INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Selon un troisième aspect, il est proposé un procédé de dimensionnement ou de fabrication d’un système propulsif comprenant un mécanisme de réduction couplant un arbre d’entrainement et un rotor de soufflante pour entrainer le rotor de soufflante à une vitesse inférieure à une vitesse de l’arbre d’entrainement, et des paliers configurés pour centrer l’arbre d’entrainement par rapport à l’axe de rotation, les paliers comprenant un palier avant s’étendant en amont d’une chambre de combustion du système propulsif et deux paliers arrière s’étendant en aval de la chambre de combustion, le système propulsif étant dimensionné de sorte qu’une position des paliers dans le système propulsif respecte la formule suivante : où : d 2 est la distance entre les centres de gravité des paliers arrière de l’arbre d’entrainement, en millimètres (mm) ; R m est un rayon moyen de la turbine d’entrainement, en millimètres (mm) ; XN est la vitesse limite de l’arbre d’entrainement, en tours par minute (tr/min) ; d 1 est la distance entre le centre de gravité (G 11a ) du palier avant et le centre de gravité du palier arrière le plus proche du palier avant, en millimètres (mm) ; R 11b est un rayon moyen du palier arrière le plus proche du palier avant, en millimètres ; et C = 170 (mm*tr/min) -1 , E 1 = - 0,18.
La est une vue schématique, partielle et en coupe d’un exemple de système propulsif conforme à un premier mode de réalisation, dans lequel la section de soufflante est carénée ;
La est une vue schématique, partielle et en coupe d’un exemple de système propulsif conforme à un premier mode de réalisation, dans lequel la section de soufflante est non carénée ;
La est une vue en coupe schématique d’un exemple de mécanisme de réduction selon une première variante ;
La est une vue en coupe schématique d’un exemple de mécanisme de réduction selon une deuxième variante ;
La est un exemple d’aéronef pouvant comprendre au moins un système propulsif conforme au premier ou au deuxième mode de réalisation;
La est un organigramme illustrant des exemples d’étapes d’un procédé de dimensionnement ou de fabrication.
vue de face du dispositif de fermeture avec son boîtier et son mécanisme.
Selon la , l’invention a pour objet un dispositif de fermeture de volet 200 pour fermer des volets battants ou coulissant. Le dispositif comprend un mécanisme encastré 100 et un boîtier 200 recevant le mécanisme et fixé sur le chant du volet 5.
Le mécanisme 100 se manœuvre par une poignée 21 en forme de poussoir.
La montre en perspective, le mécanisme encastré 100 composé d’un boîtier de pêne 1 pour la partie haute et la partie basse du mécanisme. Ces boîtiers à pêne 1 sont reliés chacun au mécanisme de manœuvre 2, par un câble 3. Le module de pêne 1 comprend un pêne 11 qui coopère avec une gâche 4 fixée à l’encadrement de l’ouverture, dans une position correspondant à celle du pêne 11 en position de fermeture.
Bien que le mécanisme 100 soit présenté avec deux modules de pêne, 1 un en partie haute et l’autre en partie basse du volet, ce mécanisme peut également se limiter à un seul pêne et sa gâche.
Le module de manœuvre 2 muni de son organe de manœuvre 21 en forme de poussoir, est relié par le ou les câbles de traction 3 au pêne 11 respectif pour le tirer et le rétracter et permettre d’ouvrir le volet V.
Le pêne 11 est poussé en position de verrouillage par le ressort de compression 113 équipant chaque module de pêne 1 de sorte que le câble de traction 3 est tendu ; la manœuvre de la poignée 21 rétracte le ou les câbles 3.
Selon la , le module de pêne 1 se compose d’une cage 12 parallélépipédique à façade ouverte 121, avec un dessus 122, un fond 123, deux côtés 124 et un dos 125.
La cage 12 reçoit, dans l’alignement de l’axe XX du mécanisme, un pêne 11 guidé en translation selon l’axe XX et soumis à l’action d’un ressort de rappel 113 en position de fermeture ; l’extrémité du pêne 11 à l’opposé de celle de sa rampe 112 est reliée au câble 3 par un manchon tendeur 13 vissé dans un taraudage 115 du pêne, aligné sur l’axe XX.
