INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Ce ne sont plus les signaux primaires (les incréments produits par les capteurs inertiels) qui sont transmis à haute cadence à l’unité électronique de calcul de navigation comme dans l’art antérieur, mais des valeurs intégrées sur une durée d’intégration, non bornée, depuis l’instant unique d’intégration (le même pour toutes les données traitées, correspondant par exemple à la mise en route du système ou à la réception d’une commande de début d’intégration), qui peuvent être transmises à la même cadence ou à une cadence moindre. On comprend que les signaux de localisation successivement envoyés par le circuit électronique de traitement seront représentatifs d’une intégration de l’instant t 0 à un instant t 1 , puis de l’instant t 0 à un instant t 2 , puis de l’instant t 0 à un instant t 3 , etc. De la sorte, quel que soit l’instant auquel est reçu un signal de localisation, il est représentatif d’une intégration à partir de l’instant unique de début d’intégration. L’erreur de navigation en cas de défaut de réception d’une ou plusieurs trames de données est fortement réduite par rapport, par exemple, à une méthode classique consistant à réaliser une extrapolation à partir de données classiques d’incrément de vitesse et d’angle reçues avant et après le défaut de transmission. La transmission des données selon l’invention est donc moins contraignante tout en limitant les conséquences d’une erreur de transmission. Le traitement des données pour former les signaux de localisation qui seront transmis permet donc de fiabiliser la transmission des données et le calcul de navigation réalisé à partir desdites données. Une telle transmission est avantageuse à courte distance mais également à relativement grande distance (plusieurs mètres).
Avantageusement, le circuit électronique de traitement est agencé pour : effectuer une première intégration d’au moins une partie des données primaires, une deuxième intégration sur le résultat de la première intégration, et une troisième intégration sur le résultat de la deuxième intégration ; calculer, à partir des résultats de la première intégration et des résultats de la deuxième intégration, une matrice de passage du repère inertiel au repère de navigation sous la forme d’une première matrice composée des coefficients des polynômes de Legendre d’ordre 0 et d’une deuxième matrice composée des coefficients des polynômes de Legendre d’ordre 1 ; calculer, à partir du résultat de la troisième intégration, les coefficients des polynômes de Legendre d’ordre 2 d’une troisième matrice ajoutée à la somme des précédentes pour affiner le calcul de la matrice de passage.
L’invention concerne également un procédé de navigation au moyen d’un dispositif de navigation comprenant une unité de mesure inertielle et une unité électronique de calcul de navigation reliées l’une à l’autre par une liaison de données, comprenant les étapes de dans l’unité de mesure inertielle :
. élaborer des signaux de localisation à partir de mesures de capteurs inertiels et transmettre les signaux de localisation à l’unité de électronique de calcul de navigation à une première cadence,
. à partir d’un modèle d’erreur des capteurs inertiels enregistré dans l’unité de mesure inertiel, élaborer des signaux de correction comprenant des premières données de correction qui sont représentatives d’un impact des erreurs des capteurs sur les signaux de localisation sur une période donnée, et des deuxièmes données de correction représentatives des bruits d’évolution représentatifs des erreurs du modèle sur la période donnée, et transmettre les signaux de correction à l’unité de électronique de calcul de navigation à une deuxième cadence ; et dans l’unité électronique de calcul de navigation :
. au moyen d’un algorithme de navigation hybridé, calculer une localisation hybride qui est basée sur des données de localisation inertielle extraites des signaux de localisation et des données de localisation externe,
. recaler la localisation hybride à partir des données de correction.
