FR3130887A1 - Procédé de détermination d’une ou plusieurs caractéristiques de carburant d’un carburant d’aviation - Google Patents
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Abstract
TENEUR EN GAZ D’ÉCHAPPEMENT La présente demande divulgue un procédé (1050) de détermination d’une ou plusieurs caractéristiques de carburant d’un carburant d’aviation (F) adapté pour alimenter un moteur à turbine à gaz (10) d’un aéronef (1). Le procédé comprend : la détermination (1051), pendant l’utilisation du moteur à turbine à gaz, d’un ou plusieurs paramètres de teneur en gaz d’échappement en réalisant (1052) une mesure de capteur sur un gaz d’échappement du moteur à turbine à gaz (10) ; et la détermination (1053) d’une ou plusieurs caractéristiques de carburant du carburant sur la base du ou des plusieurs paramètres de gaz d’échappement. L’invention concerne également un système de détermination de caractéristiques de carburant (150), un procédé (1065) de fonctionnement d’un aéronef et un aéronef (1). Figure 25
Description
La présente divulgation se rapporte à des procédés de détermination d’une ou plusieurs caractéristiques de carburant d’un carburant d’aviation pour alimenter un moteur à turbine à gaz d’un aéronef, et à des systèmes de détermination de caractéristiques de carburant associés. La présente divulgation se rapporte en outre à des procédés de fonctionnement d’un aéronef, par exemple selon les caractéristiques de carburant déterminées, et à un aéronef ayant un système de détermination de caractéristiques de carburant et un système de commande. La présente divulgation se rapporte en outre à un procédé de génération d’un programme de maintenance pour un aéronef, à un système de génération de programme de maintenance et à un procédé de maintenance d’un aéronef.
L’industrie aéronautique s’attend à ce que la tendance soit à l’utilisation de carburants différents des carburéacteurs traditionnels à base de kérosène généralement utilisés à l’heure actuelle. Ces carburants peuvent avoir des caractéristiques de carburant différentes, par exemple ayant l’une et/ou l’autre parmi une teneur en composés aromatiques plus faible et une teneur en soufre plus faible, par rapport à des carburants hydrocarbonés à base de pétrole.
Afin de profiter des différentes propriétés de ces carburants, des procédés de détermination de caractéristiques de carburant, soit à bord d’un aéronef pendant son fonctionnement, soit lors de son ravitaillement sont nécessaires. Sur la base de cette détermination, l’aéronef, et plus spécifiquement un moteur à turbine à gaz utilisé pour le propulser, peut être exploité ou entretenu en conséquence. Ceci peut procurer des avantages en termes de performance et/ou des avantages environnementaux par une meilleure utilisation des caractéristiques du carburant présent à bord de l’aéronef.
Selon un premier aspect, un procédé de détermination d’une ou plusieurs caractéristiques de carburant d’un carburant d’aviation adapté pour alimenter un moteur à turbine à gaz d’un aéronef est prévu, le procédé comprenant :
l’exposition de la surface d’un cristal piézoélectrique au carburant ;
la mesure d’un paramètre de vibration du cristal piézoélectrique ; et
la détermination d’une ou plusieurs caractéristiques de carburant du carburant sur la base du paramètre de vibration.
Les inventeurs ont déterminé que les propriétés vibratoires d’un cristal piézoélectrique varient en fonction des caractéristiques du carburant auquel il a été exposé. En mesurant un paramètre vibratoire du cristal, les caractéristiques du carburant auquel il a été exposé peuvent donc être déterminées. Par exemple, des dépôts peuvent se former sur la surface de cristal par exposition au carburant. En mesurant un paramètre de vibration du cristal (par exemple une fréquence de résonance), la quantité de dépôt de surface sur la surface de cristal peut être déterminée, et les caractéristiques du carburant qui a causé ces dépôts peuvent être déterminées.
Le paramètre de vibration peut être indicatif d’un dépôt de surface formé sur la surface du cristal piézoélectrique, qui a été exposée au carburant.
La mesure du paramètre de vibration peut comprendre la mesure d’un changement d’un mode vibratoire du cristal piézoélectrique.
La ou les plusieurs caractéristiques de carburant déterminées peuvent comprendre une distribution d’hydrocarbures du carburant.
La ou les plusieurs caractéristiques de carburant déterminées peuvent comprendre l’un quelconque ou plusieurs parmi : (i) le pourcentage de carburant d’aviation durable dans le carburant ; et/ou (ii) la teneur en hydrocarbures aromatiques du carburant.
La ou les plusieurs caractéristiques de carburant peuvent comprendre l’un quelconque ou plusieurs parmi : (i) une teneur en oxygène du carburant ; (ii) une stabilité thermique du carburant ; et/ou (iii) un niveau de cokéfaction du carburant.