Le pêne 11 de section non circulaire, de préférence, carrée, est guidé selon l’axe XX dans la cage 12 par un passage 1221 de section carrée dans le dessus 122 et par un palier 15 avec un passage 151 de section intérieure carrée, égale à celle du pêne 11 et de section extérieure circulaire logée dans un perçage circulaire 1231 du fond 123. Ce palier 15 s’appuie sur le dessus du fond par son bourrelet 152 ; il pivote librement dans le perçage 1231.
Le pêne 11 peut ainsi être orienté autour de l’axe XX, de préférence avant le montage du module de pêne 1 dans le profilé 5 pour adapter l’orientation de la rampe 112 à la gâche 4.
Le ressort de rappel 113, hélicoïdal, est enfilé sur le pêne 11 sur lequel il s’appuie par l’intermédiaire d’une butée en forme de circlips 114 retenu dans une rainure 1111 du pêne. L’autre extrémité du ressort de rappel 113 s’appuie contre le fond 123 de la cage 12, de préférence, sur le bord circulaire du palier 15.
Le réglage de l’orientation du pêne 11 dans le module 1 assemblé, autour de son axe XX se fait simplement en rétractant le pêne 11 pour le dégager du passage 1221 de section carrée du dessus 122 et le pivoter librement avec le palier 15 pour lui donner l’orientation voulue pour la rampe 112 et ensuite réengager le pêne dans le passage 1221 qui bloque ainsi le pêne dans sa nouvelle orientation.
La dans ses parties A et B montre le module de pêne 1 en position de repos ou position d’engagement dans la gâche 4.
Selon la partie A, le pêne 11 est relié au câble 3 par le manchon tendeur 13 en forme de manchon fileté, vissé dans le taraudage axial 115 (axe XX) de l’extrémité du pêne 11 ; le câble 3 est enfilé dans le tendeur 13 de façon que la butée 31 de son extrémité soit retenue par l’orifice du manchon tendeur 13.
Dans un système propulsif 1 à double-corps, la section de compresseur 4, 5 peut comprendre un compresseur basse pression 4 et un compresseur haute pression 5. La section de turbine 7, 8 peut comprendre une turbine haute pression 7 et une turbine basse pression 8. Le rotor du compresseur haute pression 5 est entrainé en rotation par le rotor la turbine haute pression 7 par l’intermédiaire d’un arbre haute pression 10. Le rotor du compresseur basse pression 4 et la partie rotor 9 de la section de soufflante 2 sont entrainés en rotation par le rotor de la turbine basse pression 8 par l’intermédiaire d’un arbre basse pression 11. Ainsi, le corps primaire 3 comprend un corps haute pression comprenant le compresseur haute pression 5, la turbine haute pression 7 et l’arbre haute pression 10, et un corps basse pression comprenant la section de soufflante 2, le compresseur basse pression 4, la turbine basse pression 8 et l’arbre basse pression 11. La vitesse de rotation du corps haute pression est supérieure à la vitesse de rotation du corps basse pression. Dans un système propulsif 1 à triple-corps, la section de turbine 7, 8 comprend en outre une turbine intermédiaire, positionnée entre la turbine haute pression 7 et la turbine basse pression 8 et configurée pour entrainer le rotor du compresseur basse pression 4 par l’intermédiaire d’un arbre intermédiaire. Le rotor de soufflante 9 et le rotor du compresseur haute pression 5 restent entrainés par l’arbre basse pression 11 et l’arbre haute pression 10, respectivement.
La section de soufflante 2 comprend au moins le rotor de soufflante 9 propre à être entrainé en rotation par rapport à une partie stator du système propulsif 1 par la section de turbine 7, 8. Chaque rotor de soufflante 9 comprend un moyeu 13 et des aubes 14 s’étendant radialement à partir du moyeu 13. Les aubes 14 de chaque rotor 9 peuvent être fixes par rapport au moyeu 13 ou présenter un calage variable. Dans ce cas, le pied des aubes 14 de chaque rotor 9 est monté pivotant suivant un axe de calage et est relié à un mécanisme de changement de pas 15 monté dans le système propulsif 1, le calage étant ajusté en fonction des phases de vol par le mécanisme de changement de pas 15. Le mécanisme de changement de pas 15 est illustré en traits discontinus sur la pour montrer que cette caractéristique est optionnelle.
