INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Lorsque le rotor de soufflante 9 est dimensionné de sorte à résister mécaniquement à un moment maximal M tel que défini dans la formule (1), les efforts centrifuges appliqués par les aubes 14 au disque de rotor 9 sont limités, ce qui permet de réduire la masse du disque de soufflante 13 sans pour autant impacter la tenue mécanique des aubes 14. Par ailleurs, la détermination du moment maximal tenant compte du rapport moyeu-tête du rotor de soufflante 9, il est possible de garantir que le rapport moyeu-tête reste suffisamment faible pour ne limiter les performances du système propulsif 1.
Afin de respecter la formule (1), le nombre d’aubes 14 dans le rotor de soufflante 9 peut être réduit afin de diminuer la charge mécanique appliquée par les aubes 14 sur le disque de soufflante 13 lorsque le système propulsif 1 est en fonctionnement. Le nombre d’aubes 14 peut par exemple être compris entre au moins douze aubes de soufflante 14 et au plus vingt-quatre aubes de soufflante 14, de préférence au moins seize aubes de soufflante 14 et au plus vingt-deux aubes de soufflante 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.
Le choix du nombre d’aubes 14 dans le rotor de soufflante 9 a par ailleurs un impact sur le rapport moyeu-tête du rotor de soufflante 9. Toutefois, le dimensionnement du rotor de soufflante 9 de sorte que le moment maximal respect la formule (1) permet de garantir que le rapport moyeu-tête du rotor de soufflante reste suffisamment faible pour que la section de soufflante 2 soit efficace et que le système propulsif 1 reste performant en termes de consommation spécifique. Typiquement, le rapport moyeu-tête du rotor de soufflante 9 est compris entre 0,22 et 0,32, par exemple entre 0,22 et 0,30, en particulier lorsque les aubes 14 sont à calage fixe dans la mesure où il n’est alors pas nécessaire d’intégrer un mécanisme de changement de pas au sein du disque de soufflante 13. Or, plus le rapport moyeu-tête est faible, plus le rotor de soufflante 9 est performant et donc plus le système propulsif 1 est performant.
La vitesse périphérique des aubes de soufflante 14 peut en outre être réduite, par exemple en diminuant le diamètre D du rotor de soufflante 9 et/ou en réduisant la vitesse de rotation ω de l’arbre de soufflante 20, ce qui permet de réduire encore davantage la force centrifuge appliquée par les aubes 14 au disque 13 de soufflante. Ainsi, pour un moment maximal qui respecte la formule (1), le diamètre D du rotor de soufflante peut alors être compris entre 80 pouces (203,2cm) et 185 pouces (469,9cm) inclus, de préférence compris entre 85 pouces (215,9 cm) et 120 pouces (304,8 cm) inclus, par exemple de l’ordre de 90 pouces (228,6 cm), ce qui permet en outre d’intégrer le système propulsif 1 de manière conventionnelle, en particulier sous l’aile d’un aéronef 100.
Le cas échéant, la masse de chaque aube de soufflante 14 peut également être réduite afin de diminuer encore les efforts centrifuges appliqués par les aubes 14 sur les dents 33 du disque 13 de soufflante et améliorer la tenue mécanique des aubes 14 par le disque 13. Par exemple, les aubes 14 de soufflante peuvent être réalisées en matériaux composite comprenant un renfort fibreux tissé en deux ou trois dimensions qui est noyé dans une matrice. Dans une forme de réalisation, le renfort fibreux comprendre des fibres en carbone, en verre, en basalte, et/ou en aramide et la matrice peut comprendre une matrice polymère, par exemple époxyde, bismaléimide ou polyimide. L’aube 14 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). En variante, le renfort fibreux peut comprendre un matériau céramique, par exemple du carbure de silicium (SiC) ou de l’alumine (Al2O3), ou du carbone (C), et la matrice peut comprendre du carbure de silicium (SiC) ou du carbone.