Le carburant peut être exposé à la surface du cristal piézoélectrique pendant l’utilisation du moteur à turbine à gaz.
Le procédé peut comprendre l’exposition du carburant dans un circuit de carburant du moteur à turbine à gaz à la surface du cristal piézoélectrique. De préférence, le carburant peut être exposé au cristal piézoélectrique après que le carburant a été chauffé par un échangeur de chaleur du moteur à turbine à gaz.
Le carburant à l’intérieur de, échantillonné à partir de, ou distribué à un réservoir de carburant de l’aéronef peut être exposé à la surface du cristal piézoélectrique.
La mesure du paramètre de vibration peut comprendre l’exposition du cristal piézoélectrique au carburant à l’extérieur de l’aéronef pendant un processus de chargement de carburant dans lequel un/des réservoir(s) de carburant de l’aéronef est/sont chargé(s) de carburant.
Selon un deuxième aspect, la présente demande fournit un système de détermination de caractéristiques de carburant pour déterminer une caractéristique de carburant d’un carburant d’aviation adapté pour alimenter un moteur à turbine à gaz d’un aéronef, le système comprenant :
un capteur comprenant un cristal piézoélectrique, une surface du cristal piézoélectrique étant adaptée pour être exposée au carburant, le capteur étant agencé pour mesurer un paramètre de vibration du cristal piézoélectrique ; et
un module de détermination de caractéristiques de carburant agencé pour déterminer une ou plusieurs caractéristiques de carburant du carburant sur la base du paramètre de vibration.
Le paramètre de vibration peut être indicatif d’un dépôt de surface formé sur la surface du cristal piézoélectrique (qui a été exposée au carburant).
Le capteur peut être agencé pour mesurer un changement d’un mode vibratoire du cristal piézoélectrique afin de mesurer le paramètre vibratoire.
La ou les plusieurs caractéristiques de carburant déterminées peuvent comprendre l’un quelconque ou plusieurs parmi : (i) une distribution d’hydrocarbures du carburant ; (ii) un pourcentage de carburant d’aviation durable dans le carburant ; (iii) une teneur en hydrocarbures aromatiques du carburant ; (iv) une teneur en oxygène du carburant ; (v) une stabilité thermique du carburant ; et/ou (vi) un niveau de cokéfaction du carburant.
Le carburant peut être exposé à la surface du cristal piézoélectrique pendant l’utilisation du moteur à turbine à gaz.
Le cristal piézoélectrique peut être adapté pour être exposé au carburant dans un circuit de carburant du moteur à turbine à gaz. De préférence, le cristal piézoélectrique peut être adapté pour être situé à une position en aval (dans la direction d’écoulement de carburant) d’un échangeur de chaleur du moteur à turbine à gaz.
Le cristal piézoélectrique peut être adapté pour être exposé au carburant qui est à l’intérieur de, échantillonné à partir de, ou distribué à un réservoir de carburant de l’aéronef. Le cristal piézoélectrique peut être adapté pour être exposé au carburant à l’extérieur de l’aéronef, le carburant étant chargé sur l’aéronef pendant un processus de chargement de carburant. Le cristal piézoélectrique peut être prévu dans une conduite de chargement de carburant ou un récipient de stockage de carburant d’un système de ravitaillement.
Selon un troisième aspect, la présente demande fournit un procédé de fonctionnement d’un aéronef ayant un moteur à turbine à gaz, le procédé comprenant :
la détermination d’une ou plusieurs caractéristiques de carburant en utilisant le procédé du premier aspect ; et
le fonctionnement de l’aéronef selon la ou les plusieurs caractéristiques de carburant.
Le fonctionnement de l’aéronef selon la ou les plusieurs caractéristiques de carburant peut comprendre :
a) la modification d’un paramètre de commande de l’aéronef, de préférence un paramètre de commande du moteur à turbine à gaz, en réponse à la ou aux plusieurs caractéristiques de carburant ; et/ou
b) la fourniture d’un carburant ayant des caractéristiques de carburant différentes (par rapport à celles du carburant pour lequel les caractéristiques de carburant ont été déterminées) lors du ravitaillement de l’aéronef.
Selon un quatrième aspect, la présente demande fournit un aéronef comprenant le système de détermination de caractéristiques de carburant du deuxième aspect, l’aéronef comprenant en outre un système de commande agencé pour commander le fonctionnement de l’aéronef selon la ou les plusieurs caractéristiques de carburant déterminées par le système de détermination de caractéristiques de carburant.
Selon un cinquième aspect, la présente demande fournit un procédé de détermination d’une ou plusieurs caractéristiques de carburant d’un carburant d’aviation pour alimenter un moteur à turbine à gaz d’un aéronef, le procédé comprenant :
l’exposition de la surface d’un composant de capteur formé à partir d’un matériau d’étanchéité en nitrile au carburant ;
la mesure d’un paramètre de gonflement du matériau d’étanchéité ; et
la détermination d’une ou plusieurs caractéristiques de carburant du carburant sur la base du paramètre de gonflement.