La section de soufflante 2 peut en outre comprendre un stator de soufflante 16, ou redresseur, qui comprend des aubes 17 montées sur un moyeu du stator de soufflante 16 et ont pour fonction de redresser le flux d’air secondaire F2 qui s’écoule en sortie du rotor de soufflante 9. Les aubes 17 du stator de soufflante 18 peuvent être fixes par rapport au moyeu ou présenter un calage variable. De manière similaire aux aubes 14 de rotor, le pied des aubes de stator 17 est monté pivotant suivant un axe X de calage et est relié à un mécanisme de changement de pas 15a, qui est généralement distinct de celui du rotor de soufflante 9, le calage étant ajusté en fonction des phases de vol par le mécanisme de changement de pas.
Le diamètre D 9 du rotor de soufflante 9 peut alors être compris entre 2,032 mètres (m) (80 pouces) et 4,699 mètres (m) (185 pouces) inclus, ce qui permet d’obtenir des poussées dans les intervalles décrits plus haut. Lorsque le rotor de soufflante 9 est caréné, le diamètre D 9 est par exemple compris entre 2,159 mètres (m) (85 pouces) et 3,048 mètres (m) (120 pouces) inclus, par exemple égal à 2,286 mètres (m) (90 pouces), ce qui permet d’intégration le système propulsif 1 de manière conventionnelle, en particulier sous l’aile d’un aéronef. Lorsque le rotor de soufflante 9 est non caréné, le diamètre D 9 est par exemple supérieur ou égal à 2,54 mètres (m) (100 pouces), par exemple entre 3,048 mètres (m) 120 pouces et 3,962 mètres (m) (156 pouces). Le diamètre D 9 du rotor de soufflante 9 est mesuré ici dans un plan normal à l’axe X de rotation au niveau d’une intersection entre un sommet 21 et un bord d’attaque 22 des aubes 14 du rotor de soufflante 9, et est exprimé en mètres. A noter que les figures 1 et 2 étant des vues partielles, le diamètre D 9 n’est que partiellement visible.
Le rotor de soufflante 9 comprend par ailleurs au moins douze aubes 14 et au plus vingt-quatre aubes 14, par exemple au moins seize aubes 14 et au plus vingt-deux aubes 14. Le nombre d’aubes 16 dans le stator de soufflante 17 dépend des critères acoustiques définis pour le système propulsif 1 et est au moins égal au nombre d’aubes 14.
Afin d’améliorer le rendement propulsif du système propulsif 1 et de réduire sa consommation spécifique ainsi que le bruit émis par la section de soufflante 2, le système propulsif 1 présente un taux de dilution (bypass ratio) élevé. Par taux de dilution élevé, on comprendra ici un taux de dilution supérieur ou égal à 10, par exemple compris entre 10 et 80 inclus. Pour calculer le taux de dilution, le débit massique du flux d’air secondaire F2 et le débit massique du flux d’air primaire F1 sont mesurés lorsque le système propulsif 1 est stationnaire, non-installé, en régime de décollage dans une atmosphère standard (telle que définie par le manuel de l’Organisation de l’aviation civile internationale (OACI), Doc 7488/3, 3 e édition) et au niveau de la mer. On notera que, dans la présente demande, les paramètres (pression, débit, poussée, vitesse, etc.) sont systématiquement déterminés dans ces conditions. Par « non installé », on comprendra ici que les mesures sont effectuées lorsque le système propulsif 1 est dans un banc d’essai (et non installé sur un aéronef 100), les mesures étant alors plus simples à réaliser. Les distances (longueur, rayon, diamètre, etc.) sont en revanche mesurées à température ambiante (environ 20°C) lorsque le système propulsif 1 est à froid, c’est-à-dire lorsque le système propulsif 1 est à l’arrêt depuis une période suffisante pour que les pièces du système propulsif soient à température ambiante, étant entendu que ces dimensions varient peu par rapport aux conditions dans lesquelles le système propulsif 1 est en régime de décollage.
