INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
La représente un raccord rapide R conforme à un premier mode de réalisation de l’invention. Le raccord rapide R, dit aussi simplement raccord R dans la suite, comprend un élément mâle 10, sur le haut de la , et un élément femelle 100 associé, sur le bas de la . Sur la , le raccord R est représenté dans une configuration déconnectée, dans laquelle l’élément mâle 10 et l’élément femelle 100 sont séparés l’un de l’autre. Lors de la connexion de l’élément mâle 10 à l’élément femelle 100, l’élément mâle est placé en regard de l’élément femelle 100. Un côté avant de l’élément mâle 10 est ainsi orienté vers l’élément femelle 100, c’est-à-dire ici vers la droite des figures, tandis qu’un côté arrière de l’élément mâle 10 est orienté à l’opposé du côté avant de l’élément mâle 10, c’est-à-dire ici vers la gauche des figures. De manière symétrique, un côté avant de l’élément femelle 100 est orienté vers l’élément mâle 10, soit ici vers la gauche des figures, tandis qu’un côté arrière de l’élément femelle 100 est orienté à l’opposé du côté avant de l’élément femelle 100, soit ici vers la droite des figures.
On décrit tout d’abord l’élément mâle 10.
L’élément mâle 10 est ici un about, qui comprend un corps mâle 12 tubulaire présentant une forme globalement de révolution autour d’un axe central A10. Le corps mâle 12 délimite un conduit V10 pour la circulation de fluide. Par extension, le conduit V10 définit un côté interne de l’élément mâle 10, l’élément mâle 10 séparant le côté interne d’un côté externe de l’élément mâle 10. Le côté externe de l’élément mâle 10 est ici une surface de révolution, orientée de manière centrifuge à l’axe central A10.
Le corps mâle 12 comprend une partie arrière 14, qui est ici taraudée et qui est configurée pour être fluidiquement connectée à une canalisation. La canalisation n’est pas représentée. La partie arrière 14 présente, du côté externe, une surface de préhension 15. La surface de préhension 15 est ici une surface cylindrique, par exemple à section hexagonale.
Le corps mâle 12 comprend une portion avant, dite portion distale 16, qui est conçue pour être emmanchée dans l’élément femelle 100 en configuration accouplée du raccord R. La partie arrière 14 et la portion avant 16 sont ici réalisées d’une seule pièce.
Le conduit interne V10 débouche de la portion distale 16 par une embouchure 18, qui est orientée vers l’avant de l’élément mâle 10, autrement dit l’embouchure 18 de l’élément mâle 10 est orientée vers l’élément femelle 100 en configuration déconnectée du raccord R.
Du côté externe de l’élément mâle 10, la portion distale 16 comprend, à mesure que l’on s’éloigne de l’embouchure 18 vers l’arrière de l’élément mâle 10, une paroi annulaire 20, un chanfrein extrêmal 21, une première portion cylindrique 22, une collerette 24, et une deuxième portion cylindrique 26.
La paroi annulaire 20 s’étend ici orthogonalement à l’axe principal A10. La paroi annulaire 20 forme des moyens d’appui de l’élément mâle 10, qui sont configurés pour coopérer avec certains organes l’éléments femelle 100, cet aspect étant décrit plus loin.
Le chanfrein extrêmal 21 présente une surface inclinée par rapport à l’axe principal A10. Le chanfrein extrêmal 21 est ici géométriquement porté par un cône divergent vers l’arrière de l’élément mâle 10.
La première portion cylindrique 22 présente une section circulaire centrée sur l’axe principal A10 et comprend une surface cylindrique externe présentant rayon externe R22 constant. La deuxième portion cylindrique 26 présente une section circulaire centrée sur l’axe principal A10 et présente un rayon externe R26 constant.
La détente des gaz se poursuit dans un corps basse-pression comprenant une turbine basse-pression et entraînant une soufflante, placée à l’avant de la turbomachine, et permettant d’obtenir la poussée nécessaire.
