INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
La présente invention sera mieux comprise et d’autres détails, caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description d’un exemple non limitatif qui suit, en référence aux dessins annexés sur lesquels : - La est une vue schématique des emplacements de panneaux d’atténuation acoustique dans une turbomachine ; - La est une vue en perspective d’un panneau d’atténuation acoustique selon l’invention ; - La est une vue schématique en section transversale qui illustre des cellules d'un des panneaux acoustiques de la équipées de plusieurs septums localement ajourés formant chicane ; - La illustre schématiquement une vue de dessus d’une cellule au cours d’une étape de formage ; - La est une vue de dessus d’une cellule de l’âme alvéolaire dans sa position expansée ainsi que expansée des vues en coupe transverses de celle-ci ; - La est une vue en perspective d’un septum en forme de W destiné à une cellule de l’âme d’un panneau d’atténuation acoustique selon l’invention ; - La est une vue en perspective d’un exemple d’une cellule équipée de deux septums selon l’invention ; - La est une vue en coupe d’un autre exemple d’une cellule équipée de deux septums selon l’invention ; - La est une vue en coupe d’un autre exemple d’une cellule équipée de deux septums selon l’invention ; - La est une vue en coupe d’un autre exemple d’une cellule équipée de deux septums selon l’invention ; - La illustre schématiquement une vue de dessus d’une cellule ainsi que divers positions des orifices du septum ; - La représente schématiquement un exemple de fixation du ruban sur les plaques ; - La illustre schématiquement un autre exemple de fixation du ruban sur les plaques ; - La représente schématiquement un exemple d’une cellule d’un panneau acoustique selon l’invention ; - La représente schématiquement un autre exemple d’une cellule d’un panneau acoustique selon l’invention ; et - La représente schématiquement un autre exemple d’une cellule d’un panneau acoustique selon l’invention. Les éléments ayant les mêmes fonctions dans les différentes mises en œuvre ont les mêmes références dans les figures.
L’invention s’applique à toute turbomachine destinée à être montée sur un aéronef.
On a représenté à la de manière schématique une telle turbomachine 10 et en particulier une nacelle de la turbomachine. De manière connue, la turbomachine 10 comporte, d’amont en aval, un carter de soufflante 12, un carter intermédiaire 14, un canal de flux secondaire 16 délimité par un carter interne 18 et par un carter externe 20, et une tuyère 22 qui est délimitée par un carter d’échappement 24 et par un cône d’échappement 26, aussi connu sous l’acronyme anglo-saxon de « plug ».
Le carter de soufflante 12 est traversé par un flux d’air entrant F, le canal de flux secondaire 16 est traversé par un flux d’air secondaire S et la tuyère 22 permet l’éjection d’un flux de gaz primaire P. Ces différents flux F, S, P, peuvent propager des ondes acoustiques issues des parties tournantes de la turbomachine, telles que la soufflante, les compresseurs et les turbines.
Pour réduire ces bruits, le carter de soufflante 12, le canal de flux secondaire 16 et la tuyère 22 peuvent voir leurs parois recouvertes de panneaux d’atténuation acoustique. Ainsi le carter de soufflante 12, le carter interne 18 et le carter externe 20, le carter d’échappement 24 et le cône d’échappement 26 peuvent être recouverts par des panneaux d’atténuation acoustique 30, illustrés schématiquement en traits gras sur la . Les panneaux d’atténuation acoustiques 30 sont conçus pour atténuer le bruit émis par les organes de la turbomachine 10 qui sont logés dans la nacelle, comme un moteur ou une soufflante (non représentés).
Certains ou la totalité de ceux-ci, ou d'autres panneaux acoustiques peuvent être totalement ou partiellement équipés d’âmes alvéolaires selon I’invention.
Comme l’illustre la , un tel panneau 30 selon l’invention est généralement réalisé sous la forme d’un sandwich comportant dans sa plus simple expression, d'avant en arrière suivant l'axe vertical V, au moins une première paroi de peau externe 31, une seconde paroi de peau interne 32, et au moins une âme 34 alvéolaire. Bien entendu, le sandwich peut comporter d’autres couches intermédiaires et notamment d’autres âmes superposées à l’âme 34.
De façon connue, l’âme est fixée à la première paroi de peau externe et à la seconde paroi de peau interne. En variante, l’âme peut être fixée uniquement à une des parois de peau : la première paroi de peau externe ou la seconde paroi de peau interne, l’autre des parois n’étant pas solidaire de l’âme. L’âme est solidarisée à une ou les deux parois de peau par vissage, rivetage, collage ou soudage.