Les inventeurs ont déterminé qu’un paramètre de gonflement d’un matériau d’étanchéité, tel qu’un joint d’étanchéité en nitrile, peut être utilisé pour déterminer les caractéristiques d’un carburant auquel le matériau d’étanchéité a été exposé. Les inventeurs ont déterminé que le degré auquel le matériau nitrile gonfle lors de l’exposition au carburant dépend des caractéristiques du carburant, et peut être utilisé comme capteur pour déterminer ces caractéristiques.
La mesure du paramètre de gonflement peut comprendre la mesure de la dilatation ou de la contraction du composant de capteur suite à une exposition au carburant.
La mesure de la dilatation ou de la contraction du composant de capteur peut comprendre la mesure d’un changement de la taille physique du composant de capteur, ou la mesure d’une force appliquée à une jauge par le composant de capteur.
La ou les plusieurs caractéristiques de carburant déterminées peuvent comprendre une distribution d’hydrocarbures du carburant.
La ou les plusieurs caractéristiques de carburant déterminées peuvent comprendre l’un quelconque ou plusieurs parmi : (i) un pourcentage de carburant d’aviation durable dans le carburant ; (ii) une teneur en hydrocarbures aromatiques du carburant ; et/ou (iii) une teneur en cycloparaffines du carburant.
Le procédé peut en outre comprendre la génération d’un signal d’alerte si le paramètre de gonflement est en dehors d’un seuil d’alerte. Le signal d’alerte peut être généré si le paramètre de gonflement est en dehors d’une plage de fonctionnement sûre.
Le carburant peut être exposé à la surface du composant de capteur pendant l’utilisation du moteur à turbine à gaz.
Le carburant peut être exposé à la surface du composant de capteur dans un circuit de carburant du moteur à turbine à gaz. Le carburant peut être exposé à la surface du composant de capteur dans une conduite de purge du circuit de carburant du moteur à turbine à gaz.
Le carburant à l’intérieur de, échantillonné à partir de, ou distribué à un réservoir de carburant de l’aéronef peut être exposé à la surface du composant de capteur. La mesure du paramètre de gonflement peut comprendre l’exposition du composant de capteur au carburant à l’extérieur de l’aéronef pendant un processus de chargement de carburant dans lequel un/des réservoir(s) de carburant de l’aéronef est/sont chargé(s) de carburant. Le composant de capteur peut être prévu dans une conduite de chargement de carburant ou un récipient de stockage de carburant d’un système de ravitaillement pour l’aéronef.
Selon un sixième aspect, la présente demande fournit un système de détermination de caractéristiques de carburant pour déterminer une ou plusieurs caractéristiques de carburant d’un carburant d’aviation pour alimenter un moteur à turbine à gaz d’un aéronef, le système comprenant :
un composant de capteur formé à partir d’un matériau d’étanchéité en nitrile, une surface du composant de capteur étant adaptée pour être exposée au carburant ;
un capteur agencé pour mesurer un paramètre de gonflement du matériau d’étanchéité ; et
un module de détermination de caractéristiques de carburant agencé pour déterminer une ou plusieurs caractéristiques de carburant du carburant sur la base du paramètre de gonflement.
Le composant de capteur formé à partir du matériau d’étanchéité peut être agencé pour être monté de manière fixe par rapport à une jauge. La jauge peut être agencée pour détecter le mouvement du composant de capteur résultant de la dilatation ou de la contraction.
La jauge peut être agencée pour détecter un changement de la taille physique du composant de capteur.
La jauge peut être agencée pour détecter une pression exercée par le composant de capteur résultant de sa dilatation ou de sa contraction.
La ou les plusieurs caractéristiques de carburant déterminées par le module de détermination de caractéristiques de carburant peuvent comprendre une distribution d’hydrocarbures du carburant.
La ou les plusieurs caractéristiques de carburant déterminées par le module de détermination de caractéristiques de carburant peuvent comprendre l’un quelconque ou plusieurs parmi : (i) un pourcentage de carburant d’aviation durable dans le carburant ; (ii) une teneur en hydrocarbures aromatiques du carburant (F) ; et/ou (iii) une teneur en cycloparaffines du carburant.
Le système de détermination de caractéristiques de carburant peut en outre être agencé pour générer un signal d’alerte si le paramètre de gonflement est au-delà d’un seuil d’alerte.
Le composant de capteur peut être adapté pour être situé à bord de l’aéronef. Le composant de capteur peut être agencé de sorte que le carburant soit exposé à sa surface pendant le fonctionnement du moteur à turbine à gaz.
