INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
La zone du second type peut présenter une forme de spirale conique autour de l’axe de bol dont le sens de rotation autour de l’axe de bol coïncide avec le premier sens de rotation. Ainsi, lorsque le sens de rotation du flux de mélange coïncide avec le sens horaire, une extrémité amont de la zone du second type peut être située angulairement autour de l’axe de bol plus proche de la position angulaire à 12H ou à 6H que ne l’est une extrémité aval de ladite zone du second type. Lorsque le sens de rotation du flux de mélange coïncide avec le sens anti-horaire, une extrémité amont de la zone du second type peut être située angulairement autour de l’axe de bol plus proche de la position angulaire à 9H ou à 3H que ne l’est une extrémité aval de ladite zone du second type.
La paroi évasée peut comprendre au moins une première zone du second type et une deuxième zone du second type. La paroi évasée peut comprendre au moins une première zone du premier type et une deuxième zone du premier type. La paroi évasée peut comprendre, circonférentiellement autour de l’axe de bol, une succession alternée de zones du premier type et de zone du second type.
La première zone du second type et la deuxième zone du second type peuvent être telles que la paroi évasée présente une symétrie de révolution d’ordre au moins égal à 2 autour de l’axe de bol. En d’autres termes, la paroi évasée est invariante en section perpendiculaire à l’axe de bol pour toute rotation d'un angle de 180° autour de l’axe de bol.
La première zone du second type et la deuxième zone du second type peuvent être situées de part et d’autre d’un premier plan médian qui comprend l’axe longitudinal et l’axe de bol. La nappe de mélange air/carburant présente ainsi deux élargissements locaux situés respectivement d’un côté et de l’autre du premier plan médian et chacun adapté pour intercepter circonférentiellement une nappe de carburant adjacente respective. La propagation de la flamme est ainsi améliorée.
La première zone du second type et la deuxième zone du second type peuvent être telles que la paroi évasée est symétrique par rapport au premier plan médian. Une telle symétrie permet d’éviter la formation de balourd au niveau de la chambre de combustion.
La première zone du second type peut être positionnée (ou centrée), angulairement autour de l’axe de bol, au niveau d’une position angulaire à 3H et la première zone du second type peut être positionnée (ou centrée), angulairement autour de l’axe de bol, au niveau d’une position angulaire à 9H.
Les vrilles des systèmes d’injection sont alimentées par de l’air provenant d’un diffuseur annulaire monté en sortie du compresseur haute-pression agencé en amont de la chambre de combustion. Chaque système d’injection comprend un bol mélangeur dans lequel chaque vrille débouche à aval. Le bol mélangeur comprend une paroi aval sensiblement tronconique évasée vers l’aval et peut comporter une rangée annulaire d’orifices d’injection d’air régulièrement répartis autour de l’axe du bol.
La paroi annulaire externe de la chambre de combustion comprend une rangée annulaire d’orifices primaires de dilution et au moins une bougie débouchant à l’intérieur de la chambre de combustion.
En fonctionnement, l’air sortant du compresseur haute pression circule à l’intérieur de chacun des systèmes d’injection. Le mélange air/carburant est éjecté de chaque système d’injection en formant une nappe d’air et de carburant sensiblement tronconique s’élargissant vers l’aval. Aussi, plus les orifices du bol mélangeur ont un diamètre important, plus le débit d’air passant par chacun de ces orifices est important et moins la nappe de mélange air/carburant est évasée.
Les orifices primaires de dilution permettent de stabiliser la flamme de combustion dans le fond de chambre et évitent par dilution du mélange air/carburant que la flamme de combustion ne décroche et pénètre dans la turbine haute pression et n’endommage des composants tels qu’en particulier les aubages fixes par formation de points chauds.
En pratique, les systèmes d’injection sont configurés de manière à ce que pour chaque système d’injection, la nappe de mélange air/carburant croise ou intercepte circonférentiellement, en amont des orifices de dilution, les nappes de carburant des deux systèmes d’injection adjacents. De cette manière, on assure une continuité circonférentielle du mélange air/carburant entre les systèmes d’injection avant dilution, ce qui permet de garantir que la flamme initiée par la ou les bougies d’allumage se propagera sur toute la circonférence de la chambre de combustion.
Dans certaines configurations, telles qu’en particulier dans les chambres de combustion dites convergentes dont les parois annulaires interne et externe de révolution sont des parois tronconiques à section se réduisant vers l’aval, ou lorsque le nombre de systèmes d’injection est réduit, le pas circonférentiel entre les systèmes d’injection adjacents est plus important. Il s’ensuit que les nappes de carburant des systèmes d’injection adjacents ne s’interceptent plus circonférentiellement en amont des orifices primaires de dilution, ce qui conduit à des difficultés pour propager circonférentiellement la flamme entre les injecteurs et réduit les performances de la chambre de combustion.