L’âme 34 s’étend entre une première face d’extrémité 41 et une seconde face d’extrémité 42.
L’âme 34 comporte une pluralité de cellules polygonales 36 tubulaires qui ont chacune une orientation selon un axe principal A d’extension entre les première et seconde faces d’extrémité. Dans les exemples illustrés et dans la suite de la description, l’axe principal A est perpendiculaire aux première et seconde faces d’extrémité, et par conséquent aux première et deuxième parois de peau 31, 32. Toutefois, l’invention s’applique également à une âme dont l’axe principal A des cellules polygonales est incliné par rapport aux première et seconde faces d’extrémité sans être perpendiculaire à celles-ci, par exemple d’un angle compris entre 0° et 45° avec la normale à une des faces d’extrémité.
En d’autres termes, chaque cellule 36 s'étend suivant un axe principal A vertical, correspondant globalement à un axe de propagation des ondes sonores, depuis une extrémité avant 41 de la cellule 36 en appui sur la première paroi de peau externe 31, jusqu'à une extrémité arrière 42 en appui sur la seconde paroi de peau externe 42.
Selon un mode de réalisation, le coussin de marouflage est disposé au moins en partie entre le support et les moyens de préhension, et en ce que le coussin de marouflage est gonflable entre deux états, un état dégonflé et un état gonflé de fluide, l’outil de marouflage étant configuré de sorte que dans une position de préhension d’un élément à maroufler et dans l’état dégonflé, le coussin de marouflage n’applique pas d’effort sur l’élément à maroufler, tandis que dans un état gonflé de fluide, le coussin de marouflage applique un effort sur l’élément à maroufler supérieur à un effort de retenue appliqué par les moyens de préhension sur ledit élément à maroufler.
Selon un mode de réalisation, l’outil de marouflage comporte une partie au moins de moyens de chauffage pour chauffer le fluide à l’intérieur du coussin, les moyens de chauffage du fluide comportant par exemple des sources de rayonnements infrarouges, par exemple situés dans le coussin de marouflage. De tels moyens de chauffage intégrés à l’outil de marouflage permet d’améliorer les performances du collage des tissus du pli préimprégné lors du marouflage et d’augmenter la pégosité des tissus.
Selon un mode de réalisation, des parois du coussin de marouflage présentent une épaisseur variable, de préférence ces parois sont plus épaisses au niveau de parois latérales et plus fines au niveau d’une paroi distale par rapport au support et destinée à former tout ou partie de la surface d’appui du coussin de marouflage pour venir contre la surface à maroufler, les parois latérales du coussin de marouflage entourant au moins en partie la paroi distale.
Selon un mode de réalisation, l’outil de marouflage comprend un outil secondaire de marouflage, au moins en partie logé dans le coussin de marouflage, l’outil secondaire de marouflage comprenant par exemple au moins un rouleau ou une spatule.
Selon un mode de réalisation, le coussin gonflable de marouflage est composé d’un matériau polymère, par exemple en matière plastique ou silicone.
Selon un mode de réalisation, la plage d’aire prédéterminée est bornée inférieurement par une aire minimale de 900 mm 2 .
Selon un mode de réalisation, la plage d’aire prédéterminée est bornée supérieurement par une aire maximale de 2,25 m 2 .
Selon un autre aspect de l’invention, celle-ci a trait à un bras de robot, par exemple pour un cobot, remarquable en ce qu’il comprend un outil de marouflage tel que décrit ci-avant.
Selon un autre aspect, l’invention concerne également un robot de marouflage comprenant un bras de robot muni d’un outil de marouflage tel que décrit ci-avant et des moyens de commande pour commander le déplacement du bras de robot.
Selon un mode de réalisation, le robot de marouflage comprend un réseau fluidique pour assurer la circulation de fluide dans le coussin de marouflage de l’entrée vers la sortie de fluide dudit coussin de marouflage, le réseau fluidique étant commandé au moins en partie par les moyens de commande du bras de robot.
Selon un mode de réalisation, le robot de marouflage comprend une partie au moins de moyens de chauffage pour chauffer le fluide à l’intérieur du coussin, les moyens de chauffage étant déportés de l’outil de marouflage, de préférence encore déporté du bras de robot.
Selon un mode de réalisation, le fluide est constitué par de l’air. Dans un autre mode de réalisation, le fluide peut être constitué par de l’huile. De manière générale, il pourra être préféré tout fluide possédant un point d'ébullition qui ne dépasse pas une température maximale d'opération prédéterminée qui est liée à une température maximale acceptable avant polymérisation. De préférence, cette température ne devrait pas dépasser les 50 degrés. Selon un mode de réalisation, le fluide possède un point d’ébullition inférieur ou égal à 50° Celsius.