Le composant de capteur peut être adapté pour être exposé au carburant à l’intérieur de, échantillonné à partir de, ou distribué à un réservoir de carburant de l’aéronef. Le composant de capteur peut être adapté pour être exposé au carburant à l’extérieur de l’aéronef, le carburant étant chargé sur l’aéronef pendant un processus de chargement de carburant. Le composant de capteur peut être prévu dans une conduite de chargement de carburant ou un récipient de stockage de carburant d’un système de ravitaillement pour l’aéronef.
Selon un septième aspect, la présente demande fournit un procédé de fonctionnement d’un aéronef ayant un moteur à turbine à gaz, le procédé comprenant :
la détermination d’une ou plusieurs caractéristiques de carburant en utilisant le procédé du cinquième aspect ; et
le fonctionnement de l’aéronef selon la ou les plusieurs caractéristiques de carburant.
Le fonctionnement du moteur à turbine à gaz ou de l’aéronef selon la ou les plusieurs caractéristiques de carburant peut comprendre :
a) la modification d’un paramètre de commande de l’aéronef, de préférence un paramètre de commande du moteur à turbine à gaz, en réponse à la ou aux plusieurs caractéristiques de carburant ; et/ou
b) la fourniture d’un carburant ayant des caractéristiques de carburant différentes lors du ravitaillement de l’aéronef.
La modification d’un paramètre de commande de l’aéronef peut comprendre la modification d’un paramètre de commande qui commande une sélection du carburant devant être fourni au moteur à turbine à gaz à partir de différentes sources de carburant à bord de l’aéronef afin de fournir un carburant ayant une caractéristique de carburant différente (de celle du carburant déterminée).
La fourniture d’un carburant ayant une caractéristique de carburant différente peut comprendre l’une quelconque ou plusieurs parmi : i) la fourniture d’un carburant ayant une teneur en composés aromatiques relativement plus élevée ; ii) la fourniture d’un carburant ayant une teneur en SAF relativement plus faible ; et/ou iii) la fourniture de carburant kérosène fossile.
Selon un huitième aspect, la présente demande fournit un aéronef, comprenant :
un moteur à turbine à gaz ;
un circuit de carburant comprenant un ou plusieurs réservoirs de carburant agencés pour contenir un carburant pour l’alimentation du moteur à turbine à gaz, le circuit de carburant comprenant un ou plusieurs joints d’étanchéité, les joints d’étanchéité étant exposés au moins partiellement au carburant ;
un dispositif de détection situé dans le circuit de carburant et comprenant un composant de capteur réalisé en le même matériau que le ou les plusieurs joints d’étanchéité, le dispositif de détection étant agencé pour mesurer un paramètre de gonflement du matériau d’étanchéité.
En mesurant le niveau de gonflement d’un composant de capteur réalisé du même matériau qu’un ou plusieurs joints d’étanchéité prévus dans le circuit de carburant d’aéronef, le comportement de ces joints d’étanchéité suite à une exposition au carburant peut être indirectement déterminé. Cela peut fournir une indication qu’un gonflement de joint d’étanchéité en une quantité inadéquate (par exemple trop petite) s’est produit ou est en train de se produire pour fournir des performances d’étanchéité suffisantes.
Le dispositif de détection peut être agencé pour mesurer la dilatation ou la contraction du composant de capteur suite à une exposition au carburant.
Le dispositif de détection peut être agencé pour mesurer un changement de la taille physique du composant de capteur. Le dispositif de détection peut être agencé pour mesurer une force appliquée à une jauge par le composant de capteur.
L’aéronef peut en outre comprendre un module de détermination de caractéristiques de carburant agencé pour déterminer une ou plusieurs caractéristiques de carburant du carburant sur la base du paramètre de gonflement.
La ou les plusieurs caractéristiques de carburant peuvent comprendre l’un quelconque ou plusieurs parmi : (i) une distribution d’hydrocarbures du carburant ; (ii) un pourcentage de carburant d’aviation durable dans le carburant ; (iii) une teneur en hydrocarbures aromatiques du carburant ; et/ou (iv) une teneur en cycloparaffines du carburant.
Le dispositif de détection peut être agencé pour générer un signal d’alerte si le paramètre de gonflement est au-delà d’un seuil d’alerte.
Selon un neuvième aspect, la présente demande fournit un procédé comprenant :
l’exposition d’un ou plusieurs joints d’étanchéité d’un circuit de carburant d’un aéronef au carburant dans le circuit de carburant, l’aéronef ayant un moteur à turbine à gaz alimenté en carburant par le circuit de carburant exposant un composant de capteur, réalisé du même matériau que le ou les plusieurs joints d’étanchéité, au carburant, le composant étant situé dans le circuit de carburant ; et
la mesure d’un paramètre de gonflement du matériau d’étanchéité.