Le rotor de soufflante 9 est découplé de l’arbre basse pression 11 à l’aide d’un mécanisme de réduction 19, placé entre une extrémité amont de l’arbre basse pression 11 et le rotor de soufflante 9, afin d’optimiser indépendamment leur vitesse de rotation respective. Dans ce cas, le système propulsif 1 comprend en outre un arbre supplémentaire, dit arbre de soufflante 20. L’arbre basse pression 11 raccorde la turbine basse pression 8 à une entrée du mécanisme de réduction 19 tandis que l’arbre de soufflante 20 raccorde la sortie du mécanisme de réduction 19 au rotor de soufflante 9. Le rotor de soufflante 9 est donc entrainé par l’arbre basse pression 11 par l’intermédiaire du mécanisme de réduction 19 et de l’arbre de soufflante 20 à une vitesse de rotation inférieure à la vitesse de rotation de la turbine basse pression 8.
Ce découplage permet de réduire la vitesse de rotation et le rapport de pression du rotor de soufflante 9 et d’augmenter la puissance extraite par la turbine basse pression 8. En effet, l’efficacité globale des systèmes propulsifs est conditionnée au premier ordre par le rendement propulsif, qui est favorablement influencé par une minimisation de la variation d’énergie cinétique de l’air à la traversée du système propulsif 1. Dans un système propulsif 1 à taux de dilution élevé, l’essentiel du débit générant l’effort propulsif est constitué par le flux d’air secondaire F2 du système propulsif 1, l’énergie cinétique du flux d’air secondaire F2 étant majoritairement affectée par la compression que subit le flux d’air secondaire F2 lors de la traversée de la section de soufflante 2. Le rendement propulsif et le rapport de pression de la section de soufflante 2 sont donc liés : plus le rapport de pression de la section de soufflante 2 est faible, meilleur sera le rendement propulsif. Afin d’optimiser le rendement propulsif du système propulsif 1, le rapport de pression de la soufflante, qui correspond au rapport entre la pression moyenne en sortie du stator de soufflante 17 (ou, en l’absence de stator, du rotor de soufflante 9) et la pression moyenne en entrée du rotor de soufflante 9, est inférieur ou égal à 1,70, par exemple inférieur ou égal à 1,50, par exemple compris entre 1,05 et 1,45. Les pressions moyennes sont mesurées ici sur la hauteur de l’aube 14 (de la surface qui délimite radialement à l’intérieur la veine d’écoulement en entrée du rotor de soufflante 9 au sommet 21 de l’aube de soufflante 14).
Le système propulsif 1 est configuré pour fournir une poussée comprise entre 18 000 lbf (80 068 N) et 51 000 lbf (22 2411 N), par exemple entre 20 000 lbf (88964 N) et 35 000 lbf (15 5688 N).
Une section de soufflante 2 carénée comprend un rotor de soufflante 9 s’étendant en amont d’un stator de soufflante. Les aubes du stator de soufflante sont alors généralement dénommées aubes de sortie ( « Outlet Guide Vane » ou « OGV » en anglais) et présentent un calage fixe par rapport au moyeu du stator de soufflante. Par ailleurs, le taux de dilution du système propulsif 1 est par exemple supérieur ou égal à 10, par exemple compris entre 10 et 35 inclus, par exemple entre 10 et 18 inclus. La vitesse périphérique au sommet 21 des aubes du rotor de soufflante 9 peut par ailleurs être comprise entre 260 m/s et 400 m/s. Les aubes 14 du rotor de soufflante 9 peuvent être fixes ou présenter un calage variable. Le rapport de pression de soufflante peut alors être compris entre 1,20 et 1,45.
Dans une section de soufflante 2 non carénée, la section de soufflante 2 (qui peut également être désignée par le terme d’hélice) n’est pas entourée par un carter de soufflante. La section de soufflante 2 étant non carénée, les aubes 14 du rotor de soufflante 9 présentent un calage variable. Des systèmes propulsifs comprenant au moins un rotor de soufflante 9 non caréné sont connus sous les termes anglais « open rotor » ou « unducted fan ». Le système propulsif 1 peut comprendre deux rotors de soufflante 9 non carénés et contrarotatifs. Un tel système propulsif 1 est connu sous l’acronyme anglais CROR pour « Contra-Rotating Open Rotor » (rotor ouvert contrarotatif en français) ou UDF pour « Unducted Double Fan » (double soufflante non carénée en français). Le ou les rotors de soufflante 9 peuvent être placés à l’arrière du corps primaire 3 de sorte à être du type pousseur ou à l’avant du corps primaire 3 de sorte à être du type tracteur. En variante, le système propulsif 1 peut comprendre un seul rotor de soufflante 9 non caréné et un stator de soufflante 16 non caréné (redresseur). Un tel système propulsif 1 est connu sous l’acronyme anglais USF pour « Unducted Single Fan ». Dans le cas d’un système propulsif 1 du type USF, les aubes 17 du redresseur 16 sont fixes en rotation par rapport à l’axe X de rotation du rotor de soufflante 9 amont et par conséquent ne subissent pas d’effort centrifuge. Les aubes 17 du redresseur 16 sont par ailleurs à calage variable.