Afin d’obtenir à la fois un moment maximal respectant la formule (1), un faible rapport moyeu-tête R et un disque de soufflante 13 suffisamment résistant d’un point de vue mécanique, le disque de soufflante 13 peut notamment être réalisé dans des matériaux présentant une résistance mécanique supérieure à la résistance mécanique des alliages de titane habituellement utilisés. Le disque de soufflante 13 peut par exemple être réalisé dans un superalliage à base de nickel tel que de l’Inconel 718.
Pour un rotor de soufflante 9 dimensionné de sorte à respecter la formule (1), le diamètre D du rotor de soufflante peut alors être compris entre 80 pouces (2 032 mm) et 185 pouces (4 699 mm) inclus, de préférence compris entre 85 pouces (2 159 mm) et 120 pouces (3 048 mm) inclus, par exemple de l’ordre de 90 pouces (2 286 mm), ce qui permet d’intégrer le système propulsif 1 de manière conventionnelle, en particulier sous l’aile d’un aéronef 100.
Afin d’optimiser encore davantage la masse du système propulsif, chaque alvéole 29 présente une section de col définie par la formule (2) suivante : (2) où : S c est la section de col et correspond à une section minimale d’un col 34 d’une alvéole 29 du disque 13, mesurée dans un plan s’étendant circonférentiellement par rapport à l’axe de rotation X, en millimètres carrés (mm²) ; ω est une vitesse de rotation du rotor de soufflante 9, lorsque le système propulsif 1 est stationnaire en régime de décollage dans une atmosphère standard et au niveau de la mer, est exprimée en tours par minute (tr/min) ; s/c est un pas relatif au sommet 21 des aubes de soufflante 14, qui est égal au rapport entre un pas inter-aubes des aubes de soufflante 14 et la corde axiale des aubes de soufflante 14 et est adimensionné, sachant que le pas inter-aube est égal à ; et A = 1,26 ; H 1 = 60,9 mm².tr².min -2 ; I 1 = 55 840 mm 4 .tr².min -2 ; H 2 = 50,76 mm².tr².min -2 et I 2 = 46 530 mm 4 .tr².min -2 .
Lorsque la section de col Sc respecte la formule (2), la section du col 34 des alvéoles 29 (et donc la distance entre deux dents 33 adjacentes du disque 13) est optimisée ce qui permet de réduire la masse du disque 13 de soufflante, tout en permettant de garantir la tenue mécanique des aubes de soufflante 14 durant tout le vol, même en cas de perte d’aube (et donc de balourd important sur l’arbre de soufflante 20).
En effet, les efforts centrifuges appliqués par les aubes 14 de soufflante sur le disque de soufflante 13, en particulier au niveau du pied des aubes de soufflante 14, sont proportionnels au diamètre D du rotor de soufflante 9 et au pas relatif et sont inversement proportionnels au nombre d’aubes 14 dans le rotor de soufflante 9. En effet, l’augmentation du nombre d’aubes 14 réduit la corde axiale (à iso pas relatif s/c) ce qui réduit la masse des aubes 14 en considérant une hypothèse d’épaisseur relative constante. Par conséquent, lorsque la section de col Sc respecte la formule (2), les efforts centrifuges sont réduits, ce qui permet d’obtenir une section du col 34 des alvéoles 29 (et donc la distance entre deux dents 33 adjacentes du disque 13) suffisante sans risquer que le disque 13 ne rompe. Le disque de soufflante 13 est donc optimisé en masse (sans pour autant augmenter les risques de rupture du disque 13), ce qui permet de réduire la consommation spécifique du système propulsif 1.
Comme indiqué plus haut, les efforts centrifuges appliqués par les aubes 14 sur le disque de soufflante 13, en particulier au niveau des aubes de soufflante 14, étant réduits, il est possible d’augmenter la section de col Sc de sorte à respecter la formule (2). L’utilisation des matériaux décrits ci-dessus permet en particulier d’obtenir à la fois une section de col Sc respectant la formule (2), un faible rapport moyeu-tête R et un disque de soufflante 13 suffisamment résistant d’un point de vue mécanique.
