INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
La pompe à réservoir de carburant peut être conçue pour pomper du carburant depuis le réservoir de carburant vers le moteur, et plus précisément vers un premier échangeur de chaleur carburant-huile du moteur. La pompe à réservoir de carburant est située avant, ou en amont, du moteur, et donc également en amont du ou des échangeurs de chaleur du moteur.
Le moteur à turbine à gaz peut comprendre une pompe à carburant moteur conçue pour pomper un écoulement de carburant reçu du réservoir vers la chambre de combustion.
La pompe à carburant moteur est située en aval de la pompe à réservoir de carburant. La pompe à carburant moteur peut être décrite comme une pompe à carburant principale. La pompe à carburant moteur peut être située en aval d’un ou plusieurs échangeurs de chaleur du système d’échange de chaleur, et éventuellement peut être en aval de l’échangeur de chaleur unique, ou de tous les échangeurs de chaleur, le long du trajet d’écoulement de carburant.
Une ou plusieurs pompes à carburant peuvent être situées au niveau de n’importe quel(s) emplacement(s) approprié(s) le long du trajet d’écoulement de carburant depuis le réservoir de carburant vers la chambre de combustion. Dans certains exemples, une ou plusieurs pompes à carburant supplémentaires peuvent être présentes, en plus de la pompe à réservoir de carburant et de la pompe à carburant moteur décrites ci-dessus. La pompe à carburant moteur peut être située au niveau de n’importe quelle position appropriée par rapport à la pompe à réservoir de carburant et au ou aux échangeur(s) de chaleur.
Aux conditions de croisière, un écoulement d’huile entrant dans le ou chaque échangeur de chaleur carburant-huile peut avoir une température moyenne plus élevée que le carburant entrant dans cet échangeur de chaleur carburant-huile. De cette manière, l’énergie thermique peut être transférée de l’écoulement d’huile vers l’écoulement de carburant s’écoulant à travers le ou chaque échangeur de chaleur carburant-huile dans des conditions de croisière. À ce titre, le carburant sortant du ou de chaque échangeur de chaleur carburant-huile peut avoir une température plus élevée que le carburant entrant dans cet échangeur de chaleur carburant-huile, aux conditions de croisière. L’homme du métier comprendra que des échangeurs de chaleur peuvent être conçus de toute manière appropriée pour permettre le transfert d’énergie thermique entre deux écoulements de fluides séparés.
Le moteur à turbine à gaz peut être conçu de telle sorte que l’écoulement de carburant s’écoule du premier échangeur de chaleur carburant-huile vers un second échangeur de chaleur carburant-huile. Dans d’autres exemples, un troisième, quatrième ou tout nombre approprié d’autres échangeurs de chaleur carburant-huile sont présents. De cette manière, dans différents exemples, un ou plusieurs échangeurs de chaleur carburant-huile peuvent être agencés en aval de la pompe à réservoir de carburant/sur le trajet de l’écoulement de carburant à travers le moteur.
Le moteur à turbine à gaz peut comprendre un générateur d’entraînement intégré. Le générateur d’entraînement intégré peut comprendre un générateur électrique apte à alimenter un ou plusieurs systèmes d’aéronef en énergie, tels que des pompes à carburant et/ou hydraulique.
Dans certaines mises en œuvre, le moteur peut comprendre deux échangeurs de chaleur carburant-huile. Le premier échangeur de chaleur carburant-huile atteint par le carburant peut utiliser de l’huile qui refroidit et/ou lubrifie un générateur d’entraînement intégré (IDG), et peut donc être décrit comme un échangeur de chaleur carburant-huile de générateur d’entraînement intégré (IDG). Le second échangeur de chaleur carburant-huile atteint par le carburant peut utiliser de l’huile qui refroidit et/ou lubrifie un réducteur principal du moteur, et peut donc être décrit comme un échangeur de chaleur carburant-huile principal. Généralement, l’échangeur de chaleur carburant-huile principal peut transférer plus de chaleur à l’huile que l’échangeur de chaleur carburant-huile d’IDG, et peut donc être qualifié d’échangeur de chaleur primaire. L’échangeur de chaleur carburant-huile d’IDG peut être qualifié d’échangeur de chaleur carburant-huile secondaire en conséquence.