Plus précisément, dans un mode de réalisation préféré, l’unité électronique de navigation est agencée pour : calculer, à une basse cadence, (c’est-à-dire inférieure à la cadence de transmission des signaux de localisation) l’évolution d’une localisation hybridée qui est basée sur des données de localisation inertielle, des erreurs courantes de l’unité de mesure inertielle estimées par l’algorithme de navigation hybride et les premières données de corrections ; calculer, à la basse cadence, l’évolution des statistiques d’erreur de la navigation hybridée et des erreurs de l’unité de mesure inertielle (par exemple sous forme de matrice de covariance pour hybridation par un filtre de Kalman), à partir des données de localisation inertielle, des erreurs courantes de l’unité de mesure inertielle estimées par l’algorithme de navigation hybridée, des premières et secondes données de corrections ; recaler, à la basse cadence, les erreurs estimées de navigation inertielle et de l’unité de mesure inertielle, avec les données de localisation à l’instant de recalage et, de préférence, des données datées externes disponibles permettant d’améliorer la précision de localisation.
De préférence encore, les premières données de correction sont les composants de la matrice PHI d’évolution d’erreur de localisation inertielle et de l’unité de mesure inertielle à la basse cadence et les deuxièmes données de correction sont les composants de la matrice Q d’évolution aléatoire d’erreur de localisation inertielle et de l’unité de mesure inertielle à la basse cadence. La matrice Q est également couramment appelée matrice de désensibilisation ou matrice de bruit.
L’invention concerne enfin un véhicule équipé d’un dispositif de navigation selon l’invention.
D’autres caractéristiques et avantages de l’invention ressortiront à la lecture de la description qui suit d’un mode de mise en œuvre particulier et non limitatif de l’invention.
Après l’écoulement à travers les échangeurs de chaleur, l’écoulement d’huile dans le système d'huile à boucle fermée primaire est ensuite recombiné et acheminé vers le réducteur de puissance 30 (et/ou les autres composants moteurs 33) puis vers le carter 2008. La pompe de récupération 2010 pompe alors l’huile du carter 2008 au réservoir d’huile 2002, pour réutilisation.
L’écoulement d’huile au sein du système d’huile à boucle fermée secondaire 2000’ est agencé pour être amené dans une relation d’échange de chaleur avec l’écoulement séparé d’huile au sein du système d’huile à boucle fermée primaire 2000 à travers l’échangeur de chaleur huile-huile 2030. Dans l’échangeur de chaleur huile-huile 2030 l’écoulement d’huile au sein du système d’huile à boucle fermée primaire 2000 ne se mélange pas avec l’écoulement d’huile au sein du système d’huile à boucle fermée secondaire 2000’. L’échangeur de chaleur huile-huile 2030 est conçu de telle sorte qu’un transfert de chaleur peut avoir lieu entre les deux écoulements d’huile séparés. De cette manière, la chaleur d’un écoulement plus chaud d’huile peut être transférée à l’écoulement plus froid d’huile au sein de l’échangeur de chaleur huile-huile 2030.
Le système d’huile à boucle fermée secondaire 2000’ est conçu de telle sorte que l’écoulement de remise en circulation d’huile est pompé par la pompe d’alimentation secondaire 2004’ à travers une soupape 2016’, qui peut être dénommée soupape de modulation secondaire. La soupape de modulation secondaire 2016’ peut fonctionner pour dévier au moins une partie de l’écoulement d’huile entre l’échangeur de chaleur carburant-huile d’IDG 1004 et l’échangeur de chaleur huile-huile 2030, où l’échangeur de chaleur huile-huile 2030 est agencé en parallèle avec l’échangeur de chaleur carburant-huile d’IDG 1004.
Dans des exemples, toute partie appropriée de l’écoulement d’huile peut être déviée entre l’échangeur de chaleur carburant-huile d’IDG 1004 et l’échangeur de chaleur huile-huile 2030. Dans des exemples, la soupape 2016’ peut fonctionner pour dévier une partie fixe de l’écoulement dʼhuile vers chacun parmi lʼéchangeur de chaleur carburant-huile d’IDG 1004 et lʼéchangeur de chaleur huile-huile 2030. Dans d’autres exemples, la soupape de modulation secondaire 2016’ peut fonctionner pour dévier une partie variable de l’écoulement d’huile vers chacun parmi l’échangeur de chaleur carburant-huile d’IDG 1004 et l’échangeur de chaleur huile-huile 2030, par exemple en utilisant des données provenant d’un capteur de température pour rétroaction pour contrôler la partie variable.