Selon un autre aspect, l’invention concerne un procédé de marouflage d’une surface à maroufler par un outil de marouflage tel que décrit ci-avant, le procédé de marouflage étant remarquable en ce que le coussin de marouflage est gonflé par le fluide et en ce que l’on déplace le coussin de marouflage sur la surface à maroufler en maintenant une interface de contact entre le coussin de marouflage et la surface à maroufler.
Selon un mode de réalisation, le procédé de marouflage est mis en œuvre par un robot de marouflage tel que décrit ci-avant.
Selon un mode de réalisation, le procédé de marouflage comporte : une étape initiale de gonflage du coussin de marouflage à une pression interne moyenne prédéterminée strictement inférieure à une pression interne maximale du coussin de marouflage ; une étape de déplacement du coussin de marouflage vers et contre la surface à maroufler pour appliquer un effort prédéterminé contre la surface à maroufler ; une étape de déplacement du coussin de marouflage le long de la surface à maroufler.
Selon un mode de réalisation, le procédé de marouflage comporte, concomitamment à l’étape de déplacement du coussin de marouflage le long de la surface à maroufler, une étape de variation de la pression interne du coussin de marouflage.
D’une part, le fonctionnement en résonance consiste à utiliser un premier signal électrique sinusoïdal ayant une fréquence f 1 égale à la fréquence de résonance f 0 . Cela permet de maximiser l’amplitude mesurée de la réponse électromécanique de l’échantillon. En effet, l’amplitude mesurée est multipliée par le facteur de qualité du pic de résonance, ayant pour ordre de grandeur 100. Ainsi, la sensibilité de la mesure et le rapport signal sur bruit sont améliorés. Cependant, la fréquence de résonance f 0 peut fluctuer avec les artefacts de mesure lors de la caractérisation. Ces fluctuations résultent à titre d’exemple de la variation de la pression appliquée par la pointe sur la surface de l’échantillon. Cette dernière peut varier à cause du changement de topographie de la surface de l’échantillon, de changement des propriétés mécaniques élastiques de l’échantillon, ou encore de changement d’interactions coulombiennes entre la pointe et l’échantillon. L’usure de la pointe peut aussi engendrer la dérive de la fréquence de résonance de l’ensemble. On note la nouvelle valeur de la fréquence de résonance f 0 ’. La fréquence du premier signal électrique sinusoïdal f 1 n’est plus alignée avec la nouvelle fréquence de résonance f 0 ’. Le système ne fonctionne plus en résonance. L’amplitude mesurée varie, sans que l’amplitude réelle du pic de résonance ne soit nécessairement modifiée. Il en résulte que le fonctionnement en résonance présente une forte dépendance aux dérives de la fréquence de résonance.
D’autre part, le fonctionnement hors résonance consiste à utiliser un premier signal électrique sinusoïdal ayant une fréquence f 1 sensiblement inférieure à la fréquence de résonance f 0 . Ce mode présente l’avantage d’une mise en œuvre simple et permet d’avoir un signal faiblement dépendant d’artefacts de mesure (usure de la pointe, variation de la force de contact pointe - échantillon). L’inconvénient de ce mode de fonctionnement consiste en une sensibilité et un rapport signal sur bruit limités. Plus particulièrement, ce problème empêche les mesures pour des échantillons à faibles coefficients piézoélectriques.
Des solutions de caractérisation par « microscopie à force piézoélectrique avec une spectroscopie de commutation de la polarisation » SS-PFM avec maintien de fréquence ont été développées. Plus particulièrement, le couplage d’un système de « suivi de résonance à double fréquence » DFRT (acronyme de l’expression anglaise Dual Frequency Resonance Tracking) à un microscope à force atomique constitue une solution prometteuse dans le contexte préalablement décrit. Cependant, ce couplage présente des problèmes de compatibilité qui réduisent la fiabilité des résultats de mesures et qui augmentent considérablement la durée de procédé de caractérisation. En effet, la caractérisation SSPFM nécessite l’application d’une série de créneaux de tension électrique entre la pointe et une électrode inférieure de l’échantillon. Lors d’un front montant ou descendant pendant la transition d’un créneau à un autre, les fortes variations de ladite tension engendrent une variation brusque des forces électrostatiques subies par le levier. Cela induit une variation de la rigidité effective k* du levier. La variation de la rigidité effective induit un changement de la fréquence de résonance propre du système mécanique local formé par le levier, la pointe, l’échantillon piézoélectrique et l’électrode. Les dispositifs de type DFRT disponibles ne sont pas assez rapides pour réagir face à cette variation brusque de la fréquence de résonance. Ainsi, la fréquence f 1 de caractérisation n’est pas toujours égale à la fréquence de résonance f 0 pendant une période transitoire à chaque front descendant/ou montant de la série de créneaux de tension électrique. Cette période transitoire où les résultats sont faussés peut atteindre les 50ms pour chaque créneau. Il en résulte une dégradation de la précision de la mesure du mode couplé SSPFM et DFRT et une perte de sensibilité du système de caractérisation qui ne fonctionne pas vraiment toujours dans son fonctionnement en résonance.