Le procédé peut en outre comprendre la détermination d’une ou plusieurs caractéristiques de carburant du carburant sur la base du paramètre de gonflement.
Le procédé peut en outre comprendre la génération d’un signal d’alerte si le paramètre de gonflement est au-delà d’un seuil d’alerte.
Selon un dixième aspect, la présente demande fournit un procédé de fonctionnement d’un aéronef ayant un ou plusieurs moteurs à turbine à gaz, comprenant :
la mesure d’un paramètre de gonflement d’un matériau d’étanchéité en utilisant le procédé du neuvième aspect ; et
le fonctionnement de l’aéronef selon le paramètre de gonflement.
Le fonctionnement de l’aéronef selon le paramètre de gonflement peut comprendre la fourniture au ou aux plusieurs moteurs à turbine à gaz d’un carburant ayant une caractéristique différente par rapport au carburant pour lequel le gonflement de joint d’étanchéité a été déterminé. Cela peut être fait soit en ravitaillant l’aéronef soit en prélevant du carburant dans une source différente à bord de l’aéronef.
La fourniture d’un carburant ayant une caractéristique différente peut comprendre l’une quelconque ou plusieurs parmi : i) la fourniture d’un carburant ayant une teneur en composés aromatiques relativement plus élevée ; ii) la fourniture d’un carburant ayant une teneur en SAF relativement faible ; et/ou iii) la fourniture de kérosène.
Selon un onzième aspect, la présente demande fournit un aéronef comprenant le système de détermination de carburant du sixième aspect, l’aéronef comprenant en outre un système de commande agencé pour commander le fonctionnement de l’aéronef selon la ou les plusieurs caractéristiques de carburant déterminées par le système de détermination de carburant.
Selon un douzième aspect, la présente demande fournit un aéronef selon le huitième aspect, l’aéronef comprenant en outre un système de commande agencé pour commander le fonctionnement de l’aéronef selon le paramètre de gonflement mesuré par le dispositif de détection.
Selon un treizième aspect, la présente demande fournit un procédé de détermination d’une ou plusieurs caractéristiques de carburant d’un carburant d’aviation pour alimenter un moteur à turbine à gaz d’un aéronef, le procédé comprenant :
la mesure d’un ou plusieurs paramètres de substance de trace du carburant, le ou les plusieurs paramètres de substance de trace étant associés chacun à une substance de trace respective dans le carburant ; et
la détermination d’une ou plusieurs caractéristiques de carburant du carburant sur la base du ou des plusieurs paramètres de substance de trace.
Les inventeurs ont déterminé qu’en mesurant les paramètres de substance de trace d’un carburant, certaines caractéristiques de ce carburant peuvent être déterminées. De telles substances de trace peuvent être présentes uniquement en une quantité à l’état de trace et peuvent indiquer une caractéristique associée du carburant par leur présence, leur concentration ou leur absence dans le carburant.
Au moins l’un du ou des plusieurs paramètres de substance de trace peut indiquer la présence ou une concentration de la substance de trace associée dans le carburant.
Au moins l’un du ou des plusieurs paramètres de substance de trace peut indiquer l’absence de la substance de trace associée dans le carburant.
La ou les plusieurs caractéristiques de carburant déterminées peuvent comprendre :
a) un pourcentage de carburant d’aviation durable dans le carburant ; ou
b) une indication que le carburant est un carburant fossile, par exemple un carburant kérosène fossile.
La substance de trace associée à au moins l’un des paramètres de substance peut être intrinsèquement présente dans le carburant. Par exemple, elle peut être présente naturellement dans le carburant à la suite de sa fabrication.
Les paramètres de substance de trace peuvent comprendre :
i) une concentration ou une quantité de soufre dans le carburant ; et/ou
ii) une concentration ou une quantité d’hydrocarbures aromatiques dans le carburant.
La substance de trace associée à au moins l’un des paramètres de substance de trace peut être ajoutée au carburant pour agir en tant que traceur pour la détection. Par exemple, la substance de trace peut être ajoutée au carburant dans le but d’agir en tant que traceur pour indiquer une certaine caractéristique ou des caractéristiques du carburant.
La mesure du ou des plusieurs paramètres de substance de trace peut comprendre la réalisation d’une spectroscopie sur le carburant. La réalisation d’une spectroscopie sur le carburant peut comprendre la réalisation d’une spectroscopie Infrarouge à Transformée de Fourier (FT-IR) ou Ultraviolet-Visible (UV-Vis).
La mesure du ou des plusieurs paramètres de substance de trace peut comprendre la réalisation d’une détection de fluorescence.
La mesure du ou des plusieurs paramètres de substance de trace peut comprendre la réalisation d’une mesure sur le carburant à bord de l’aéronef.