Le carburant peut s’écouler à travers l’échangeur de chaleur carburant-huile d’IDG puis s’écouler à travers l’échangeur de chaleur carburant-huile principal. L’huile qui s’écoule à travers l’échangeur de chaleur carburant-huile d’IDG peut être utilisée pour refroidir et/ou lubrifier l’IDG. L’huile qui s’écouler à travers l’échangeur de chaleur carburant-huile principal peut être utilisée pour refroidir et/ou lubrifier le réducteur de puissance.
Le rapport entre le nombre d’atomes d’hydrogène et le nombre d’atomes de carbone dans une molécule peut influencer l’énergie spécifique d’une composition donnée, ou mélange de combustible. Les combustibles présentant des rapports supérieurs d’atomes d’hydrogène aux atomes de carbone peuvent avoir des énergies spécifiques plus élevées en l’absence de souche de liaison. Par exemple, les combustibles hydrocarbonés à base fossile peuvent comprendre des molécules ayant environ 7 à 18 carbones, avec une partie significative d’une composition donnée issue de molécules de 9 à 15 carbones, avec une moyenne de 12 carbones.
Un certain nombre de mélanges de carburant d’aviation durable ont été approuvés pour être utilisés. Par exemple, certaines mélanges approuvés comprennent des rapports de mélange allant jusqu’à 10 % de carburant d’aviation durable, tandis que d’autres mélanges approuvés comprennent des rapports de mélange compris entre 10 % et 50 % de carburant d’aviation durable (le reste comprenant un ou plusieurs combustibles hydrocarbonés à base fossile, tels que le kérosène), avec des compositions supplémentaires en attente d’approbation. Cependant, il existe une prévision dans l’industrie aéronautique selon laquelle des mélanges de carburant d’aviation durable, comprenant jusqu’à (et incluant) 100 % de carburant d’aviation durable (SAF) seront finalement approuvés pour une utilisation.
Les carburants d’aviation durable peuvent comprendre un ou plusieurs parmi des n-alcanes, des iso-alcanes, des cycloalcanes et des aromatiques, et peuvent être produits, par exemple, à partir dʼun ou plusieurs parmi un gaz de synthèse (gaz de synthèse) ; des lipides (e.g., matières grasses, huiles et graisses) ; des sucres ; et des alcools. Ainsi, les carburants d’aviation durable peuvent comprendre des teneurs en aromatique et/ou en soufre plus faibles, par rapport à des combustibles hydrocarbonés à base fossile. En outre ou en variante, des carburants d’aviation durable peuvent comprendre l’un et/ou l’autre parmi une teneur en iso-alcane et une teneur en cycloalcane plus élevées, par rapport à des combustibles hydrocarbonés à base fossile. Ainsi, dans certains exemples, des carburants d’aviation durable peuvent comprendre une densité comprise entre 90 % et 98 % de celle du kérosène et/ou un pouvoir calorifique compris entre 101 % et 105 % de celui du kérosène.
Grâce au moins en partie à la structure moléculaire de combustibles d’aviation durable, des carburants d’aviation durable peuvent fournir des effets bénéfiques comportant, par exemple, une ou plusieurs d’une énergie spécifique plus élevée (malgré, dans certains exemples, une densité d’énergie inférieure) ; une capacité thermique spécifique supérieure ; une stabilité thermique supérieure ; un pouvoir lubrifiant supérieur ; une viscosité inférieure ; une tension de surface inférieure ; un point de congélation inférieur ; des émissions de suie inférieure ; et, des émissions de CO 2 inférieures, par rapport à des combustibles hydrocarbonés à base fossile (e. g., lorsqu’ils sont brûlés dans l’équipement de combustion 16). Ainsi, par rapport aux combustibles hydrocarbonés à base fossile, tels que le kérosène, les carburants d’aviation durable peuvent conduire à l’une ou l’autre ou aux deux d’une diminution relative de la consommation spécifique de carburant, et d’une diminution relative des coûts de maintenance.