Après l’écoulement à travers les échangeurs de chaleur, l’écoulement d’huile est ensuite acheminé vers le générateur d’entraînement intégré 2006 puis vers le carter secondaire 2008’. La pompe de récupération secondaire 2010 pompe alors l’huile du carter secondaire 2008 au réservoir d’huile secondaire 2002, pour réutilisation.
Un ou plusieurs capteurs de température peuvent donc être prévus, par exemple agencés pour détecter la température du carburant à l’approche de la pompe à carburant 1003 ou de la chambre de combustion 16. Des données provenant du ou des capteurs peuvent être utilisées par un contrôleur du système d’échange de chaleur pour gérer les écoulements de carburant et/ou d’huile à travers et autour des échangeurs de chaleur.
Les inventeurs étaient conscients qu’une sélection et un contrôle soigneux du carburant en fonction du pouvoir lubrifiant peuvent affecter le rendement de la combustion, en particulier par rapport à la performance de pulvérisation de tuyère de carburant au sein de la chambre de combustion. La performance de pulvérisation de la tuyère de carburant affecte le rendement de combustion du carburant, ainsi le rendement du moteur peut être amélioré avec la sélection du pouvoir lubrifiant souhaité. En outre, un contrôle soigneux du pouvoir lubrifiant du carburant peut également améliorer les performances de la pompe, et améliorer potentiellement la longévité de la pompe. Par exemple, l'utilisation d'un carburant avec un pouvoir lubrifiant plus élevé peut mieux lubrifier les composants de la pompe, et éventuellement réduire l'usure de la pompe
La illustre un exemple de procédé 12000 de fonctionnement d’un moteur à turbine à gaz 10. Le procédé 12000 comprend les étapes consistant à :
Étape 12100 : Obtenir un carburant, dans lequel le pouvoir lubrifiant du carburant à fournir au moteur à turbine à gaz 10 est d'au moins 0,71 mm WSD à 25 °C (test de BOCLE ASTM D5001).
L’obtention du carburant peut comprendre la sélection d’un seul carburant. L’obtention du carburant peut alternativement comprendre la sélection d’un mélange de carburants. Le carburant choisi peut être le seul carburant à bord de l’aéronef 1. En tant que telle, la sélection du carburant peut être réalisée pendant le ravitaillement de l’aéronef 1. Alternativement, le carburant choisi peut être l’un de plusieurs carburants à bord de l’aéronef 1, ou un mélange de multiples carburants à bord de l’aéronef (si de multiples sources de carburant séparées 50, 53 sont disponibles). Ainsi, la sélection du carburant peut être effectuée pendant le vol. Le processus de sélection peut être automatisé. Par exemple, un contrôleur embarqué peut être conçu pour sélectionner et/ou mélanger du ou des carburants stockés dans un ou plusieurs réservoirs de carburant 50, 53 pour fournir un carburant au pouvoir lubrifiant souhaité. Le contrôleur peut stocker les valeurs de pouvoir lubrifiant standard (par ex. des valeurs obtenues en utilisant les procédures de test standard dans des conditions de laboratoire) et des emplacements de réservoir pour les carburants à bord et calculer le rapport de mélange de carburants (qui peut ne pas inclure de mélange de carburants) afin de fournir un carburant avec le pouvoir lubrifiant souhaité. Le même contrôleur, ou un autre contrôleur, peut également contrôler le système d'échange de chaleur de manière à ajuster le pouvoir lubrifiant du carburant choisi avant qu'il n’atteigne la pompe 1003 ou la chambre de combustion 16, comme abordé plus bas.
Étape 12200 : Faire fonctionner le moteur à turbine à gaz en utilisant un carburant ayant un pouvoir lubrifiant compris entre 0,71 mm et 0,90 mm de diamètre de cicatrice d'usure (WSD) à 25 °C (test BOCLE ASTM D5001). Ce fonctionnement du moteur 10 peut comprendre la distribution du carburant à la chambre de combustion 16 du moteur à turbine à gaz 10 par l'intermédiaire d'un système de gestion de carburant 1500, 6500.
