sur la deuxième borne du dispositif, exprimée en volts, et la valeur maximale de coefficient K beammax , ainsi que K beam0 et V NHVchange exprimé en volts sont des paramètres supplémentaires de configuration du dispositif. Une imitation du fonctionnement du propulseur qui est encore plus juste peut ainsi être procurée par le dispositif à l’ensemble d’alimentation électrique.
Dans des premières réalisations de l’invention, pour lesquelles le dispositif est destiné à remplacer un propulseur de type GIT, les cinquièmes bornes peuvent comprendre au moins : - une borne d’alimentation en courant de décharge, destinée à remplacer une borne d’anode d’une enceinte à plasma du propulseur où est généré le plasma ayant la fonction de source d’ions lors du fonctionnement du propulseur ; et - une borne de retour de courant, destinée à remplacer une borne du propulseur qui transmet à l’ensemble d’alimentation électrique un courant de retour de cathode provenant d’une cathode de l’enceinte à plasma du propulseur. Le dispositif comprend alors en outre : - une résistance de simulation de l’enceinte à plasma du propulseur, qui est connectée entre la borne d’alimentation en courant de décharge et la borne de retour de courant. Dans ce cas d’imitation d’un propulseur GIT, l’unité de mesure peut être adaptée pour mesurer un courant de décharge qui est reçu par le dispositif par la borne d’alimentation en courant de décharge, et pour mesurer une tension qui existe entre des extrémités de la résistance de simulation de l’enceinte à plasma du propulseur, et pour calculer une valeur de la puissance de décharge reçue à partir de valeurs mesurées respectivement pour le courant de décharge et pour la tension qui existe entre les extrémités de la résistance de simulation de l’enceinte à plasma du propulseur.
Possiblement, encore lorsque le dispositif est destiné à remplacer un propulseur de type GIT, les cinquièmes bornes peuvent comprendre en outre : - deux bornes de simulation de chauffage de cathode, reliées entre elles par une première résistance additionnelle à l’intérieur du dispositif, et destinées à remplacer deux bornes du propulseur qui sont dédiées à alimenter lors du fonctionnement du propulseur, une résistance de chauffage de la cathode de l’enceinte à plasma du propulseur ayant la fonction de source d’ions ; - une borne de simulation de cathode, reliée à la borne de retour de courant par une seconde résistance additionnelle à l’intérieur du dispositif, et destinée à remplacer une borne du propulseur qui est dédiée à alimenter avec un courant de maintien de cathode lors du fonctionnement du propulseur, un système de maintien associé à la cathode de l’enceinte à plasma du propulseur, supplémentaire par rapport à l’anode de l’enceinte à plasma et ayant pour fonction de maintenir une température de la cathode pendant le fonctionnement du propulseur ; et - deux bornes de simulation de confinement magnétique, reliées entre elles à l’intérieur du dispositif par une bobine qui est associée à un élément ferromagnétique, et destinées à remplacer deux bornes du propulseur qui sont dédiées à alimenter lors du fonctionnement du propulseur, un système de confinement magnétique de l’enceinte à plasma dudit propulseur ayant la fonction de source d’ions. Une imitation plus complète du fonctionnement du propulseur peut ainsi être produite par le dispositif.
Dans des secondes réalisations de l’invention, pour lesquelles le dispositif est destiné à remplacer un propulseur de type RIT, les cinquièmes bornes du dispositif peuvent comprendre deux bornes d’alimentation en radiofréquence, qui sont destinées à être connectées à deux bornes de sortie d’un générateur radiofréquence de l’ensemble d’alimentation électrique, pour remplacer deux bornes d’une bobine d’excitation de l’enceinte à plasma du propulseur. Le dispositif comprend alors en outre une bobine et une résistance de simulation d’enceinte à plasma qui sont connectées en série entre ses deux bornes d’alimentation en radiofréquence, et qui sont destinées à simuler la bobine d’excitation de l’enceinte à plasma du propulseur et un comportement électrique du plasma ayant la fonction de source d’ions lors du fonctionnement du propulseur. Dans cet autre cas d’imitation d’un propulseur RIT, l’unité de mesure peut être adaptée pour mesurer un courant radiofréquence qui est reçu par le dispositif par ses deux bornes d’alimentation en radiofréquence, et pour mesurer une tension qui existe dans la résistance de simulation d’enceinte à plasma, et pour calculer une valeur de la puissance de décharge reçue à partir de valeurs mesurées respectivement pour le courant radiofréquence et pour la tension qui existe dans la résistance de simulation d’enceinte à plasma.