Tel que représenté sur la , un aéronef 1 peut comprendre plusieurs réservoirs de carburant 50, 53 ; par exemple un réservoir de carburant primaire plus grand 50 situé dans le fuselage d’aéronef, et un réservoir de carburant plus petit 53a, 53b situé dans chaque aile. Dans d’autres exemples, un aéronef 1 peut ne comporter qu’un seul réservoir de carburant 50, et/ou les réservoirs de carburant d’aile 53 peuvent être plus grands que le réservoir de carburant central 50, ou aucun réservoir de carburant central ne peut être prévu (avec tout le carburant au lieu d’être stocké dans les ailes de l’aéronef) – on comprendra que de nombreux agencements de réservoir différents sont envisagés et que les exemples qui ont été illustrés sont prévus dans un souci de facilité de description et non destinés à être limitatifs.
Un exemple de système de carburant 1000 comprenant un trajet d’écoulement de carburant du réservoir de carburant 50 à la chambre de combustion 16 du moteur à turbine à gaz 10 de l’aéronef 1 est représenté schématiquement sur la . Le système de carburant 1000 comprend à la fois le système d’alimentation en carburant (comprenant un ou plusieurs réservoirs 50, 53, et une pompe à carburant 1002) agencé pour fournir du carburant à partir de la ou des sources de carburant 50, 53 à chaque moteur 10, et un système de gestion de carburant à l’intérieur du moteur agencé pour fournir le carburant fourni à la chambre de combustion 16. Le système de gestion de carburant gère la température du carburant ainsi que l’écoulement de carburant, dirigeant le carburant par l’intermédiaire d’un ou plusieurs échangeurs de chaleur du système d’échange de chaleur du moteur.
Le carburant est pompé depuis le réservoir de carburant 50 vers le moteur à turbine à gaz 10 par une pompe à carburant basse pression 1002. Dans la mise en œuvre illustrée, le carburant s’écoule depuis le réservoir de carburant 50 à travers un échangeur de chaleur carburant-huile de générateur d’entraînement intégré (IDG) 1004 avant de s’écouler à travers un échangeur de chaleur carburant-huile principal 1006. Les deux échangeurs de chaleur 1004, 1006 font partie du système d’échange de chaleur du moteur 1004, 1006. Le système d’échange de chaleur 1004, 1006 peut comprendre un ou plusieurs échangeurs de chaleur supplémentaires et/ou d’autres composants, ainsi que des liaisons de fluide (e.g. conduites) entre les composants du système d’échange de chaleur.
À partir de l’échangeur de chaleur carburant-huile principal 1006, le carburant s’écoule vers la chambre de combustion 16 du moteur à turbine à gaz 10, où il est brûlé pour alimenter le moteur à turbine à gaz 10. La pompe à carburant moteur 1003 pompe le carburant vers la chambre de combustion 16. L’échangeur de chaleur carburant-huile principal 1006, qui est également dénommé échangeur de chaleur carburant-huile primaire 1006, peut avoir de l’huile utilisée pour lubrifier et/ou refroidir un réducteur principal 30 du moteur à turbine à gaz 10 le traversant, et peut donc être décrit comme un échangeur de chaleur carburant-huile principal. L’huile passant à travers l’échangeur de chaleur carburant-huile primaire 1006 peut en outre être utilisée pour refroidir et/ou lubrifier un ou plusieurs autres composants du moteur 33, tels qu’un réducteur auxiliaire 33. L’échangeur de chaleur carburant-huile d’IDG 1004 peut avoir de l’huile utilisée pour lubrifier et/ou refroidir un ou plusieurs composants d’un générateur d’entraînement intégré 2006 passant à travers celui-ci, et peut donc être décrit comme un échangeur de chaleur carburant-huile de générateur d’entraînement intégré.