L’hybridation d’une telle turbomachine double corps/double flux est réalisée en reliant une machine électrique à l’arbre haute-pression , appelée par la suite machine électrique haute-pression, et une machine électrique à l’arbre basse-pression, appelée par la suite machine électrique basse-pression.
La machine électrique haute-pression et la machine électrique basse-pression ne sont pas reliées entre elles et plusieurs modes d’utilisation sont possibles. La machine électrique haute-pression, respectivement la machine électrique basse-pression, peut fonctionner en tant que moteur, en convertissant de l’énergie électrique en énergie mécanique, ou en tant que générateur, en convertissant de l’énergie mécanique en énergie électrique.
Une machine électrique travaillant en tant que moteur injectera de la puissance sur un des arbres de la turbomachine. Une machine électrique travaillant en tant que générateur prélèvera de la puissance sur un des arbres de la turbomachine, par exemple grâce à l’application d’un couple résistif à un des arbres moteur.
Le système électrique d’un avion requiert de la puissance électrique pour alimenter des systèmes extérieurs à la turbomachine, tels que les systèmes électriques de l’avion, le système de dégivrage et/ou l’avionique. De tels besoins en puissance électrique sont également appelés « besoins extérieurs » et se traduisent, du point de vue du moteur, par un prélèvement de puissance sur les arbres de la turbomachine.
La gestion de tels prélèvements de puissance électrique est bien connue en régime moteur stabilisé, à savoir quand les besoins de puissance moteur, également appelés « besoins moteur », sont constants dans le temps et seulement les variations des besoins extérieurs sont à compenser.
Au contraire, lors d’un régime transitoire moteur, tel qu’une accélération ou une décélération, une dynamique plus complexe doit être gérée de façon dynamique.
La compensation dynamique des besoins extérieurs est particulièrement complexe dans une turbomachine hybridée qui n’est opérable dans certains régimes moteur qu’avec l’assistance électrique.
En d’autres termes, lors des accélérations, on dimensionne le compresseur haute-pression au juste besoin. Sur certains points, il sera limité par le débit-carburant et la machine électrique vient assister le moteur pour obtenir l’accélération nominale, sans mettre plus de carburant que les limites imposées, pour protéger la machine d'un point de vue thermodynamique et aérodynamique.
En régime stabilisé, lorsque la turbomachine reçoit une demande de puissance électrique de la part de l’avion, la puissance électrique nécessaire est prélevée, en boucle ouverte, sur le moteur. La régulation stabilisée, réalisée uniquement sur le débit-carburant, va simplement ajuster le régime moteur pour maintenir la poussée demandée.
Concrètement, lorsqu'on prélève de l'énergie ou qu'on met un couple résistif sur un arbre basse-pression ou un arbre haute-pression, on ralentit le régime moteur et une boucle fermée de maintien de régime compense en augmentant le débit-carburant pour maintenir le régime et la poussée du moteur.
Sur une turbomachine hybridée, lorsqu’on passe en régime transitoire, de type accélération ou décélération, le besoin de couple comprend un besoin extérieur, traduisant la puissance électrique requise par l’avion, et un besoin intérieur, traduisant l’assistance électrique requise par le moteur pour effectuer le régime transitoire.
Dans les turbomachines hybridées connues de l’homme du métier, lors des régimes transitoires moteur, on assure le besoin intérieur du moteur en s’écartant de la puissance électrique constante requise pour les besoins extérieurs de l’avion.
En d’autres termes, il n’existe pas aujourd’hui une turbomachine hybridée pouvant compenser, en temps réel, la puissance électrique injectée ou prélevée par le moteur en régime transitoire moteur, de type accélération ou décélération.
L’invention offre une solution à au moins une partie des problèmes évoqués précédemment grâce à un procédé de compensation d’une turbomachine hybridée permettant une compensation dynamique des besoins extérieurs d’injection et/ou de prélèvement de puissance électrique, notamment lors d’un régime transitoire moteur, à savoir une accélération ou une décélération.