Un second aspect de l’invention propose un procédé de test d’un ensemble d’alimentation électrique, cet ensemble d’alimentation électrique étant adapté pour être connecté à un propulseur ionique à grilles pour fournir au propulseur des tensions et courants électriques pendant un fonctionnement de ce propulseur, le procédé de test comprenant les étapes suivantes : /1/ collecter au moins un paramètre caractéristique du propulseur ; /2/ reproduire l’au moins un paramètre caractéristique du propulseur dans un dispositif qui est conforme au premier aspect de l’invention, et configurer le dispositif de sorte qu’il imite un fonctionnement du propulseur ; /3/ connecter l’ensemble d’alimentation électrique au dispositif ; /4/ activer l’ensemble d’alimentation électrique afin que le dispositif imite le fonctionnement du propulseur pour l’ensemble d’alimentation électrique, et réaliser, au moyen de l’ensemble d’alimentation électrique, au moins une mesure d’une tension ou d’un courant électrique qui est fourni au dispositif par cet ensemble d’alimentation électrique ; et /5/ d’après un résultat de la mesure, valider un fonctionnement de l’ensemble d’alimentation électrique, ou déclarer un dysfonctionnement de cet ensemble d’alimentation électrique. Ce procédé de test est exécuté sur Terre avant ou après que l’ensemble d’alimentation électrique a été intégré à un véhicule spatial qui est destiné à être équipé du propulseur, quel que soit le type de ce véhicule spatial, par exemple un satellite ou sonde spatiale. Notamment, le procédé de test peut être exécuté dans des conditions ambiantes de pression et de température sur Terre, ou alors que l’ensemble d’alimentation électrique est placé dans des conditions de pression et de température qui reproduisent celles de l’espace extraterrestre.
En particulier, l’au moins un paramètre caractéristique du propulseur qui est collecté à l’étape /1/ peut comprendre une valeur de capacité d’interaction qui existe entre sa grille d’écran et sa grille d’accélération, cette valeur de capacité d’interaction étant déterminée en additionnant les trois contributions suivantes : - une première contribution qui correspond à des faces respectives de la grille d’écran et la grille d’accélération du propulseur qui sont en vis-à-vis ; - une deuxième contribution qui correspond à une capacité de frange de la grille d’écran du propulseur, telle qu’existant entre la grille d’accélération et des surfaces latérales de trous de la grille d’écran ; et - une troisième contribution qui correspond à une capacité de frange de la grille d’accélération du propulseur, telle qu’existant entre la grille d’écran et des surfaces latérales de trous de la grille d’accélération. Le dispositif peut alors être dimensionné en attribuant la valeur de capacité d’interaction ainsi calculée au condensateur du dispositif qui est connecté entre les bornes positive et négative de la seconde source de courant dépendante.
Le procédé de test du second aspect de l’invention peut être de type EBS, pour vérifier la capacité de l’ensemble d’alimentation électrique à soumettre le propulseur à un tel test. Pour cela, l’ensemble d’alimentation électrique peut comprendre un dispositif d’asservissement de la puissance de décharge, ce dispositif d’asservissement étant conçu pour ajuster cette puissance de décharge de façon à maintenir constante une valeur de différence entre un courant électrique qui entre dans le dispositif par sa première borne et un autre courant électrique qui sort du dispositif par sa seconde borne. L’étape /4/ du procédé de test est alors exécutée pendant que la valeur de différence est maintenue constante par le dispositif d’asservissement, et elle comprend d’adopter, par l’ensemble d’alimentation électrique, des valeurs variables successives pour la tension électrique négative qui sont croissantes alors que la tension électrique positive est gardée constante, et une valeur de la puissance de décharge est mesurée par l’ensemble d’alimentation électrique pour chaque valeur adoptée pour la tension électrique négative. L’étape /5/ comprend ensuite de vérifier un profil de variation des valeurs mesurées pour la puissance de décharge en fonction des valeurs variables de la tension électrique négative.
Pour réaliser un tel test de type EBS, l’ensemble d’alimentation électrique peut être configuré pour arrêter, à l’étape /4/, une séquence des valeurs variables successives qui sont adoptées pour la tension électrique négative si une réduction de la puissance de décharge par rapport à une valeur maximale de cette puissance de décharge qui a été atteinte pendant la séquence, devient supérieure à une valeur limite de réduction.