Comme abordé par rapport à la , le système de gestion de carburant 6500 peut comprendre un échangeur de chaleur carburant-huile primaire 1006 et un échangeur de chaleur carburant-huile secondaire 1004 agencés pour transférer la chaleur entre l'huile des systèmes à boucle d'huile primaire et secondaire 2000 et 2000’ et le carburant. Le système de gestion de carburant 6500 est agencé pour que le carburant atteigne l’échangeur de chaleur carburant-huile secondaire 1004 avant l’échangeur de chaleur carburant-huile primaire 1006. Une pompe à carburant moteur 1003 est positionnée en aval de l'échangeur de chaleur carburant-huile primaire 1004. La pompe à carburant moteur 1003 est agencée pour délivrer le carburant à la chambre de combustion 16.
Éventuellement, le procédé peut comprendre en outre :
Étape 12300 : Contrôler le système d’échange de chaleur de manière à élever la température de carburant pour contrôler le pouvoir lubrifiant du carburant à l’entrée dans la pompe 1003 et/ou la chambre de combustion 16 aux conditions de croisière.
Le contrôle 12300 du système d’échange de chaleur peut comprendre le contrôle de l’écoulement de carburant à travers l’un ou les deux parmi les échangeurs de chaleur carburant-huile primaire et secondaire 1006, 1004.
L’écoulement du carburant peut être contrôlé à l’aide d’une soupape de remise en circulation 6010, lorsqu’elle est présente, comme dans le système de gestion de carburant 6500. Une quantité activement contrôlée de carburant sortant de l’échangeur de chaleur carburant-huile primaire 1006 peut être remise en circulation vers l’échangeur de chaleur carburant-huile primaire 1006 plutôt que de s’écouler directement vers la chambre de combustion 16. Cette remise en circulation peut également amener du carburant qui a déjà traversé la pompe à carburant moteur 1003 en retour vers une position en amont de la pompe à carburant moteur 1003.
un cœur de moteur comprenant une chambre de combustion agencée pour brûler un carburant ; une turbine, la turbine comprenant une pluralité d’aubes de turbine ; un compresseur agencé pour être utilisé en guise de source dʼair de refroidissement pour les aubes de turbine ; et un inducteur agencé pour accélérer et diriger l’air de refroidissement sur les aubes de turbine et comprenant une pluralité de voies de passage de flux d’air et une soupape de modulation agencée pour contrôler un flux d’air de refroidissement dans un sous-ensemble des voies de passage, dans lequel la soupape de modulation est conçue pour ajuster le flux d’air de refroidissement en fonction de la température d’entrée de turbine ; et
dans lequel le carburant a une masse volumique dans la plage allant de 760 à 840 kg/m 3 à 15 °C.
Le carburant peut avoir une teneur en soufre inférieure à 30 ppm.
un cœur de moteur comprenant une chambre de combustion agencée pour brûler un carburant ; une turbine, la turbine comprenant une pluralité d’aubes de turbine ; un compresseur agencé pour être utilisé en guise de source dʼair de refroidissement pour les aubes de turbine ; et un inducteur agencé pour accélérer et diriger l’air de refroidissement sur les aubes de turbine et comprenant une pluralité de voies de passage de flux d’air, et une soupape de modulation agencée pour permettre ou bloquer un flux d’air de refroidissement dans un sous-ensemble des voies de passage ; et
un système de gestion de carburant agencé pour fournir le carburant à la chambre de combustion, dans lequel le système de gestion de carburant comprend : deux échangeurs de chaleur carburant-huile à travers lesquels l’huile et le carburant s’écoulent, les échangeurs de chaleur carburant-huile étant agencés pour transférer la chaleur entre l’huile et le carburant et comprenant un échangeur de chaleur carburant-huile primaire et un échangeur de chaleur carburant-huile secondaire ;
dans lequel le procédé comprend :
lʼutilisation de la soupape de modulation pour ajuster le flux dʼair de refroidissement en fonction de la température dʼentrée de turbine ; et
le contrôle du système de gestion de carburant de manière à transférer entre 200 et 600 kJ/m 3 de chaleur au carburant à partir de l’huile dans l’échangeur de chaleur carburant-huile primaire dans des conditions de croisière.