Les techniques existantes de « microscopie à force piézoélectrique avec une spectroscopie de commutation de la polarisation » SS-PFM couplé avec DFRT proposent d’allonger la durée d’acquisition pour chaque créneau de manière à rendre la période transitoire où le fonctionnement est hors résonance négligeable. Cela augmente considérablement la durée de caractérisation par point qui peut atteindre dans ce cas 2 à 3 minutes par points. Ainsi, pour rester dans des temps de caractérisation acceptable par échantillon, l’Homme du métier est obligé de réduire la résolution de la caractérisation (moins de points de mesures) où travailler sur des échantillons de surfaces limitées. De plus, l’allongement de la durée d’acquisition engendre une augmentation considérable de la taille des fichiers de mesures ce qui alourdit le post-traitement des résultats de la caractérisation.
Pour pallier les limitations des solutions existantes en ce qui concerne la dégradation de la précision des mesures suite à des transitions rapides du signal de stimulation lors d’une caractérisation SSPFM, l’invention propose un dispositif expérimental de caractérisation configuré pour : désactiver l’acquisition des données de mesure pendant le régime transitoire résultant des transitions rapides correspondant à un fonctionnement hors résonance ; activer l’acquisition des données de mesure une fois la fréquence de travail du dispositif expérimental de caractérisation est stabilisée à une valeur sensiblement égale à la fréquence de résonance propre f 0 .
Le dispositif selon l’invention permet alors d’exclure l’acquisition du signal de mesure lors d’un fonctionnement temporaire hors résonance en temps réel. Cela permet d’améliorer la qualité des données acquises. Cela permet de réduire la durée des créneaux de lecture pour chaque point et ainsi améliorer la résolution spatiale de caractérisation à durée égale par rapport à l’état de l’art.
Avantageusement, le dispositif selon l’invention permet de détecter les phénomènes de « commutation arrière ferroélectrique » (traduction du terme anglais Ferroelectric Back-Switching) propres à certains matériaux ferroélectriques.
Avantageusement, le dispositif selon l’invention permet d’arrêter l’acquisition pendant le déplacement de la pointe d’un point à un autre de la surface de l’échantillon de manière à supprimer les artéfacts résultant de ces déplacements.
L’invention a pour objet un dispositif de caractérisation d’un échantillon piézoélectrique ayant une électrode inférieure et une surface supérieure, le dispositif comprenant : une pointe conductrice placée à une extrémité d’un levier et destinée à être placée en contact avec un point de la surface supérieure ; l’ensemble formé par la pointe, l’échantillon et l’électrode inférieure ayant une fréquence de résonance variable ; un générateur de tension configuré pour appliquer, entre l’électrode inférieure et la pointe conductrice, un signal de caractérisation à une première fréquence ; une chaine de mesure configurée pour générer un signal de mesure de la réponse électromécanique de l’échantillon ; un circuit de commande configuré pour commander le générateur de tension en générant un signal de commande à partir du signal de mesure reçu par l’intermédiaire d’une boucle de rétroaction de manière à maintenir la première fréquence égale à la fréquence de résonance pendant un régime permanent suite à un régime transitoire ; ledit régime transitoire correspondant à un fonctionnement hors résonance ; un calculateur configuré pour réaliser au moins une opération d’acquisition de données de mesures à partir du signal de mesure ; un étage de détection de stabilité configuré pour commander l’activation de l’acquisition réalisée par le calculateur à travers un signal d’activation d’acquisition de manière à désactiver l’opération d’acquisition lors du régime transitoire.
Selon un aspect particulier de l’invention, le calculateur est configuré pour déterminer une courbe d’hystérésis d’amplitude et/ou de phase associée au point à partir du signal de mesure lors d’une opération d’acquisition.