Notamment, lorsqu’une valeur du paramètre supplémentaire de configuration V NHVchange a été entrée dans le dispositif à l’étape /2/, la tension électrique négative peut être variée à l’étape /4/ par l’ensemble d’alimentation électrique en adoptant des valeurs successives qui sont de moins en moins négatives pour cette tension électrique négative. L’étape /5/ peut alors comprendre les sous-étapes suivantes : /5-1/ déterminer, d’après les valeurs mesurées pour la puissance de décharge, une valeur de seuil pour la tension électrique négative qui correspond à un coude dans une courbe des valeurs mesurées pour cette puissance de décharge en fonction des valeurs croissantes de la tension électrique négative, du côté des valeurs les moins négatives de la tension électrique négative ; puis /5-2/ comparer la valeur de seuil déterminée à la sous-étape /5-1/ à la valeur du paramètre supplémentaire de configuration V NHVchange , et valider le fonctionnement de l’ensemble d’alimentation électrique si cette valeur de seuil correspond à la valeur du paramètre supplémentaire de configuration V NHVchange conformément à un critère de concordance, sinon déclarer le dysfonctionnement de l’ensemble d’alimentation électrique.
Le critère de concordance qui est utilisé à la sous-étape /5-2/ peut consister en ce qu’une valeur absolue d’une différence entre la valeur de seuil déterminée à la sous-étape /5-1/ et la valeur du paramètre supplémentaire de configuration V NHVchange , divisée par une valeur absolue de cette dernière valeur, soit inférieure à 1%.
Au cours du tissage, une tension est appliquée aux torons de chaîne 122 et aux torons de trame 124 afin de leur conférer une raideur différentielle et donc un embuvage respectif prédéterminés. Par embuvage d’un toron, on comprendra ici la différence entre la longueur d’un toron donné lorsqu’il est parfaitement droit et la longueur réelle (dans le renfort fibreux) de ce toron du fait de l’entrecroisement qu’il réalise afin de se lier avec les autres torons, et définissant ainsi ce que l’on appelle communément l’armure tissée du renfort fibreux. L’embuvage s’exprime généralement en pourcentage et caractérise ainsi l’ondulation du toron. De manière connue en soi, lorsqu’un toron donné est droit, sont embuvage est égal 0 % ; plus le toron est ondulé, plus son embuvage est élevé.
La matrice est typiquement une matrice polymère, par exemple époxyde, bismaléimide ou polyimide. L’aube 56 est alors formée par moulage au moyen d’un procédé d’injection sous vide de résine du type RTM (pour « Resin Transfer Moulding), ou encore VARTM (pour Vacuum Resin Transfer Molding).
Comme visible sur la , le pied 62 comprend un tronçon 126 comportant une couche de surface 130 délimitant au moins pour partie la surface de peau 70 du pied 62 et une couche centrale 132 à cœur s’étendant depuis l’axe de calage C vers la couche de surface 130, la couche de surface 130 ayant une première raideur et la couche centrale 132 ayant une deuxième raideur strictement supérieure à la première raideur. Dans l’exemple représenté sur la , le pied 62 comprend également une couche intermédiaire 134 interposée entre la couche de surface 130 et la couche centrale 132, la couche intermédiaire 134 ayant une troisième raideur strictement supérieure à la première raideur et strictement inférieure à la deuxième raideur.
La première raideur est inférieure ou égale à 50%, de préférence inférieure ou égale à 25%, de la deuxième raideur. La troisième raideur est inférieure ou égale à 66%, de préférence inférieure ou égale à 50%, de la deuxième raideur. Avantageusement, la raideur est sensiblement divisée par deux à chaque changement de couche ; ainsi, typiquement, la troisième raideur est sensiblement égale à 50% de la deuxième raideur et la première raideur est sensiblement égale à 25% de la deuxième raideur.
De préférence, la raideur varie continûment à l’interface entre les couches 130, 132, 134 et à l’intérieur de la couche intermédiaire 134, de sorte que la raideur du tronçon 126 augmente progressivement de la couche de surface 130 jusqu’à la couche centrale 132. Avantageusement, la raideur varie également continûment à l’intérieur de la couche de surface 130 et de la couche centrale 132, de sorte que la raideur du tronçon 126 augmente progressivement de l’axe de calage C jusqu’à la surface de peau 70 du pied 62.
Le tronçon 126 inclut le col 82 et au moins la partie intérieure de l’échasse 74, c’est-à-dire la partie de l’échasse 74 la plus proche du bulbe 72. Il s’étend sur au moins 30% de la hauteur du pied 62, par exemple sur entre 30 et 60% de la hauteur du pied.