Le transfert de chaleur est mesuré par mètre cube du carburant à l’entrée de la chambre de combustion. La quantité de chaleur transférée au carburant peut donc être calculée en fonction d’une température de carburant à l’approche ou l’entrée dans la chambre de combustion par comparaison avec une température de carburant dans un réservoir de carburant de l’aéronef. Toute remise en circulation à travers, ou contournement, d’un échangeur de chaleur peut donc être comptabilisée. Comme le transfert de chaleur est mesuré par unité de volume de carburant, cela peut être considéré comme un taux de transfert de chaleur normalisé pour les variations de débit de carburant dans des conditions de croisière
Les inventeurs étaient conscients que l’utilisation de carburants différents des carburants à base de kérosène traditionnels, tels que des carburants aviation durables par exemple, peut permettre à plus de chaleur d’être transférée de l’huile au carburant par unité de volume du carburant à travers le système d’échange de chaleur. Des températures de carburant plus élevées à l’entrée dans la chambre de combustion peuvent permettre un rendement de combustion de carburant amélioré, ainsi qu’un refroidissement de l’huile amélioré (lorsque le carburant est à même d’absorber plus de chaleur). Par exemple, un carburant à température supérieure peut être moins visqueux, ce qui peut entraîner un motif de pulvérisation de tuyère et une taille de gouttelette différents au sein de la chambre de combustion, ce qui modifie le mélange carburant-air et améliore le rendement de combustion. Le transfert de chaleur peut être optimisé pour adapter les caractéristiques de pulvérisation de carburant à l’intérieur de la chambre de combustion. De plus, l’huile plus froide peut permettre d’emporter plus de chaleur à l’écart des composants de moteur tels que des paliers pour le même débit d’huile, ou peut permettre d’utiliser un débit d’huile plus faible pour le même niveau de refroidissement.
Le contrôle du système de gestion de carburant peut comprendre le contrôle d’un écoulement de carburant à travers les échangeurs de chaleur, par exemple la remise en circulation d’une proportion variable du carburant à travers l’échangeur de chaleur carburant-huile primaire, et/ou le fait de permettre à une proportion variable du carburant de contourner l’échangeur de chaleur carburant-huile primaire.
Le contrôle du système de gestion de carburant peut comprendre le contrôle de l’écoulement d’huile à travers les échangeurs de chaleur, permettant par exemple à une proportion variable de l’huile de contourner l’échangeur de chaleur carburant-huile primaire ou l’échangeur de chaleur carburant-huile secondaire, et/ou la remise en circulation d’une proportion variable de l’huile à travers l’échangeur de chaleur carburant-huile primaire et/ou secondaire.
Une ou plusieurs soupapes, pompes, et/ou conduites de remise en circulation ou de contournement peuvent être prévues selon le cas pour faciliter ce contrôle.
Le procédé peut comprendre le transfert de 300 à 500 kJ/m 3 de chaleur au carburant dans lʼéchangeur de chaleur carburant-huile primaire dans des conditions de croisière. Le procédé peut comprendre le transfert de 350 à 450 kJ/m 3 de chaleur au carburant dans lʼéchangeur de chaleur carburant-huile primaire dans des conditions de croisière. Le procédé peut comprendre le transfert de 400 kJ/m 3 de chaleur au carburant dans lʼéchangeur de chaleur carburant-huile primaire dans des conditions de croisière.