Pour pallier cet inconvénient, l’augmentation du nombre d’injecteurs ne serait pas souhaitable puisque cela conduirait à un alourdissement de la turbomachine. L’augmentation homogène de l’angle d’ouverture des nappes de carburant ne serait pas non plus satisfaisante puisque cela conduirait à projeter une plus grande quantité de carburant en direction des parois annulaires interne et externe et à la formation de points chauds sur les parois annulaires interne et externe.
Il est par ailleurs connu le document FR 2 980 554 qui propose une solution palliant ces difficultés. FR 2 980 554 décrit un bol dont les orifices sont répartis et dimensionnés de manière que la nappe de mélange air/carburant présente au moins un élargissement local interceptant circonférentiellement une nappe de carburant adjacente. Toutefois, il a été constaté que le positionnement des orifices sur le bol ne permet pas d’obtenir un recoupement de deux nappes adjacentes suffisamment en amont pour optimiser la propagation de la flamme. Aussi, la modification de la répartition et du dimensionnement des orifices nuit à la maitrise de l’évasement de la nappe de mélange air/carburant pour les différents régimes de fonctionnement de la turbomachine.
L’invention a notamment pour but d’apporter une solution simple, économique et efficace aux problèmes mentionnés ci-dessus, permettant d’éviter les inconvénients de la technique connue.
Résumé Il est proposé une chambre de combustion annulaire d’une turbomachine d’aéronef d’axe longitudinal, comprenant une rangée annulaire de systèmes d’injection, chaque système d’injection comprenant : - un injecteur de carburant ; - au moins une vrille configurée pour produire un flux d’air en aval de l’injecteur de carburant ; - un bol situé en aval de la vrille, le bol comprenant une paroi évasée vers l’aval s’étendant autour d’un axe de bol pour produire une nappe de mélange d’air et de carburant sensiblement tronconique autour de l’axe de bol, la paroi évasée comprenant au moins une zone d’un premier type au niveau de laquelle la paroi évasée débouche à l’aval selon au moins un premier angle d’ouverture et au moins une zone d’un second type au niveau de laquelle la paroi évasée débouche à l’aval selon au moins un deuxième angle d’ouverture qui est supérieur au premier angle d’ouverture, la zone du second type étant positionnée circonférentiellement autour de l’axe de bol de sorte que la nappe de mélange air/carburant issue du bol présente au moins un élargissement local apte à intercepter circonférentiellement une nappe de carburant adjacente.
Une telle chambre de combustion permet de garantir une continuité circonférentielle entre chaque nappe de mélange air/carburant, ce qui assure une bonne propagation circonférentielle de la flamme de combustion sans ajout d’injecteur. En effet, l’angle d’éjection de la nappe est fonction de l’angle d’ouverture de la paroi du bol mélangeur. En outre, contrairement à la solution de FR 2 980 554 où l’élargissement local de la nappe est obtenu par la modification de la répartition et du dimensionnement d’orifices formés à travers la paroi du bol, l’élargissement local de la nappe est ici obtenu par la zone du second type de la paroi évasée du bol qui présente un angle d’ouverture plus important. Il a été constaté que cela permet d’obtenir une augmentation locale de l’angle d’éjection de la nappe plus importante par rapport à la solution de FR 2 980 554. Ainsi, la nappe de mélange air/carburant peut intercepter circonférentiellement la nappe adjacente plus en amont par rapport à la solution de FR 2 980 554. Il en découle que la zone d’interception entre deux nappes circonférentiellement adjacentes est plus grande, ce qui permet une meilleure propagation circonférentielle de la flamme dans la chambre de combustion. Aussi en conséquence, le nombre de système d’injections peut encore être réduit ou le pas entre deux systèmes d’injections circonférentiellement adjacents peut encore être augmenter.
Par ailleurs, du fait de l’interception plus en amont des nappes circonférentiellement adjacentes, il a été constaté une meilleure atomisation du carburant dans la chambre de combustion, ce qui permet de meilleures performances de combustion.
Selon une autre formulation, la paroi évasée peut déboucher à l’aval au niveau de la zone du premier type selon un premier angle d’ouverture qui est inférieur ou égal à un angle prédéterminé ou seuil et la paroi évasée peut déboucher à l’aval au niveau de la zone du second type selon un deuxième angle d’ouverture qui est supérieur à l’angle prédéterminé ou seuil.