Pour cela, et afin d’obtenir à la fois une section de col Sc respectant la formule (2) et un disque de soufflante 13 suffisamment résistant d’un point de vue mécanique, le disque de soufflante 13 peut notamment être réalisé dans des matériaux présentant une résistance mécanique supérieure à la résistance mécanique des alliages de titane habituellement utilisés. Le disque de soufflante 13 peut par exemple être réalisé dans un superalliage à base de nickel tel que de l’Inconel 718.
La valeur seuil maximale de la section de col Sc permet de garantir la tenue mécanique des aubes de soufflante 14 durant tout le vol, même en cas de perte d’aube, tout en permettant l’optimisation du rapport moyeu-tête du rotor de soufflante 9 et donc des performances du système propulsif 1. La valeur seuil minimale de la section de col Sc permet de garantir une efficacité suffisante de la section de soufflante.
Un système propulsif 1 à double corps dont le moment maximal respecte la formule (1) et, le cas échéant, dont la section de col Sc respecte la formule (2), peut notamment comprendre une turbine haute pression 8 biétage, un compresseur haute pression 5 comprenant au moins huit étages et au plus onze étages, une turbine basse pression 7 comprenant au moins trois étages et au plus cinq étages et un compresseur basse pression 4 comprenant au moins deux étages et au plus quatre étages.
Chaque deuxième portion de paroi 182 s’étend entre une extrémité inférieure 182a et une extrémité supérieure 182b. L’extrémité inférieure 182a s’étend depuis la première portion de paroi 181, à une position intermédiaire de ladite première portion de paroi 181 entre les extrémités inférieure et supérieure 161, 162 du complexe acoustique. L’extrémité supérieure 182b est en revanche plus éloignée de la première portion de paroi 181 par rapport à l’extrémité inférieure 182a. Les deuxièmes portions de paroi 182 présentent ainsi une forme voutée, donnant à la partie supérieure de l’alvéole 18 une forme d’ogive.
En particulier, dans l’exemple non limitatif représenté sur la , on suppose que chaque alvéole 18 présente une base de forme hexagonale. Sur cette figure, deux premières portions de paroi 181 pour une même alvéole 18 sont visibles, ces deux premières portions de paroi 181 étant en vis-à-vis l’une de l’autre et parallèle l’une à l’autre. Une portion de support 185 s’étend depuis chacune de ces premières portions de paroi 181, chaque portion de support 185 comprenant, sur sa face inférieure, une deuxième portion de paroi 182 voutée. Ces deux deuxièmes portions de paroi 182 se rapprochent l’une de l’autre depuis leur extrémité inférieure 182a jusqu’à leur extrémité supérieure 182b, en convergeant également vers l’axe central A, donnant ainsi à la partie supérieure de l’alvéole 18 la forme d’ogive.
Par ailleurs, les deuxièmes portions de paroi 182 sont voutées de telle sorte que, selon le plan de coupe représenté sur la , un angle α maximum entre une deuxième portion de paroi 182 et la direction de construction D (correspondant à l’axe central A de l’alvéole dans cet exemple) est inférieur ou égal à 45°, de préférence compris entre 10° et 45°. En d’autres termes, selon le plan de coupe représenté sur la , un angle α entre une droite tangente à la deuxième portion de paroi 182 en un point de celle-ci entre ses extrémités 182a, 182b, et l’axe central A, est inférieur ou égal à 45° quel que soit le point de ladite deuxième portion de paroi 182 considéré.
Les portions de support 185 comprennent également une face supérieure, les faces supérieures des portions de support 185 formant ensemble l’extrémité supérieure 162 du complexe acoustique 16, cette extrémité supérieure 162 étant plane et continue, assurant ainsi une bonne accroche de la deuxième peau 14 appliquée sur cette extrémité supérieure 162.
Les figures 5A à 5D représentent différentes étapes d’un procédé de fabrication d’un complexe acoustique 16 et d’un panneau acoustique 10 selon l’invention.