De préférence, le tronçon 126 inclut plus de 30% de la hauteur de l’échasse 74. Optionnellement, le tronçon 126 s’étend sur 100% de la hauteur de l’échasse 74, c’est-à-dire que l’échasse 74 est intégralement comprise dans le tronçon 126, qui alors s’étend jusqu’à la pale 60.
Avantageusement, le tronçon 126 s’étend également dans le bulbe 72 et inclut au moins la partie extérieure du bulbe 72, c’est-à-dire la partie du bulbe 72 la plus proche de l’échasse 74. Il inclut alors typiquement au moins 30% de la hauteur du bulbe 72.
La couche de surface 130 a en chaque point une épaisseur, mesurée suivant une direction perpendiculaire à l’axe de calage C et passant par ledit point, comprise entre 1 et 25% du rayon du tronçon 126 mesuré suivant cette même direction. La couche centrale 132, quant à elle, a en chaque point une épaisseur, mesurée suivant une direction perpendiculaire à l’axe de calage C et passant par ledit point, comprise entre 20 et 40% du rayon du tronçon 126 mesuré suivant cette même direction.
Au moins l’une des couches 130, 132, 134 est constituée par la structure en matériau composite 120. Dans les exemples des Figures 5 à 9, la couche de surface 130 est constituée par la structure en matériau composite 120. Dans les exemples des Figures 5, 6 et 7, la couche centrale 132 et, le cas échéant, la couche intermédiaire 134 sont également constituées par la structure en matériau composite 120.
Dans l’exemple de réalisation de la , la différence de raideur entre les couches 130, 132, 134 est obtenue par une différence dans le ratio chaîne-trame, ce ratio allant croissant à mesure que la raideur augmente. Ainsi, le ratio chaîne-trame dans la couche centrale 132 est supérieur au ratio chaîne-trame dans la couche de surface 130. En outre, le ratio chaîne-trame dans la couche intermédiaire 134 est, le cas échéant, compris entre le ratio chaîne-trame dans la couche centrale 132 et le ratio chaîne-trame dans la couche de surface 130 et est de préférence proche d’une moyenne entre le ratio chaîne-trame dans la couche centrale 132 et le ratio chaîne-trame dans la couche de surface 130.
La couche centrale 132 et, le cas échéant, la couche intermédiaire 134 présentent ainsi, relativement à la couche de surface 130, des torons de chaîne 122 en excès. Avantageusement, ces torons de chaîne 122 en excès viennent progressivement se mêler aux torons de trame 124 de la couche de surface 130 à partir d’une extrémité supérieure du tronçon 126 afin de limiter les gradients de changement de propriété dans la structure en matériau composite 120 (raideur et résistance à la rupture) qui seraient susceptibles de fragiliser l’aube 56.
Dans l’exemple de réalisation de la , la différence de raideur entre les couches 130, 132, 134 est obtenue par une différence dans l’embuvage des torons de chaîne 122, l’embuvage étant plus faible à mesure que la raideur augmente. L’embuvage des torons de chaîne 122 est ainsi plus faible dans la couche centrale 132 que dans la couche de surface 130. En outre, l’embuvage des torons de chaîne 122 dans la couche intermédiaire 134 est, le cas échéant, plus important que dans la couche centrale 132 et plus faible que dans la couche de surface 130.
Cette différence d’embuvage est ici obtenue par l’insertion dans la couche centrale 132 de torons de chaîne unidirectionnels 136, c’est-à-dire de torons de chaîne 122 ayant un embuvage de 0%, la couche de surface 130 étant exempte de tels torons de chaîne unidirectionnels 136. Ces torons de chaîne unidirectionnels 136 sont typiquement des torons de chaîne libres, c’est-à-dire qu’ils ne sont pas entrecroisés avec des torons de trame 124. La couche centrale 132 est ici constituée desdits torons de chaîne unidirectionnels 136.
Avantageusement, les torons de chaîne unidirectionnels 136 de la couche centrale 132 viennent progressivement se mêler aux torons de trame 124 de la couche de surface 130 et, le cas échéant, de la couche intermédiaire 134 à partir d’une extrémité supérieure du tronçon 126 afin de limiter les gradients de changement de propriété dans la structure en matériau composite 120 (raideur et résistance à la rupture) qui seraient susceptibles de fragiliser l’aube 56.