Dans l’exemple représenté sur la , une boucle de remise en circulation 6010, 6011 est également représentée, comprenant une soupape de remise en circulation 6010 située en aval de l’échangeur de chaleur carburant-huile primaire 1006 et la pompe à carburant moteur 1003, et agencée pour remettre en circulation au moins une partie du carburant sortant de la pompe 1003 en retour vers l’entrée de l’échangeur de chaleur carburant-huile primaire 1006, permettant un transfert de chaleur supplémentaire entre l’huile du système à boucle primaire et le carburant. La soupape de remise en circulation 6010 peut déterminer quelle proportion du carburant est remise en circulation, et quelle proportion continue vers la chambre de combustion 16. La conduite de remise en circulation 6011 retourne le carburant remis en circulation vers un point sur le trajet d’écoulement en amont à la fois de la pompe principale 1003 et de l’échangeur de chaleur primaire 1006, de telle sorte que le carburant remis en circulation traverse ces deux composants une fois supplémentaire. Dans d’autres exemples, cette boucle de remise en circulation peut ne pas être présente.
Dans la mise en œuvre décrite, l’échangeur de chaleur carburant-huile principal 1006 et l’échangeur de chaleur carburant-huile IDG 1004 sont conçus de sorte qu’un flux de carburant est acheminé à travers ceux-ci. De manière générale, au moins la majorité du carburant qui traverse l’échangeur de chaleur carburant-huile d’IDG 1004 passe également à travers l’échangeur de chaleur carburant-huile principal 1006, bien que chaque échangeur de chaleur 1004, 1006 puisse être pourvu d’un contournement pour permettre à une partie du carburant d’éviter de traverser l’échangeur de chaleur respectif. Les deux échangeurs de chaleur 1004, 1006 peuvent donc être décrits comme étant en série l’un avec l’autre, par rapport à l’écoulement de carburant. L’échangeur de chaleur carburant-huile d’IDG 1004 et l’échangeur de chaleur carburant-huile principal 1006 sont conçus de telle sorte qu’un écoulement d’huile est également acheminé à travers chacun – l’huile qui s’écoule à travers l’un est différente de l’huile s’écoulant à travers l’autre dans la mise en œuvre décrite, bien que l’on aura à l’esprit que la même huile peut circuler à travers un échangeur de chaleur carburant-huile puis à travers un autre échangeur de chaleur carburant-huile dans d’autres mises en œuvre. Les deux échangeurs de chaleur 1004, 1006 sont donc dans des systèmes à boucle fermée séparés 2000, 2000’, par rapport à l’écoulement d’huile, comme illustré sur les Figures 6 et 7, dans la mise en œuvre qui est décrite.
L’échangeur de chaleur carburant-huile d’IDG 1004 et l’échangeur de chaleur carburant-huile principal 1006 sont conçus de telle sorte que de la chaleur peut être transférée entre l’huile s’écoulant à travers ceux-ci et le carburant qui les traverse. Aux conditions de croisière, la température moyenne de l’écoulement d’huile entrant dans l’échangeur de chaleur carburant-huile principal 1006 et d’huile entrant dans l’échangeur de chaleur carburant-huile d’IDG 1004 est supérieure à la température moyenne du carburant entrant dans l’échangeur de chaleur carburant-huile principal 1006 et l’échangeur de chaleur carburant-huile d’IDG 1004 respectivement. De cette manière, l’échangeur de chaleur carburant-huile principal 1006 et l’échangeur de chaleur carburant-huile d’IDG 1004 sont conçus pour transférer de l’énergie thermique d’un écoulement d’huile vers un écoulement de carburant s’écoulant à travers ceux-ci à des conditions de croisière.
L’aéronef 1 comprend un système de lubrification à remise en circulation agencé pour alimenter de l’huile pour lubrifier et éliminer la chaleur d’une pluralité de composants. Le système de lubrification à remise en circulation, dans certains exemples, comprend un système d’huile à boucle fermée ou deux systèmes d’huile à boucle fermée séparés tels que décrits ci-dessus. Un exemple d’un système d’huile à boucle fermée secondaire 2000 est représenté schématiquement sur la . Le système d’huile à boucle fermée secondaire 2000 est décrit d’abord car c’est le premier système d’huile avec lequel le carburant interagit à l’entrée du moteur 10.