La paroi évasée débouche au niveau de chacune de la zone du premier type et la zone du second type. On comprend que la zone du premier type et la zone du second type s’étendent chacune dans la direction de l’axe de bol jusqu’à une extrémité aval de la paroi évasée. Autrement dit, une extrémité aval de chacune de la zone du premier type et de la zone du second type coïncide avec une extrémité aval de la paroi évasée.
En section perpendiculaire à l’axe de bol, la nappe de mélange air/carburant peut présenter une première dimension dans une direction circonférentielle autour de l’axe longitudinal qui est supérieure à une deuxième dimension dans une direction radiale par rapport à l’axe longitudinal.
L’axe de bol peut s’étendre selon une direction qui comprend une composante selon la direction longitudinale et une composante selon la direction radiale par rapport à l’axe longitudinal. Dans un cas particulier, l’axe de bol peut être parallèle avec l’axe longitudinal. Autrement dit, l’axe de bol peut s’étendre selon une direction qui comprend uniquement une composante longitudinale.
La première partie de la consigne d’angle volant fait tourner le volant dans un sens, tandis que la deuxième partie de la consigne d’angle volant fait tourner le volant dans l’autre sens.
D’autres caractéristiques avantageuses et non limitatives du procédé conforme à l’invention, prises individuellement ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles, sont les suivantes : - pour déterminer la valeur maximale de l’angle volant : on détermine une valeur maximale d’une vitesse de lacet du véhicule en fonction de l’accélération latérale maximale du véhicule et de la valeur initiale de la vitesse du véhicule, et on détermine la valeur maximale de l’angle volant en fonction de la valeur maximale de la vitesse de lacet, de la valeur initiale de la vitesse du véhicule et de grandeurs caractéristiques du véhicule ; - on impose une consigne d’angle volant variant dans le temps selon une fonction mathématique prédéterminée ; - lesdites première et deuxième parties de consigne d’angle volant varient chacune selon une fonction affine du temps ; - les fonctions affines du temps selon lesquelles varient les première et deuxième parties de consigne sont deux fonctions affines dont les pentes présentent des valeurs absolues égales et des signes opposés ; - la valeur absolue de la pente de chacune des première et deuxième fonctions affines est égale à une vitesse de rotation du volant maximale prédéterminée ; - la valeur cible déterminée de l’angle de cap est égale à une fraction de l’angle de cap initiale ou à une valeur d’angle de cap atteinte lorsque l’angle volant atteint la valeur maximale d’angle volant ; - lorsque l’angle volant atteint ladite valeur maximale d’angle volant au cours de la première partie de consigne, on détermine une troisième partie de consigne intermédiaire selon laquelle l’angle volant est maintenu égal à la valeur maximale de l’angle volant pendant une durée déterminée en fonction de la valeur initiale de l’angle de cap et de la valeur maximale de la vitesse de lacet.
L’invention concerne également un dispositif d’assistance au pilotage d’un véhicule automobile pour le réaligner parallèlement à une trajectoire idéale dans sa voie de circulation, comportant un calculateur programmé pour mettre en œuvre le procédé décrit précédemment.
L’invention concerne également un véhicule automobile comportant un dispositif d’assistance au pilotage tel que décrit précédemment et un actionneur de direction assistée, dans lequel ledit calculateur du dispositif d’assistance est en outre programmé pour contrôler l’actionneur de direction assistée de manière à faire varier l’angle volant en tenant compte de ladite consigne.