Dans une première étape, une première peau 12 est fabriquée. La première peau 12, de même que la deuxième peau 14 décrite ultérieurement, peuvent être fabriquées par exemple, mais de manière non limitative, par la technique « AFP » (pour « automated fiber placement » en anglais) ou « ATL » (pour « automated tape layer » en anglais) connues en soi, par dépose successive de mèches, ou bandes pré-imprégnées parallèles entre elles et sur plusieurs couches, dites « plis ». Les bandes déposées comprennent un matériau thermoplastique TP (plus simplement nommé « matériau TP » dans la suite de la description), notamment, mais de manière non limitative, un polyétheréthercétone PEEK, un polyéthercétonecétone PEKK, un polyaryléthercétone PAEK ou un polyphenylsulfone PPSU.
Dans une deuxième étape, le complexe acoustique 16 est fabriqué. Le complexe acoustique 16 est réalisé par fabrication additive sur la première peau 12. Le procédé de fabrication du complexe acoustique 16 par fabrication additive comprend l’empilement de couches successives de matière dans une direction verticale perpendiculaire à la première peau 12 dite « direction de construction », depuis l’extrémité inférieure 161 du complexe acoustique 16 jusqu’à l’extrémité supérieure 162 de celui-ci. Typiquement, le procédé de fabrication additive est un procédé de dépose filamentaire dit « FFF » (pour « Fused Filament Fabrication » en anglais) ou « FDM » (pour « Filament Deposit Molding » en anglais). Les filaments déposés sont de préférence en polymère, par exemple du polyétherimide (PEI), sulfure de polyphénylène (PPS), ou de la famille des polyaryléthercétones (PAEK). Les filaments de polymère peuvent être chargés ou non. Ils peuvent par exemple être chargés de fibres de carbone. La largeur des filaments déposés peut être comprise entre 0,1 mm et 2 mm.
L’image 5A représente une première phase du procédé de fabrication du complexe acoustique 16 par fabrication additive, dans laquelle les premières portions de paroi 181 sont en cours de fabrication sur la première peau 12, depuis l’extrémité inférieure 161. A ce stade, les filaments de polymère sont empilés verticalement les uns sur les autres, de telle sorte que les premières portions de paroi 181 restent parallèle à l’axe central A des alvéoles de la pièce finale. La flèche dirigée vers le haut représente la direction de construction D au cours de la fabrication additive.
L’image 5B représente une deuxième phase du procédé de fabrication du complexe acoustique 16 par fabrication additive. Au cours de cette phase, alors que les premières portions de paroi 181 sont toujours en cours de fabrication, de la matière supplémentaire est déposée depuis les premières portions de paroi 181, à partir d’un point le long de la hauteur de celles-ci, ce point correspondant à l’extrémité inférieure 182a des deuxièmes portions de paroi 182 voutées. On comprend qu’à partir de ce point, une largeur plus importante de matière, c’est-à-dire de filaments polymères, est déposée à chaque couche de matière empilée dans la direction de construction.
Ainsi, cette largeur de matière de plus en plus importante déposée forme les portions de support 185, dont la face inférieure forme les deuxièmes portions de paroi 182 en cours de fabrication. On comprend en d’autres termes qu’à mesure que les couches de matières sont empilées, les deuxièmes portions de paroi 182 s’éloignent de plus en plus de la première portion de paroi 181 depuis laquelle elles s’étendent, pour converger vers l’axe central A. On comprend également qu’à chaque couche de matière polymère déposée, il est nécessaire de s’assurer que l’angle entre la deuxième portion de paroi 182 en cours de fabrication et l’axe central A reste inférieur ou égal à 45°, afin de bénéficier d’une accroche suffisante de la couche de matière précédente, comme décrit plus haut.
L’image 5C représente une phase finale du procédé de fabrication du complexe acoustique 16 par fabrication additive, dans laquelle l’extrémité supérieure 162 du complexe acoustique 16 est atteinte. A ce stade, les extrémités supérieures 182b respectives des deuxièmes portions de paroi 182 ont atteint le sommet de l’alvéole 18, la partie supérieure de celle-ci ayant alors la forme d’une ogive. En outre, la face supérieure de chaque portion de support 185 est plane, de telle sorte que l’extrémité supérieure 162 du complexe acoustique 16 ainsi formé est elle-même plane et continue.