- la est un organigramme d’étapes d’un procédé de freinage,
- la comprend un organigrammes représentant des modes de réalisation d’étapes du procédé de la ,
- la comprend un organigrammes représentant des modes de réalisation d’autres étapes du procédé de la ,
DESCRIPTION DETAILLEE On a représenté en un exemple d’aéronef 100. L’aéronef 100 est un avion comprenant un fuselage 101 et deux ailes 102. Dans cet exemple, l’aéronef comprend deux systèmes propulsifs 1, chaque système propulsif 1 étant fixé à une aile 102 respective de l’avion 100 par l’intermédiaire d’un pylône. Dans un autre mode de réalisation, l’aéronef pourrait comprendre un ou plusieurs système propulsif(s) fixé au fuselage 101.
Sur la , le système propulsif 1 présente une direction principale (ou direction axiale) s’étendant selon un axe longitudinal X. Le système propulsif 1 comprend une section de soufflante 2 et un corps primaire 3, souvent appelé « générateur de gaz ».
Le mécanisme de changement de pas 15 est en particulier capable de mettre les aubes de soufflante 14 « en drapeau ». De façon connue en soi, lorsque les aubes de soufflantes sont en drapeau, la traînée générée par le rotor de soufflante 9 est minimale. En d’autres termes, la position en drapeau des aubes de soufflante est la position qui minimise le maitre couple de la soufflante ou qui minimise la trainée de soufflante par rapport au flux d’air qui traverse la soufflante. En pratique, l’angle de calage des aubes de soufflante 14 est d’environ 90° lorsque les aubes de soufflante 14 sont en drapeau.
Par exemple, le mécanisme de changement de pas 15 est configuré pour maintenir les aubes de soufflante en drapeau, lorsque le mécanisme de changement de pas n’est pas commandé, par exemple lorsque le système propulsif est éteint. Une telle position par défaut peut être obtenue par des moyens de rappel adéquats, tels qu’un ressort.
Le rotor de soufflante 9 comprend au moins quatorze aubes de soufflante 14 et au plus vingt-quatre aubes de soufflante 14, par exemple au moins seize aubes de soufflante 14 et au plus vingt-deux aubes de soufflante 14.
De plus, dans cet exemple, la section de soufflante 2 comprend également un stator de soufflante 16 monté fixe sur le carter de soufflante 12. Le stator de soufflante 16 comprend des aubes fixes 17 généralement dénommées « aubes de sortie » (ou « OGV », pour « Outlet Guide Vane » en anglais). Cet ensemble d’aubes fixes a pour fonction de redresser et de réguler le flux d’air qui s’écoule en aval du rotor de soufflante 9 pour optimiser la poussée du moteur. Cet ensemble d’aubes fixes joue aussi un rôle de réducteur 19 de bruit.
Le moteur à turbine à gaz peut donc être utilisé pour mettre en œuvre le procédé du premier aspect, et peut offrir les mêmes effets techniques et avantages.
Le cœur de moteur peut comprendre en outre un arbre de cœur reliant la turbine au compresseur. Le moteur à turbine à gaz peut comprendre en outre une soufflante située en amont du cœur de moteur, dans lequel la soufflante est entraînée (directement ou indirectement) par l’arbre de cœur.
Le moteur à turbine à gaz peut comprendre en outre des chambres de palier de moteur. Ces chambres de palier de moteur peuvent être refroidies à l’aide de l’écoulement d’huile avant l’écoulement de l’huile dans les échangeurs de chaleur carburant-huile. L’huile sortant des chambres de palier de moteur peut être plus chaude que l’huile entrant dans les chambres de palier de moteur. La voie d’écoulement de l’huile peut être une boucle, de telle sorte que l’huile est refroidie par les échangeurs de chaleur carburant-huile avant d’entrer dans les chambres de palier de moteur, puis l’huile plus chaude sortant des chambres de palier de moteur est remise en circulation vers les échangeurs de chaleur carburant-huile.
Il est envisagé que toutes les caractéristiques décrites pour le premier ou deuxième aspect puissent également s’appliquer à l’autre parmi le premier ou le deuxième aspect.
Selon un autre aspect, un procédé de fonctionnement d’un moteur à turbine à gaz est fourni, le moteur à turbine à gaz comprenant :