Selon un aspect particulier de l’invention, lorsque l’étage de détection de stabilité reçoit au moins une composante spectrale du signal de mesure, associée au point, l’étage de détection de stabilité est configuré pour réaliser les opérations suivantes pour ledit point : mesurer la variation de la première fréquence au cours du temps ; activer l’opération d’acquisition par le calculateur lorsque la première fréquence est stabilisée à une valeur sensiblement égale à la fréquence de résonance.
Selon un aspect particulier de l’invention, l’étage de détection de stabilité est configuré pour réaliser, en outre, les opérations suivantes pour ledit point : mesurer la variation de l’amplitude du signal de mesure au cours du temps ; activer l’opération d’acquisition par le calculateur lorsque : la première fréquence est stabilisée à une valeur sensiblement égale à la fréquence de résonance ; et la variation du signal de mesure est inférieure à un premier seuil prédéterminé.
En particulier, le relai électromécanique secondaire R3 comprend deux contacts R31, R32 et est de type 2RT, un contact étant relié à chaque phase. Lorsque le relai électromécanique secondaire R3 n’est pas alimenté, les contacts R31, R32 ferment les circuits électriques reliés aux phases du moteur électrique triphasé 23 ainsi mis en court-circuit et produisant donc de l’amortissement. Lorsque le relai électromécanique secondaire R3 est alimenté, les contacts ouvrent les circuits électriques reliés aux phases du moteur électrique triphasé 23 ainsi mis en roue libre, ceci ayant pour effet d’arrêter le moyen d’amortissement 11, utile dans le cas d’un mode de pilotage en autopilote afin de minimiser les efforts vus par l’arbre de sortie de l’actionneur 7.
Cette architecture de moyen d’amortissement 11 permet, via la rotation du moteur électrique triphasé 23 et lorsque le relai électromécanique secondaire R3 n’est pas alimenté, de créer un couple antagoniste et proportionnel à la vitesse de rotation de l’arbre de sortie, amortissant ainsi son mouvement.
Le niveau d’amortissement obtenu dépend du couple délivrable par le moteur électrique triphasé 23, de la valeur des résistances 25, du rapport de réduction et plus généralement du rendement de la mécanique utilisée.
Le niveau d’amortissement peut être ajusté en fonction des besoins en modifiant les valeurs des résistances 25, le niveau maximum d’amortissement étant atteint pour des résistances de valeur nulle.
Enfin, et comme décrit précédemment, l’alimentation du relai électromécanique secondaire R3, par exemple en mode de pilotage automatique, permet l’inhibition de l’amortissement, le moteur électrique triphasé 23 étant alors en roue libre.
La présence d’un moyen d’amortissement 11 électrique et d’un dispositif de désengagement électrique 9 permet de réduire la masse et le coût de l’actionneur de commande de vol 7, ainsi que d’améliorer sa compacité comparativement à une solution électromécanique traditionnelle, par exemple à base d’embrayage.
On a représenté schématiquement sur la un deuxième mode de réalisation d’un ensemble 1 comprenant deux calculateurs 3, 5 et un actionneur de commande de vol 7 d’un aéronef comprenant un dispositif de désengagement électrique 9, notamment purement électrique, d’un système à désengager 11 comprenant un moyen d’amortissement 11.
Ce mode de réalisation est identique au mode de réalisation illustré sur la , sauf pour ce qui est du dispositif de désengagement électrique 9 qui comprend cette fois deux relais statiques électroniques 27 partageants la même alimentation et le même pilotage par le même calculateur 3 ou 5. Ces relais statiques électroniques 27 remplacent respectivement les deux contacts R31, R32 du relai électromécanique secondaire R3 précédemment illustré sur la .
Les relais statiques 27 sont des relais à semi-conducteurs et n'ont pas de parties mobiles, en particulier pas de contact mécanique : ils évitent ainsi les défaillances mécaniques associées aux relais électromécaniques. Ils disposent aussi d'autres caractéristiques dignes d'intérêt comme une faible consommation énergétique, un faible courant de fuite, une taille très réduite, des vitesses de commutation élevées, aucun rebond au contact et une haute fiabilité sur toute la durée de vie.
En considérant un nombre élevé de manœuvres par heure de vol pour ce dispositif de désengagement électrique 9, le choix d’une solution d’architecture à base de relais statiques électroniques, par exemple de type OptoMOS ou PhotoMOS, permet donc de gagner en masse, en encombrement et en robustesse comparativement au relai électromécanique secondaire.
Les relais statiques 27 sont commandés en courant, le dispositif de désengagement 9 comprend en conséquence une résistance 29 mise en série en amont de chaque relai statique 27 afin d’interpréter les signaux de commande discret, par exemple de type "Discrete input" 28V de chaque calculateur 3, 5.