La mesure du ou des plusieurs paramètres de substance de trace peut comprendre la réalisation d’une mesure sur le carburant à l’intérieur de, échantillonné à partir de, ou distribué à un réservoir de carburant de l’aéronef.
La mesure du ou des plusieurs paramètres de substance de trace peut comprendre la réalisation d’une mesure sur le carburant pendant l’utilisation du moteur à turbine à gaz. Cela peut comprendre la réalisation d’une mesure sur le carburant pendant qu’il se trouve dans un circuit de carburant du moteur à turbine à gaz.
La mesure du ou des plusieurs paramètres de substance de trace peut comprendre la réalisation d’une mesure sur le carburant à l’extérieur de l’aéronef pendant un processus de chargement de carburant dans lequel le/les réservoir(s) de carburant de l’aéronef est/sont chargé(s) de carburant. Un capteur pour mesurer les paramètres de substance de trace peut donc être situé dans un système de chargement de carburant pour l’aéronef.
Selon un quatorzième aspect, la présente demande fournit un système de détermination de caractéristiques de carburant pour déterminer une ou plusieurs caractéristiques de carburant d’un carburant aviation pour alimenter un moteur à turbine à gaz d’un aéronef, le système comprenant:
un capteur configuré pour mesurer un ou plusieurs paramètres de substance de trace du carburant, le ou les plusieurs paramètres de substance de trace étant associés chacun à une substance de trace respective dans le carburant ; et
un module de détermination configuré pour déterminer une ou plusieurs caractéristiques de carburant du carburant sur la base du ou des plusieurs paramètres de substance de trace.
Au moins l’un du ou des plusieurs paramètres de substance de trace peut indiquer la présence ou une concentration de la substance de trace associée dans le carburant.
Au moins l’un du ou des plusieurs paramètres de substance de trace peut indiquer l’absence de la substance de trace associée dans le carburant.
La ou les plusieurs caractéristiques de carburant déterminées peuvent comprendre :
a) un pourcentage de carburant d’aviation durable dans le carburant ; ou alors
b) une indication que le carburant est un carburant fossile, par exemple, un carburant kérosène fossile.
La substance de trace associée à au moins l’un des paramètres de substance de trace peut être intrinsèquement présente dans le carburant.
Le paramètre de substance de trace peut être :
a) une concentration ou une quantité de soufre dans le carburant (F) ; et/ou
b) une concentration ou une quantité d’hydrocarbures aromatiques dans le carburant (F).
La substance de trace associée à au moins l’un des paramètres de substance de trace peut être ajoutée au carburant pour agir en tant que traceur pour la détection.
Le capteur peut comprendre un dispositif de spectroscopie. Le dispositif de spectroscopie peut de préférence être un dispositif de spectroscopie Infrarouge à Transformée de Fourier (FT-IR) ou Ultraviolet-Visible (UV-Vis).
Le capteur peut comprendre un dispositif de détection de fluorescence.
Le capteur peut être configuré pour réaliser une mesure sur le carburant à bord de l’aéronef.
Le capteur peut être agencé pour réaliser une mesure sur le carburant à l’intérieur de, échantillonné à partir de, ou distribué à un réservoir de carburant de l’aéronef.
Le capteur peut être agencé pour réaliser une mesure sur le carburant pendant l’utilisation du moteur à turbine à gaz. Le capteur peut être situé dans un circuit de carburant du moteur à turbine à gaz.
Le capteur peut être agencé pour réaliser une mesure sur le carburant à l’extérieur de l’aéronef qui est chargé sur l’aéronef pendant un processus de chargement de carburant. Par exemple, le capteur peut être situé dans le système de ravitaillement de l’aéronef.
Selon un quinzième aspect, la présente demande fournit un procédé de fonctionnement d’un aéronef ayant un moteur à turbine à gaz, le procédé comprenant :
la détermination d’une ou plusieurs caractéristiques de carburant en utilisant le procédé du treizième aspect ; et
le fonctionnement de l’aéronef selon la ou les plusieurs caractéristiques de carburant.
Le fonctionnement de l’aéronef selon la ou les plusieurs caractéristiques de carburant peut comprendre :
a) la modification d’un paramètre de commande de l’aéronef, de préférence un paramètre de commande du moteur à turbine à gaz, en réponse à la ou aux plusieurs caractéristiques de carburant ; et/ou
b) la fourniture d’un carburant ayant des caractéristiques de carburant différentes lors du ravitaillement de l’aéronef.
Selon un seizième aspect, la présente demande fournit un aéronef comprenant le système de détermination de caractéristiques de carburant du quatorzième aspect, l’aéronef comprenant en outre un système de commande agencé pour commander le fonctionnement de l’aéronef selon la ou les plusieurs caractéristiques de carburant déterminées par le système de détermination de caractéristiques de carburant.