La suppression du carénage autour de la section de soufflante 2 permet d’augmenter le taux de dilution de façon très importante sans que le système propulsif 1 ne soit pénalisé par la masse des carters ou nacelles destinés à entourer la section de soufflante 2. Le taux de dilution du système propulsif 1 comprenant une section de soufflante 2 non carénée est ainsi supérieur ou égal à 40, par exemple compris entre 40 et 80 inclus. La vitesse périphérique au sommet 21 des aubes 14 du ou des rotor(s) de soufflante 9 peut par ailleurs être comprise entre 210 m/s et 260 m/s. Le rapport de pression de soufflante peut alors être compris par exemple entre 1,05 et 1,20.
où = le débit massique, en livres par seconde, de l'air à l'entrée dans le compresseur haute pression 15, = la température, en Kelvin, de l'air à la sortie du compresseur haute pression 15, et = la pression, en livre pouces par seconde au carré par pouce au carré, de l'air à la sortie du compresseur haute pression 15. Une unité de taille de cœur est pour cette raison exprimée en tant que :
La taille de cœur (en s.K 1/2 .po ) du moteur peut être entre 4 et 7, par exemple 4, 4,5, 5, 5,5, 6, 6,5, ou 7, ou n'importe quelle plage définie entre deux quelconques de ces valeurs. Dans certains exemples, la taille de cœur de moteur (en s.K 1/2 .po ) peut être dans la plage de 5,0, 5,1, 5,2, 5,3, 5,4, 5,5, 5,6, 5,6, 5,7, 5,8, 5,9, ou 6, ou n'importe quelle plage définie entre deux quelconques de ces valeurs. Dans encore d'autres exemples, la taille de cœur de moteur (en s.K 1/2 .po ) peut être dans la plage de 5,25, 5,26, 5,27, 5,28, 5,29, 5,30, 5,31, 5,32, 5,33, 5,34, 5,35, 5,36, 5,37, 5,38, 5,39, 5,40, 5,41, 5,42, 5,43, 5,44, ou 5,45, ou n'importe quelle plage définie entre deux quelconques de ces valeurs.
Le nombre de buses de pulvérisation de carburant par taille unitaire de cœur de moteur (dans les unités données ci-dessus) peut être dans la plage de 2 à 6, par exemple, 2, 3, 4, 5, 6, ou au sein d'une plage définie entre deux quelconques de ces valeurs. Dans certains exemples préférés, le nombre de buses de pulvérisation de carburant par taille unitaire de cœur de moteur peut être dans la plage de 2,5 à 4,5, par exemple 2,5, 3, 3,5, 4 ou 4,5, ou n'importe quelle plage définie entre deux quelconques de ces valeurs. Dans encore d'autres exemples, le nombre de buses de pulvérisation de carburant par taille unitaire de cœur de moteur peut être dans la plage de 3 à 4, par exemple 3,0, 3,1, 3,2, 3,3, 3,4, 3,5, 3,6, 3,7, 3,8, 3,9, ou 4,0, ou n'importe quelle plage définie entre deux quelconques de ces valeurs. Dans encore d'autres exemples, le nombre de buses de pulvérisation de carburant par taille unitaire de cœur de moteur peut être 2,0, 2,1, 2,2, 2,3, 2,4, 2,5, 2,6, 2,7, 2,8, 2,9, 3,0, 3,1, 3,2, 3,3, 3,4, 3,5, 3,6, 3,7, 3,8, 3,9, 4,0, 4,1, 4,2, 4,3, 4,4, 4,5, 4,6, 4,7, 4,8, 4,9, 5,0, 5,1, 5,2, 5,3, 5,4, 5,5, 5,6, 5,7, 5,8, 5,9, ou 6,0, ou au sein d'une plage définie entre deux quelconques de ces valeurs.