A cette fin, un premier aspect de l’invention concerne un procédé de compensation dynamique de puissance électrique d’une turbomachine hybridée, en particulier une turbomachine hybridée double corps/double flux, la turbomachine comprenant un réseau électrique d’un ensemble propulsif connecté à un réseau électrique extérieur. Plus spécifiquement, le procédé de compensation comprend au moins : une étape de détermination de puissance électrique extérieure, au cours de laquelle une puissance électrique requise par le réseau électrique extérieur est déterminée ; une étape de calcul de la puissance électrique propulsive, au cours de laquelle, lors d’un régime transitoire moteur, une puissance supplémentaire à fournir ou à dissiper par le réseau électrique de l’ensemble propulsif est calculée afin d’assurer le fonctionnement du moteur pendant le régime transitoire ; une étape de calcul de puissance électrique de compensation, au cours de laquelle, notamment en temps réel, une puissance électrique de compensation nécessaire à fournir la puissance électrique requise par le réseau électrique extérieur pendant le régime transitoire est calculée, en particulier, à partir de la puissance électrique requise par le réseau électrique extérieur et de la puissance électrique à fournir par le réseau électrique de l’ensemble propulsif afin d’assurer le fonctionnement du moteur pendant le transitoire, une étape de prélèvement ou d’injection de puissance, au cours de laquelle la puissance électrique de compensation est prélevée ou injectée par un organe électrique de compensation, de sorte à fournir la puissance électrique requise par le réseau électrique extérieur pendant le régime transitoire.
Un manchon 22 élastique est intercalé radialement entre la bague 20 intérieure et la bague 16 extérieure. La bague 20 intérieure est ainsi liée à la bague 16 extérieure par l'intermédiaire du manchon 22 élastique.
Le manchon 22 élastique est par exemple réalisé en un matériau élastomère. Le manchon 22 élastique permet à la bague 16 extérieure de coulisser élastiquement selon une direction axiale par rapport à la bague 20 intérieure. Ceci permet notamment de conférer une certaine souplesse à la liaison entre le châssis 10 et l’élément 12 de liaison au sol par déformation en cisaillement axial du manchon 22 élastique.
Pour limiter le déplacement axial de la bague 16 extérieure par rapport à la bague 20 intérieure, il est connu d'équiper l'articulation 14 élastique avec une face 24 radiale de butée. Cette face 24 radiale de butée est portée rigidement par un élément de support. L'élément de support est ici formé par une coupelle 26. La coupelle 26 présente ici un orifice 27 central.
Cette face 24 radiale de butée est destinée à être agencée de manière fixe par rapport à la bague 20 intérieure. La face radiale 24 de butée est ici agencée dans une position axiale dans laquelle la face 24 de butée est agencée en vis-à-vis de la collerette 18 de la bague 16 extérieure avec un jeu "J1" axial déterminé de saturation lorsque le manchon 22 élastique est dans un état non contraint axialement.
En outre, le manchon 22 élastique comporte au moins un tampon 28 formé par au moins une portion qui s’étend axialement en saillie par rapport à la bague 16 extérieure.
Comme représenté à la , le manchon 22 élastique comporte ici deux tampons 28 diamétralement opposés par rapport à l’axe « A ». Chaque tampon 28 présente la forme d’un segment d’anneau.
En variante, le manchon 22 élastique comporte un seul tampon annulaire.
Selon une autre variante, le manchon 22 élastique comporte une pluralité de tampons répartis régulièrement autour de l’axe « A ».
Chaque tampon 28 est monté serré axialement contre une zone 30 annulaire d’appui de la face 24 de butée. Plus particulièrement chaque tampon 28 est ici intercalé entre la collerette 18 et la face 24 de butée.