L’image 5D représente une troisième étape du procédé de fabrication du panneau acoustique 10, dans laquelle la deuxième peau 14 est fabriquée sur le complexe acoustique 16 obtenu par le procédé de fabrication décrit en référence aux images 5A, 5B et 5C. La deuxième peau 14 peut être fabriquée par une des techniques décrites plus haut pour la première peau 12, par drapage automatisé utilisant notamment un rouleau de compaction R. Le rouleau de compaction R se déplace dans un sens de déplacement droite-gauche représenté par la flèche dirigée vers la gauche sur l’image 5D, en exerçant une pression P, représentée par la flèche dirigée vers le bas sur l’image 5D, sur les bandes de matériau thermoplastique destinées à former la deuxième peau 14.
Contrairement à la configuration représentée sur la correspondant à l’état de la technique, la présence des portions de support 185 permet de supporter la pression exercée par le rouleau de compaction R, de limiter voire supprimer le phénomène de « telegraphing » et d’écrasement des premières portions de paroi 181. Le panneau acoustique 10 ainsi obtenu est représenté sur la .
Dans un exemple de panneau acoustique 10 obtenu par un procédé selon l’invention, les alvéoles 18 du complexe acoustique 16 peuvent avoir une forme d’hexagone régulier inscrit dans un cercle de 20 mm de diamètre, et avoir une hauteur comprise entre 10 et 80 mm entre l’extrémité inférieure 161 et l’extrémité supérieure 182b des deuxièmes portions de paroi 182. Pour une alvéole de 30 mm de hauteur par exemple, la base de l’ogive, en d’autres termes l’extrémité inférieure 182a des deuxièmes portions de paroi 182, peut démarrer par exemple à 20 mm de hauteur par rapport à l’extrémité inférieure 161 du complexe acoustique 16.
La représente un deuxième mode de réalisation de l’invention. Le panneau acoustique 10 selon le deuxième mode de réalisation diffère du panneau acoustique selon le premier mode de réalisation décrit en référence à la , en ce que les portions de support 185 ne sont pas pleines mais poreuses, et présentent notamment une structure en treillis. La structure en treillis comprend une pluralité de filaments enchevêtrés les uns avec les autres, notamment parallèlement les uns avec les autres et perpendiculairement les uns par rapport aux autres, dans les trois dimensions de l’espace.
Ainsi, la matière située entre les deuxièmes portions de parois 182 formant les ogives, les premières portions de paroi 181 pleines, et la deuxième peau 14, est poreuse, limitant ainsi la masse totale du panneau acoustique 10. On notera que les deuxièmes portions de parois 182 peuvent être elles-mêmes poreuses. Le taux de vide de la structure en treillis est compris entre 1 et 99%, de préférence entre 50 et 95%.
Description détaillée de l’invention L’invention a notamment pour but de proposer un volet de coffre VC destiné à équiper un véhicule en contrôlant l’accès à un coffre délimité par la structure de ce véhicule.
Dans ce qui suit, on considère, à titre d’exemple non limitatif, que le véhicule est de type automobile. Il s’agit par exemple d’une voiture. Mais l’invention n’est pas limitée à ce type de véhicule. Elle concerne en effet tout véhicule (terrestre, maritime (ou fluvial), ou aérien) comprenant une structure délimitant un coffre.
Par ailleurs, on considère dans ce qui suit, à titre d’exemple non limitatif, que le coffre est situé dans une partie arrière de la structure du véhicule. Mais cela n’est pas obligatoire.
Sur les figures 1 à 5 la direction X est une direction parallèle à la direction longitudinale du véhicule, laquelle est sensiblement parallèle aux côtés latéraux (ou longitudinaux) comportant les portières latérales, la direction Y est une direction parallèle à la direction transversale du véhicule, laquelle est perpendiculaire à la direction longitudinale X, et la direction Z est une direction parallèle à la direction verticale du véhicule, laquelle est perpendiculaire aux directions longitudinale X et transversale Y.