est une représentation du modèle « bicyclette » appliqué au véhicule automobile se déplaçant dans une voie de circulation;
est un graphique illustrant l’évolution dans le temps de la consigne d’angle volant déterminée selon la méthode de l’invention lorsque la valeur cible de l’angle volant n’atteint pas la valeur maximale d’angle volant, et l’évolution dans le temps d’un angle de cap théorique qui résulte de l’application de cette consigne au volant ;
est un graphique illustrant l’évolution dans le temps de la consigne d’angle volant déterminée selon la méthode de l’invention lorsque la valeur cible de l’angle volant est égale à la valeur maximale d’angle volant, et l’évolution dans le temps d’un angle de cap théorique qui résulte de l’application de cette consigne au volant ;
est un graphique illustrant l’évolution dans le temps (en secondes) de la consigne d’angle volant déterminée selon la méthode de l’invention lorsque la valeur cible de l’angle volant n’atteint pas la valeur maximale d’angle volant, l’évolution dans le temps de la consigne de vitesse de rotation du volant correspondante ainsi que l’évolution dans le temps d’un angle de cap simulé résultant ;
est un graphique illustrant l’évolution dans le temps (en secondes) de la consigne d’angle volant déterminée selon la méthode de l’invention lorsque la valeur cible de l’angle volant est égale à la valeur maximale d’angle volant, et l’évolution dans le temps de la consigne de vitesse de rotation du volant correspondante ainsi que l’évolution dans le temps d’un angle de cap simulé résultant ;
est un graphique illustrant l’évolution dans le temps (en secondes) de la consigne d’angle volant totale (courbe du haut) correspondant à la consigne d’angle volant déterminée selon la méthode de l’invention et ajoutée à la consigne d’angle volant déterminée selon la méthode classique mise en œuvre par le système LCA (trait plein), l’évolution dans le temps de la consigne de vitesse de rotation du volant totale correspondante (trait plein, courbe du milieu) et l’évolution dans le temps de la distance latérale (écart) entre le véhicule et la trajectoire idéale lorsque cette consigne d’angle volant totale est appliquée (courbe du bas, trait plein) ; ces évolutions sont comparées aux évolutions dans le temps des consignes d’angle volant et de vitesse de rotation du volant déterminées par le système LCA seul (courbe en trait pointillé du haut et du milieu) et de l’évolution dans le temps de l’écart entre le véhicule et la trajectoire idéale résultant de l’application de cette consigne d’angle volant déterminée par le système LCA seul (trait pointillé de la courbe du bas).
L’invention concerne un procédé d’assistance au pilotage d’un véhicule automobile pour le réaligner parallèlement à une trajectoire idéale dans sa voie de circulation et un dispositif pour le mettre en oeuvre.
Sur la , on a représenté un modèle du type « bicyclette » d’un véhicule automobile 10 sur une voie de circulation VC. Dans le cadre de ce modèle, le véhicule 10 est modélisé par un cadre et deux roues (comme pour une bicyclette) : la roue avant 11 directrice et la roue arrière 12 non directrice. La voie de circulation VC est ici délimitée par le bord de la route 21 d’un côté et une ligne discontinue 22 de l’autre.
Ce véhicule automobile 10 s’étend selon un axe longitudinal X perpendiculaire aux axes communs des roues avant 11 et arrière 12. Il comporte un système de direction conventionnel permettant d’agir sur l’orientation des roues directrices de façon à pouvoir faire tourner le véhicule. Ce système de direction conventionnel comprend notamment un volant connecté à des biellettes afin de faire pivoter les roues directrices. Dans l’exemple considéré, il comporte également au moins un actionneur de direction assistée permettant d’agir sur l’orientation des roues directrices en fonction de l’orientation du volant et/ou en fonction d’une requête reçue d’un calculateur. Cet actionneur de direction assistée peut, pour cela, agir sur la colonne de direction du véhicule (qui est fixée au volant) ou sur une crémaillère (qui connecte la colonne de direction aux roues directrices). Bien entendu, l’actionneur pourrait être agencé de manière différente.
Le calculateur est alors prévu pour piloter l’actionneur de direction assistée. Il comporte à cet effet au moins un processeur, au moins une mémoire et différentes interfaces d'entrée et de sortie.
Grâce à ses interfaces d'entrée, le calculateur est adapté à recevoir des signaux d'entrée provenant de différents capteurs.
Parmi ces capteurs, il est par exemple prévu une caméra frontale et/ou un radar, permettant de repérer la position du véhicule 10 par rapport à sa voie de circulation VC.
Les capteurs peuvent également comprendre un capteur d’angle permettant de mesurer l’angle de braquage des roues avant 11 directrices.
Les capteurs du véhicule 10 comprennent également de préférence des capteurs permettant de surveiller l’activité du conducteur et/ou son niveau d’attention. De tels capteurs peuvent par exemple comprendre une caméra orientée vers la tête du conducteur, ou des capteurs de pression situés dans le volant.
Grâce à ses interfaces de sortie, le calculateur est adapté à transmettre une consigne d’angle volant à l’actionneur de direction assistée de manière à contrôler celui-ci pour qu’il modifie l’angle volant selon la consigne d’angle.
Grâce à sa mémoire, le calculateur mémorise des données utilisées dans le cadre du procédé décrit ci-dessous. Il mémorise notamment une application informatique, constituée de programmes d’ordinateur comprenant des instructions dont l’exécution par le processeur permet la mise en œuvre par le calculateur du procédé selon l’invention décrit ci-après.
Le calculateur programmé pour mettre en œuvre le procédé selon l’invention forme ainsi un dispositif d’assistance au pilotage du véhicule selon l’invention.
Le calculateur mémorise également des données et des programmes d’ordinateur déjà connus permettant la mise en œuvre d’autres procédés d’assistance à la conduite et de détection de l’activité du conducteur.