Le dispositif matriciel 2 est configuré pour comporter en son sein des canaux de circulation 16 de lumière, s’étendant respectivement, selon une direction parallèle à celle de l’axe optique principal 14, entre une microlentille d’entrée 18 et une microlentille de sortie 20 associée. Les rayons de lumière mis en forme par le collimateur qui sont amenés à passer par une microlentille d’entrée 18 se propagent essentiellement dans le canal de circulation de lumière 16 associé à cette microlentille d’entrée 18 et ils ressortent du dispositif matriciel 2 essentiellement par la microlentille de sortie 20 associée à ce canal de circulation de lumière.
Les canaux de circulation de lumière sont définis comme une bande de la matière du dispositif matriciel formée par la matrice de microlentilles d’entrée et la matrice de microlentilles de sortie. En d’autres termes, un canal de circulation est défini par une bande de matière d’une microlentille d’entrée et par une bande de matière de la microlentille de sortie s’étendant dans la continuité, si l’on considère l’axe optique principal, de ladite microlentille d’entrée.
Chaque matrice de microlentille, d’entrée ou de sortie, présente une surface externe et un volume interne, formé par l’épaisseur de matière qui s’étend depuis la surface externe vers l’intérieur, le masque pouvant former une frontière entre la matrice de microlentilles d’entrée et la matrice de microlentilles de sortie.
La matrice de microlentilles d’entrée 8 est formée d’une pluralité de microlentilles d’entrée 18 juxtaposées les unes à côté des autres, aussi bien selon la direction verticale, tel que visible sur la , que selon la direction transversale. Ces microlentilles d’entrée présentent chacune une surface bombée 22 dont la juxtaposition, le cas échéant avec un décalage longitudinal qui génère une marche d’une surface bombée à l’autre, forme la surface externe de la matrice de microlentilles d’entrée, et elles présentent chacune une épaisseur de matière s’étendant entre la surface bombée 22 et le masque pour pouvoir propager la lumière de l’une vers l’autre.
Selon l’invention, au moins une microlentille d’entrée 18 est configurée au sein du dispositif matriciel 2 pour permettre une focalisation des rayons lumineux arrivant sur cette microlentille d'entrée en au moins deux zones de focalisation distinctes. Cette configuration particulière d’une microlentille d’entrée permettant de générer au moins deux zones de focalisation différentes est notamment visible sur la ou la , sur lesquelles des tracés de rayons ont été rendus visibles.
La microlentille d'entrée comporte notamment une portion centrale 24 qui assure la focalisation de rayons, arrivant sur cette portion centrale 24, sur une première zone de focalisation 26 et une portion périphérique 28 qui assure la focalisation des rayons, arrivant sur cette première portion périphérique 28, sur une deuxième zone de focalisation 30.
La première zone de focalisation 26 est localisée à l’intérieur du dispositif matriciel, le cas échéant sur le masque 12 lorsque le dispositif matriciel est équipé d’un tel masque, et plus particulièrement sur la portion de masque présente dans le canal de circulation de lumière associé à cette microlentille d’entrée.
La deuxième zone de focalisation est localisée au voisinage de la microlentille de sortie associée.
Des rayons lumineux provenant du collimateur 4 et traversant cette microlentille d’entrée 18 convergent ainsi vers un premier point focal présent sur le masque 12, notamment pour participer à la réalisation d’une première fonction d’éclairage, ou plus précisément d’une première portion d’un faisceau d’éclairage, tandis que d’autres rayons lumineux provenant du collimateur et traversant également cette microlentille d’entrée 18 convergent eux vers un deuxième point focal disposé au voisinage et le cas échéant au-delà de la microlentille de sortie, notamment pour participer à la réalisation d’une deuxième fonction d’éclairage, ou plus précisément d’une deuxième portion de ce même faisceau d’éclairage.