Selon un exemple d’agencement illustré à la , la bague 20 intérieure est montée fixe sous le châssis 10. L’axe « A » est ici monté sensiblement verticalement. La bague 20 intérieure est notamment fixée par une vis 29 dont une tige est insérée à l’intérieur de la bague 20 intérieure. La tige est aussi passée à travers l’orifice 27 central de la coupelle 26. Une tête 31 de la vis est ici agencée au-dessous de la coupelle 26 pour la serrer axialement contre un bord inférieur de la bague 20 intérieure. La coupelle 26 présente à cet effet une face 35 radiale de serrage qui est traversée par l’orifice 27 central. La tige de la vis 29 est insérée dans un orifice de fixation du châssis 10 et une extrémité libre de la vis 29 est vissée dans un écrou 33. Ainsi, la bague 20 intérieure et la coupelle 26 sont serrées axialement contre le châssis entre la tête 31 et l’écrou 33.
Le jeu « J1 » de saturation permet de limiter et d’amortir le déplacement axial dans un sens de la bague 16 extérieure, et donc de l’élément 12 de liaison au sol, par rapport à la bague 20 intérieure, et donc par rapport au châssis 10.
Selon les enseignements de l’invention, pour garantir que chaque tampon 28 demeure en permanence en contact avec la face 24 de butée, la face 24 de butée comporte un rebord 32 périphérique qui s’étend axialement en saillie par rapport à la face 24 de butée en direction de la bague 16 extérieure. Le rebord 32 entoure la zone 30 d’appui de la face 24 de butée. Ainsi, le rebord 32 forme une barrière qui empêche le fluage de chaque tampon 28 radialement vers l’extérieur.
Dans l’exemple représenté à la , le rebord 32 périphérique forme un anneau continu qui entoure complètement la zone 30 d’appui.
La zone 30 d’appui de la face 24 de butée s’étend ici radialement vers l’intérieur jusqu’à la bague 20 intérieure. La face 24 de butée comporte en outre un rebord 34 interne qui est agencé concentriquement à l’intérieur du rebord 32 périphérique et qui délimite radialement vers l’intérieur la zone 30 d’appui. Le rebord 34 interne s’étend axialement vers la bague 20 intérieure. Ainsi, le rebord périphérique 32, la zone 30 d’appui et le rebord 34 interne délimitent une cuvette annulaire.
Le rebord 34 interne relie ici la face 24 de butée avec le face 35 de serrage qui est décalée axialement vers la bague 20 intérieure par rapport à la face 24 de butée.
L’articulation 14 élastique est susceptible d’être exposée à des projections d’eau lors de l’utilisation du véhicule. Lorsque l’axe « A » de l’articulation 14 élastique est destiné à être agencé globalement verticalement et que la coupelle 26 est destinée à être agencée en bas de l’articulation 14 élastique, le rebord 32 risque de retenir de l’eau ainsi projetée. Pour éviter que l’eau ne stagne dans la coupelle 26, la coupelle 26 est traversée d’orifices 36 d’évacuation qui débouchent dans la zone d’appui de la face 24 de butée.
L’invention présente un intérêt particulier, nullement limitatif, dans le secteur aéronautique, notamment pour des assemblages filetés de train d’atterrissage.
État de la technique antérieure La fiabilité d’un assemblage fileté dépend généralement de sa capacité à préserver un niveau de serrage requis en dépit notamment des chocs, vibrations et/ou variations de température auxquels il est soumis.
Lorsque l’assemblage forme un composant critique, par exemple une roue de train d’atterrissage d’aéronef, le niveau de fiabilité requis nécessite typiquement de mettre en œuvre des éléments de sécurisation, tels que des écrous freinés, des rondelles de blocage, ou encore des fils freins, afin d’éviter un desserrage ou dévissage intempestif.
De manière générale, l’invention vise à sécuriser des éléments d’assemblage rotatifs, par exemple des éléments d’assemblage filetés de type vis ou écrou.
L’invention a plus spécifiquement pour objectif de procurer une solution permettant tout à la fois de sécuriser un élément d’assemblage rotatif et de faciliter son démontage et son remontage.
Un but particulier est de procurer une solution compatible avec des environnements sévères, en particulier en termes de vibrations et/ou de températures.