Ces autres procédés concernent notamment le maintien du véhicule au centre de sa voie de circulation. Le calculateur programmé pour mettre en œuvre un procédé d’assistance au pilotage du type LCA forme un système LCA. La manière d’activer ce système LCA et de détecter une ligne centrale de la voie de circulation ne sera pas décrite ici.
Ce système LCA est programmé par exemple pour mettre en oeuvre une loi de commande de l’actionneur de direction assistée comprenant un premier élément de consigne calculé en boucle fermée et un deuxième élément de consigne déterminé par une boucle ouverte. La boucle ouverte a pour fonction de prendre en compte la courbure de la route et de compenser l'effet du virage sur les états et la commande. La boucle fermée a pour fonction de maintenir le véhicule au centre de sa voie de circulation alors que cette dernière est considérée droite, c’est-à-dire rectiligne. Les termes issus de ces deux boucles s'additionnent au moyen d'un sommateur.
Le procédé de détection de l’activité du conducteur ne sera pas non plus décrit en détails ici. Néanmoins, ce procédé peut notamment reposer notamment sur la détection de mouvements ou d’actions du conducteur ou la surveillance de l’attention (surveillance du mouvement des yeux, détection des yeux fermés, de la position de la tête par exemple) du conducteur et permet, généralement après un délai de confirmation prédéterminé, de détecter une situation d’urgence lié à un défaut d’activité du conducteur, par exemple lors d’un malaise du conducteur.
Le procédé d’assistance au pilotage selon l’invention s’inscrit dans ce contexte. En effet le procédé selon l’invention est de préférence mis en œuvre lorsqu’une non-activité du conducteur est détectée.
L’activation du dispositif d’assistance selon l’invention, et donc la mise en œuvre du procédé selon l’invention est de préférence indépendante d’un choix du conducteur, le dispositif d’assistance mettant en œuvre ce procédé étant de préférence actif par défaut.
Ainsi après la détection d’une non-activité confirmée du conducteur, le procédé d’assistance selon l’invention est mis en œuvre afin de réaligner le véhicule automobile parallèlement à une trajectoire idéale, aussi appelée dans la suite « trajectoire de référence » Id dans la voie de circulation.
Cette trajectoire de référence Id ( ) coïncide de préférence avec la ligne centrale de la voie de circulation VC, c’est-à-dire qu’il s’agit de préférence de la trajectoire équidistante du bord de la route 21 et de la ligne discontinue 22 dans l’exemple schématique représenté sur la .
La chambre de combustion 10 comprend deux parois de révolution tronconiques interne 16 et externe 18 coaxiales, agencées l’une à l’intérieur de l’autre et à section se réduisant vers l’aval. Une telle chambre de combustion 10 est dite convergente. Les parois annulaires interne 16 et externe 18 sont reliées à leurs extrémités amont à une paroi annulaire de fond 20 de chambre et fixées en aval par des brides annulaires interne 22 et externe 24. La bride annulaire externe 24 est en appui radialement externe sur un carter externe 26 et en appui axial sur une bride radiale 28 de fixation du distributeur de la turbine haute pression 14 au carter externe 26. La bride annulaire interne 22 de la chambre de combustion 10 est en appui radial et axial sur une pièce annulaire interne 30 de fixation du distributeur à une paroi annulaire interne 32.
Le fond 20 de chambre 10 comporte des ouvertures de montage de systèmes d’injection 50 d’un mélange air-carburant dans la chambre, l’air provenant du diffuseur centrifuge 12 et le carburant étant amené par des injecteurs 34.
Les injecteurs 34 sont fixés à leurs extrémités radialement externes sur le carter externe 26 et sont régulièrement répartis sur une circonférence autour de l’axe longitudinal X. Chaque injecteur 34 comprend à son extrémité radialement interne une tête d’injection 36 de carburant qui est alignée avec l’axe d’une ouverture correspondante du fond 20 de chambre.
Le mélange d'air et de carburant injecté dans la chambre est enflammé au moyen d'au moins une bougie d’allumage 38 qui s'étend radialement à l'extérieur de la chambre. L’extrémité interne de la bougie s'étend dans un orifice de la paroi externe 18 de la chambre, et son extrémité radialement externe est fixée par des moyens appropriés au carter externe 26 et reliée à des moyens d'alimentation électrique (non représentés) situés à l'extérieur du carter.
La paroi annulaire externe 18 de la chambre de combustion 10 comprend une rangée annulaire d’orifices primaires 40 de dilution du mélange air/carburant agencés en amont de la bougie d’allumage 38.