Dans l’exemple illustré, les microlentilles d’entrée 18 sont identiques les unes aux autres.
Conformément à l’agencement de la matrice de microlentilles d’entrée 18, la matrice de microlentilles de sortie 10 est formée d’une pluralité de microlentilles de sortie 20 juxtaposées les unes à côté des autres, aussi bien selon la direction verticale, tel que visible sur la , que selon la direction transversale.
Ces microlentilles de sortie 20 présentent chacune, conformément à ce qui a pu être évoqué pour les microlentilles d’entrée, une surface bombée dont la juxtaposition, le cas échéant avec un décalage longitudinal qui génère une marche d’une surface bombée à l’autre, forme la surface externe de la matrice de microlentilles de sortie, c’est-à-dire la surface de sortie du dispositif matriciel, et elles présentent chacune une épaisseur de matière s’étendant entre le masque et la surface bombée pour pouvoir propager la lumière de l’une vers l’autre.
Il est notable sur les figures représentant schématiquement le dispositif matriciel que seule la surface externe des microlentilles d’entrée et de sortie est représentée, mais il convient de noter que chaque microlentille n’est pas juste formée par la surface bombée mais comporte bien l’épaisseur de matière qui va de cette surface bombée 22 jusqu’au masque, ou au support de masque lorsqu’il y en a un.
Chaque microlentille de sortie 20 est configurée au sein du dispositif matriciel 2 de telle sorte qu’elle présente un foyer objet sur le masque 12 et plus particulièrement sur la portion de masque présente dans le canal de circulation de lumière associé à cette microlentille de sortie.
Pour un canal de circulation de lumière 5 donné, les rayons lumineux se propageant au sein du dispositif matriciel et focalisés sur la première zone de focalisation 26 par la microlentille d’entrée 18 passent ainsi par ce foyer objet de la microlentille de sortie 20 et sont réorientés par la microlentille de sortie 20 correspondante en un faisceau de rayons sensiblement parallèles à l’axe optique qui participe à former un faisceau lumineux à projeter sur la route.
Le tracé de rayons visible sur la illustre également des rayons lumineux qui se propagent au sein du dispositif matriciel 2 en étant focalisés sur la deuxième zone de focalisation 30 par la microlentille d’entrée 18. Ces rayons se propagent par la suite en direction de la scène de route devant le véhicule en s’écartant de l’axe optique.
Le premier déplacement de l’unité lumineuse est activé par un actionneur primaire H1. La cinématique du module lumineux 1 lors du déplacement du faisceau lumineux F1 selon la première direction orthogonale Y est illustrée à la . On peut voir sur la que l’unité lumineuse 10 est reliée à l’actionneur primaire H1 par une liaison linéaire annulaire F d’axe l’axe optique O.
Sur la , un déplacement S1 est exercé sur l’actionneur primaire H1, l’actionneur primaire H1 pousse l’unité lumineuse 10, en particulier le dissipateur thermique 13 sur lequel sont disposés les collecteurs 12 et les sources lumineuses 11. L’unité lumineuse 10 suit le déplacement induit par l’actionneur primaire H1 et est déplacée suivant une translation circulaire grâce aux liaisons pivots avant A, D et arrière C, D. Toutefois, au vu des dimensions du module lumineux, et notamment de la longueur des portions centrales 411, 421 des éléments de connexion 41, 42, cette translation circulaire peut être assimilée à une translation suivant la direction transversale Y. Ce mouvement est représenté par la flèche S3 sur la .
Lors du premier déplacement de l’unité lumineuse 10, l’élément optique de projection 20 reste fixe. En effet, grâce aux liaisons pivot avant A, D et arrière C, D seules les portions arrières 413, 423 et les portions centrales 411, 421 sont déplacées, en pivotant autour des liaisons pivot avant A, D et arrière C, D, comme le montre les flèches S2. Il y a donc un déplacement relatif entre l’unité lumineuse 10 et l’élément optique de projection 20, de sorte que le faisceau lumineux F1 est déplacé horizontalement.