De manière non limitative, l’invention a aussi pour objectif de procurer une solution pouvant être mise en œuvre sur un composant aéronautique tel qu’une roue de train d’atterrissage, afin notamment de réduire le risque d’endommagement par débris, généralement désignés par l’acronyme « FOD » (de l’anglais « Foreign Object Debris »).
À cet effet, l’invention a pour objet un organe de retenue ayant un corps formant des éléments d’appui répartis autour d’un axe central, le corps étant configuré pour pouvoir être placé dans une configuration de verrouillage dans laquelle les éléments d’appui viennent en appui sur des surfaces d’appui respectives d’un élément d’assemblage de type écrou ou vis afin de s’opposer à une rotation de l’élément d’assemblage autour de l’axe central. Selon l’invention, le corps de l’organe de retenue est configuré pour pouvoir passer de la configuration de verrouillage à une configuration de déverrouillage par déformation élastique sous l’action d’un déplacement de l’élément d’assemblage en rotation autour de l’axe central.
Lorsque l’organe de retenue est placé en configuration de verrouillage, les éléments d’appui de l’organe de retenue sont en contact avec les surfaces d’appui de l’élément d’assemblage, générant un frottement qui s’oppose à la rotation de l’élément d’assemblage.
La déformabilité élastique du corps de l’organe de retenue lui permet, lorsque l’élément d’assemblage exerce sur les éléments d’appui une force apte à vaincre ledit frottement et à déformer le corps, c’est-à-dire une force supérieure à un seuil minimal, de passer de la configuration de verrouillage à la configuration de déverrouillage autorisant un déplacement de l’élément d’assemblage en rotation autour de l’axe central.
Une telle force peut typiquement résulter d’un couple volontairement appliqué sur l’élément d’assemblage en vue de le serrer ou desserrer.
Le seuil minimal mentionné ci-dessus dépend bien entendu de la géométrie particulière de l’organe de retenue et de l’élément d’assemblage ainsi que de leur matériau et revêtement, et peut être aisément déterminé de manière expérimentale et/ou par modélisation.
Le corps comprend de préférence une partie de support.
Dans un mode de réalisation, chacun des éléments d’appui est relié à la partie de support le long d’une ligne de pliage respective autorisant un déplacement de l’élément d’appui par rapport à la partie de support entre une première position et une deuxième position.
Une telle liaison des éléments d’appui et de la partie de support constitue un moyen permettant d’assurer ou de contribuer à la fonction de déformation élastique du corps.
En particulier, dans le cadre de ce mode de réalisation, les éléments d’appui sont de préférence dans la première position lorsque le corps est en configuration de verrouillage et dans la deuxième position lorsque le corps est en configuration de déverrouillage.
Description de modes de réalisation Un mélange ayant la composition suivante a été réalisé avec les proportions pondérales suivantes :
65% d’un mélange de copeaux et de sciure de bois d'une densité foisonnée de 50 kg/m 3 ;
15% de fibres courtes (longueur inférieure à 2,5 mm) issues par broyage et tamisage d’anas de lin d'une densité de 200 kg/m3 ;
10% de fines siliceuses, d’une taille moyenne inférieure à 80 μm, issues de résidus de poussières de concassage de granulats de carrière ;
10% de liant composé d'un mélange 60/40 en poids d’amidon de maïs et de glucides.
Un premier mélange des matières sèches, exempt de liant, a d’abord été effectué et homogénéisé. Cet appareil a ensuite été préchauffé jusqu'à atteindre une température moyenne des constituants de 80°C et le liant a ensuite été incorporé dans celui-ci. Ce mélange final encore tiède a été malaxé à température ambiante jusqu’à former une pâte homogène présentant un taux d’humidité inférieure à 6 %. Cette pâte a ensuite été introduite dans une filière d’extrusion pour être conformée à chaud jusqu'à une température à cœur de 160°C en une âme solide parallélépipédique de matériau composite présentant une largeur de 45 mm et une hauteur de 27 mm. Dans ce cadre, une filière d’extrusion de facture classique, du type de celles utilisées pour fabriquer du bois aggloméré a été utilisée. A ce sujet, on notera que ce mode de fabrication de l’âme par extrusion est ici donné à simple titre d’exemple et n’est nullement limitatif. Cette fabrication pourra ainsi être faite selon d’autres procédés tels que par exemple un pressage à chaud.