Selon un dix-septième aspect, un procédé de détermination d’une ou plusieurs caractéristiques de carburant d’un carburant d’aviation adapté pour alimenter un moteur à turbine à gaz d’un aéronef est prévu, le procédé comprenant :
le passage d’une lumière à spectre UV-visible à travers le carburant ;
la mesure d’un paramètre de transmittance indiquant la transmittance de lumière à travers le carburant ;
la détermination d’une ou plusieurs caractéristiques de carburant du carburant sur la base du paramètre de transmittance ; et
la communication de la ou des plusieurs caractéristiques de carburant à un système de commande du moteur à turbine à gaz ou de l’aéronef.
Les inventeurs ont déterminé qu’en mesurant les propriétés de transmittance de lumière à spectre UV-Visible d’un carburant d’aviation, les caractéristiques de ce carburant peuvent être déterminées et communiquées à un module de commande de l’aéronef de sorte que l’aéronef puisse fonctionner sur cette base.
Le paramètre de transmittance peut indiquer la transmittance de la lumière à spectre UV-visible en fonction de la longueur d’onde.
La ou les plusieurs caractéristiques de carburant déterminées sur la base du paramètre de transmittance peuvent comprendre une distribution d’hydrocarbures du carburant.
La ou les plusieurs caractéristiques de carburant peuvent comprendre l’un quelconque ou plusieurs parmi : (i) une teneur en hydrocarbures aromatiques du carburant ; ii) un pourcentage de carburant d’aviation durable dans le carburant ; et/ou iii) une indication précisant si le carburant est un carburant fossile, par exemple du kérosène fossile.
La lumière à spectre UV-visible peut passer à travers le carburant à l’intérieur de, échantillonné à partir de, ou distribué à un réservoir de carburant de l’aéronef.
La lumière à spectre UV-visible peut passer à travers le carburant pendant l’utilisation du moteur à turbine à gaz. La lumière à spectre UV-visible peut passer à travers le carburant dans un circuit de carburant du moteur à turbine à gaz.
La lumière à spectre UV-visible peut passer à travers le carburant à l’extérieur de l’aéronef pendant un processus de chargement de carburant dans lequel le/les réservoir(s) de carburant de l’aéronef est/sont chargé(s) de carburant. Un capteur de transmittance UV-vis peut donc être prévu dans un système de ravitaillement de l’aéronef.
Selon un dix-huitième aspect, la présente demande fournit un système de détermination de caractéristiques de carburant pour déterminer une ou plusieurs caractéristiques de carburant d’un carburant d’aviation adapté pour alimenter un moteur à turbine à gaz d’un aéronef, le système comprenant :
un capteur UV-Vis comprenant une source de lumière à spectre UV-visible agencée pour faire passer la lumière à spectre UV-visible à travers le carburant, le capteur UV-Vis comprenant en outre un détecteur de transmittance agencé pour mesurer un paramètre de transmittance indicatif de la transmittance de la lumière à spectre UV-visible à travers le carburant ; et
un module de détermination agencé pour déterminer une ou plusieurs caractéristiques de carburant du carburant sur la base du paramètre de transmittance, dans lequel le module de détermination est agencé pour communiquer la ou les plusieurs caractéristiques de carburant à un module de commande du moteur à turbine à gaz ou de l’aéronef.
Le paramètre de transmittance peut indiquer la transmittance de la lumière à spectre UV-visible en fonction de la longueur d’onde.
La ou les plusieurs caractéristiques de carburant déterminées sur la base du paramètre de transmittance peuvent comprendre une distribution d’hydrocarbures du carburant.
La ou les plusieurs caractéristiques de carburant peuvent comprendre l’un quelconque ou plusieurs parmi :
(i) une teneur en hydrocarbures aromatiques du carburant (F) ;
ii) un pourcentage de carburant d’aviation durable dans le carburant (F) ; et/ou
iii) une indication précisant si le carburant est un carburant fossile, par exemple du kérosène fossile.
La source de lumière peut être agencée pour faire passer la lumière à travers le carburant qui est à l’intérieur de, échantillonné à partir de, ou distribué à un réservoir de carburant de l’aéronef.
La source de lumière peut être agencée pour faire passer la lumière à travers le carburant pendant l’utilisation du moteur à turbine à gaz. La source de lumière peut être agencée pour faire passer la lumière à travers le carburant pendant qu’elle se trouve dans un circuit de carburant du moteur à turbine à gaz.
La source de lumière peut être agencée pour faire passer la lumière à travers le carburant, qui se trouve à l’extérieur de l’aéronef pendant un processus de chargement de carburant dans lequel le/les réservoir(s) de carburant de l’aéronef est/sont chargé(s) de carburant. La source de lumière peut donc être prévue dans un système de ravitaillement de l’aéronef.