La taille de cœur est définie ici à une condition de fonctionnement de moteur correspondant à une valeur maximale de l'écoulement semi-non-dimensionnel à l'entrée du compresseur haute pression, définie comme :
où = le débit massique, (en livres par seconde) de l'air à l'entrée dans le compresseur haute pression, = la température (en Kelvin) de l'air à l'entrée du compresseur haute pression, et est la pression (en livre pouces par seconde au carré par pouce au carré) de l'air à l'entrée du compresseur haute pression.
La condition de fonctionnement correspondant à l'écoulement semi-non-dimensionnel maximal à l'entrée de compresseur haute pression peut être la condition de fonctionnement de fin de montée. La taille de cœur auquel il est fait référence ici peut pour cette raison être définie à la condition de fonctionnement de fin de montée. La fin de montée peut être telle que définie dans la technique et telle que comprise par l'homme du métier pour une implémentation spécifique d'une turbine à gaz de la présente demande. Dans un exemple spécifique, la fin de montée peut correspondre à un fonctionnement à une altitude comprise entre 30 000 pieds et 39 000 pieds (plus spécifiquement 35 000 pieds), une vitesse avant d'un nombre de Mach 0,75 à 0,85, et une température d'air ambiant (DTAMB) de ISA+10 K à ISA+15 K.
La chambre de combustion 16 comprend un certain nombre de buses de pulvérisation de carburant duplex 403 (également connues sous le nom de buses à étagement interne) dans lesquelles un injecteur de carburant primaire est intégré dans la même buse de carburant qu'un injecteur de carburant principal. La chambre de combustion 16 comprend également un certain nombre de buses de pulvérisation de carburant à écoulement unique 404 qui comprennent chacune un injecteur de carburant principal uniquement. Dans d'autres exemples, la chambre de combustion 16 peut comprendre uniquement des buses de pulvérisation de carburant duplex ou uniquement des buses de pulvérisation de carburant à écoulement unique.
Dans cet exemple, la chambre de combustion 16 comprend 12 buses de pulvérisation de carburant duplex 403 et 4 buses de pulvérisation de carburant à écoulement unique 404. Les buses de pulvérisation de carburant duplex 403 sont illustrées sur la par des cercles ombrés. Les buses de pulvérisation de carburant duplex 403 sont agencées en groupes de trois autour de la circonférence de la chambre de combustion 16, chaque groupe étant agencé diamétralement opposé à un autre des groupes. Dans d'autres exemples, la chambre de combustion 16 peut comprendre n'importe quel nombre approprié de buses de pulvérisation de carburant duplex, par exemple dans la plage de 10 à 14 buses, et n'importe quel nombre approprié de buses de pulvérisation de carburant à écoulement unique, par exemple dans la plage de 4 à 8 buses. Dans certains exemples, le nombre de buses de pulvérisation de carburant duplex peut être 10, 11, 12, 13 ou 14, ou au sein d'une plage définie entre deux quelconques des valeurs de cette phrase. Dans certains exemples, le nombre de buses de pulvérisation de carburant à écoulement unique peut être 4, 5, 6, 7 ou 8, ou au sein d'une plage définie entre deux quelconques des valeurs de cette phrase. Les buses de pulvérisation de carburant duplex peuvent être agencées dans n'importe quel nombre approprié de groupes, ou peuvent ne pas être agencées en groupes. Le cas échéant, chaque groupe de buses de pulvérisation de carburant duplex peut comprendre n'importe quel nombre approprié de buses, par exemple dans la plage de 2 à 8 buses. Dans certains exemples, chaque groupe de buses duplex peut comprendre 2, 3, 4, 5, 6, 7 ou 8 buses de pulvérisation de carburant, ou un nombre au sein d'une plage définie entre deux quelconques de ces valeurs. L'agencement de buses montré sur la peut être la totalité des buses de pulvérisation de carburant fournies dans la chambre de combustion 16. Dans d'autres exemples, d'autres buses de pulvérisation de carburant peuvent être fournies dans la chambre de combustion 16 en plus de celles décrites.