En référence aux figures 1 et 2, à sa sortie de la filière d’extrusion E, l’âme 2 a été revêtue d’une gaine de renfort mécanique 3 pour former un profilé linéique 1 selon l’invention se présentant sous la forme d’une poutre présentant une largeur de 45 mm et une hauteur de 27 mm.
Selon la , cette gaine de renfort 3 est constituée de fils de fibres textiles 4 constituées de mono-filaments en polyamide entrelacés entre eux pour former un filet tressé extensible.
Selon la , cette gaine de renfort 3 est constituée de seize fils de fibres textiles 4 constituées de fibres de lin parallèles à l’axe de l’âme 2, équirépartis autour d’elle à l’aide d’autant de bobines B (dont une seule est représentée) et de deux fils de fibres textiles 4a et 4b tissés autour de l’âme 2 et provenant respectivement de deux bobines C et D.
Tests mécaniques Une batterie de tests a été menée pour évaluer la résistance à la flexion et le comportement à la rupture de poutrelles selon la d’une part et d’autre part de poutrelles de mêmes dimensions en bois massif et en bois reconstitué obtenu à partir de résidus de bois et de colle formaldéhyde suivant la technique usuelle de l’art antérieur de pressage à chaud par vérin.
Ces tests, dits « tests de flexion 3 points », ont éte réalisés selon norme NF EN 408 dans un laboratoire à température contrôlé (20°C) et à ambiance contrôlée (humidité relative 65 %) avec une machine de traction MTS E45-105 représentée schématiquement à la . Une telle machine présente deux points d’appui séparés par un entraxe de 460 mm sur lesquels reposent les extrémités de l’éprouvette testée et un point de chargement sur la partie centrale de celle-ci.
Pour chaque type de poutrelles, cinq éprouvettes ont été testées, toutes présentant les mêmes dimensions, à savoir une longueur de 500 mm, une hauteur de 27 mm et une largeur de 45 mm.
Au niveau du point de chargement, symbolisé par la flèche sur la , une vitesse de chargement de 5 mm/min a été utilisée. Les mesures de force ont été effectuées grâce à un capteur de force d’une capacité de 25 kN et un capteur de déplacement prévu sous le point de chargement.
Les courbes force/déplacement correspondantes sont représentés aux figures 4 à 6 :
éprouvettes T1 à T 5 en bois massif,
éprouvettes B1 à B5 5 en bois reconstitué selon l’art antérieur,
Le boitier 10 ne constitue pas à lui seul l’enveloppe externe de la vanne 1 dans le sens où cette dernière comporte également un couvercle 20 qui, à l’état assemblé de la vanne 1, est rapporté fixement sur le boitier 10, comme bien visible sur les figures 1 à 3. Le couvercle 20 est représenté seul sur les figures 5 et 6, tandis que, sur la , le couvercle 20 n’apparait pas puisque la vanne 1 y est représentée sans ce couvercle.
Comme bien visible sur les figures 3 et 4, le couvercle 20 et le boitier 10 délimitent entre eux un compartiment V20 qui, à l’état assemblé de la vanne 1, est séparé de manière étanche du volume interne V10, en formant ainsi une région interne de la vanne 1, qui est étanchée vis-à-vis du fluide circulant à travers cette vanne 1. À cet effet, le couvercle 20 est solidarisé de manière étanche au corps du boitier 10, et ce par tous moyens appropriés, notamment par des moyens de solidarisation amovible pour faciliter l’assemblage et la maintenance de composants de la vanne 1 placés à l’intérieur du compartiment V20, de tels composants étant détaillés par la suite.