On a schématiquement illustré au moins partiellement sur les figures 1 et 2 une partie d’un exemple de réalisation d’un volet de coffre VC selon l’invention. Un tel volet de coffre VC est destiné à équiper un véhicule en contrôlant l’accès à un coffre (ici arrière) délimité par la structure de ce véhicule.
Comme illustré au moins partiellement sur les figures 1 et 2, un volet de coffre VC, selon l’invention, comprend au moins une doublure DM en métal et des première PP1 et seconde PP2 pièces en plastique.
La doublure DM est destinée à être couplée à la structure d’un véhicule et comprend une première face externe FE1, orientée vers l’extérieur, et sur laquelle sont solidarisées fixement les première PP1 et seconde PP2 pièces, par exemple par vissage et/ou clippage.
Les première PP1 et seconde PP2 pièces sont placées l’une à côté de l’autre en s’interfaçant au niveau de premier B1 et second B2 bords qu’elles comprennent respectivement (et qui sont, ici, destinés à s’étendre suivant la direction transversale Y du véhicule lorsque le volet de coffre VC est en position fermée (interdisant l’accès au coffre)).
Dans ce qui suit, on considère, à titre d’exemple non limitatif, que la première pièce PP1 est un enjoliveur de plaque d’immatriculation transversal, et la seconde pièce PP2 est un enjoliveur central installé transversalement, au-dessus de la première pièce PP1, entre deux blocs optiques solidarisés fixement à la première face externe FE1 de la doublure DM. Dans ce cas, le premier bord B1 est le bord supérieur transversal de la première pièce PP1, et le second bord B2 est le bord inférieur transversal de la seconde pièce PP2.
Comme illustré au moins partiellement sur les figures 3 à 5, le premier bord B1 de la première pièce PP1 est muni sur une seconde face externe FE2, orientée vers l’extérieur (et donc opposée à la première face externe FE1 de la doublure DM), d’une première protubérance PJ1 qui participe à la délimitation d’au moins un logement Lk ouvert et logeant une partie au moins d’au moins un joint JAk.
On comprendra que chaque joint JAk est solidarisé fixement dans son logement Lk, contre la première protubérance PJ1 (qui permet son calage), par exemple par collage au moyen d’un film adhésif.
Le (chaque) joint JAk peut, par exemple, être réalisé en caoutchouc ou en mousse.
Comme illustré au moins partiellement sur les figures 1, 2 et 5, la seconde pièce PP2 est incurvée de manière à entourer et masquer le premier bord B1 avec sa première protubérance PJ1 et chaque joint JAk. De plus, le second bord B2 de la seconde pièce PP2 est en appui contre chaque joint JAk (voir ).
Grâce au(x) premier(s) logement(s) Lk qui permet(tent) de loger chaque joint JAk, et à l’appui du second bord B2 sur chaque joint JAk, il n’y a plus de risque de génération de bruits parasites par entrechoquement des première PP1 et seconde PP2 pièces dans leur zone d’interfaçage en présence de vibrations et de chocs. En effet, chaque joint JAk assure une fonction d’interface d’amortissement qui empêche le second bord B2 de heurter le premier bord B1. En outre, l’absence d’entrechoquements permet d’éviter une fatigue accélérée de l’une au moins des première PP1 et seconde PP2 pièces, et l’appui du second bord B2 sur chaque joint JAk (qui sert alors de contre-appui) permet d’augmenter sa rigidité (ou tenue) ce qui permet d’empêcher la génération locale d’indentations (ou renfoncements). Il n’y a donc plus de risque d’inquiétude des passagers du véhicule et/ou d’impression de défaut grâce à cette interface anti-bruit et anti indentation.
Par exemple, et comme illustré non limitativement sur les figures 3 à 5, la première pièce PP1 peut comprendre au moins une seconde protubérance PJ2k saillant suivant un angle prédéfini sur la première protubérance PJ1 et participant à la délimitation d’un logement Lk. Chaque seconde protubérance PJ2k permet de retenir un joint JAk, ici suivant la direction verticale Z, tout en lui laissant un degré de liberté de déformation suivant cette dernière (Z) du fait de son angle d’inclinaison prédéfini.