Selon un dix-neuvième aspect, la présente demande fournit un procédé de fonctionnement d’un aéronef ayant un moteur à turbine à gaz, le procédé comprenant :
la détermination d’une ou plusieurs caractéristiques de carburant en utilisant le procédé du dix-septième aspect ; et
le fonctionnement de l’aéronef selon la ou les plusieurs caractéristiques de carburant.
Le fonctionnement de l’aéronef selon la ou les plusieurs caractéristiques de carburant peut comprendre :
a) la modification d’un paramètre de commande de l’aéronef, de préférence un paramètre de commande du moteur à turbine à gaz, en réponse à la ou aux plusieurs caractéristiques de carburant ; et/ou
b) la fourniture d’un carburant ayant des caractéristiques de carburant différentes lors du ravitaillement de l’aéronef.
Selon un vingtième aspect, la présente demande fournit un aéronef comprenant le système de détermination de carburant du dix-huitième aspect, l’aéronef comprenant en outre un système de commande agencé pour commander le fonctionnement de l’aéronef selon la ou les plusieurs caractéristiques de carburant déterminées par le système de détermination de caractéristiques de carburant.
Selon un vingt et unième aspect, un procédé de détermination d’une ou plusieurs caractéristiques de carburant d’un carburant d’aviation adapté pour alimenter un moteur à turbine à gaz d’un aéronef est prévu, le procédé comprenant :
la détermination, pendant l’utilisation du moteur à turbine à gaz, d’un ou plusieurs paramètres de traînée de condensation liés à la formation de traînée de condensation par le moteur à turbine à gaz, dans lequel la détermination du ou des plusieurs paramètres de traînée de condensation comprend la réalisation d’une mesure de capteur sur une région derrière le moteur à turbine à gaz dans laquelle une traînée de condensation est ou peut être formée ; et
la détermination d’une ou plusieurs caractéristiques de carburant du carburant sur la base du ou des plusieurs paramètres de traînée de condensation.
Les inventeurs ont déterminé qu’en réalisant une mesure de capteur sensible à la formation de traînées de condensation sur la fumée d’échappement d’un moteur à turbine à gaz, les caractéristiques du carburant brûlé par le moteur à turbine à gaz peuvent être déterminées.
Le ou les plusieurs paramètres de traînée de condensation peuvent comprendre un paramètre indicatif du degré de formation de traînée de condensation ayant lieu. Le ou les plusieurs paramètres de commande peuvent comprendre un paramètre indicatif de la présence ou de l’absence d’une traînée de condensation produite par le moteur à turbine à gaz.
La détermination du ou des plusieurs paramètres de traînée de condensation peut comprendre la mesure d’un rayonnement électromagnétique réfléchi et/ou réémis par une traînée de condensation.
La détermination du ou des plusieurs paramètres de traînée de condensation peut comprendre la détection de la présence ou de l’absence d’une traînée de condensation, ou le degré auquel une traînée de condensation est formée, dans une image de la région derrière le moteur à turbine à gaz.
La ou les plusieurs caractéristiques de carburant peuvent en outre être déterminées sur la base d’un ou plusieurs paramètres de conditions atmosphériques ambiantes, chacun étant indicatif des conditions atmosphériques ambiantes dans lesquelles le moteur à turbine à gaz fonctionne actuellement.
Le procédé peut en outre comprendre l’obtention de la ou des plusieurs conditions atmosphériques ambiantes à partir d’une source de données météorologiques fournissant des informations en temps réel ou attendues sur les conditions atmosphériques ambiantes.
Le procédé peut en outre comprendre l’obtention de la ou des plusieurs conditions atmosphériques ambiantes à partir d’un capteur agencé pour mesurer les conditions ambiantes au voisinage de l’aéronef.
La ou les plusieurs caractéristiques de carburant peuvent en outre être déterminées sur la base d’un ou plusieurs paramètres de fonctionnement du moteur ou de l’aéronef.
La ou les plusieurs caractéristiques de carburant peuvent être déterminées sur la base de la mesure de la valeur d’un paramètre variable auquel la formation de traînée de condensation commence. Le paramètre variable peut être un paramètre de fonctionnement du moteur variable et/ou un paramètre de condition ambiante variable.
La ou les plusieurs caractéristiques de carburant déterminées peuvent comprendre l’un quelconque ou plusieurs parmi : (i) une distribution d’hydrocarbures du carburant ; (ii) un pourcentage de carburant d’aviation durable dans le carburant ; (iii) une teneur en hydrocarbures aromatiques du carburant ; et/ou (iv) une indication que le carburant est un carburant fossile, par exemple du kérosène.
Selon un vingt-deuxième aspect, un système de détermination de caractéristiques de carburant pour déterminer une ou plusieurs caractéristiques de carburant d’un carburant d’aviation adapté pour alimenter un moteur à turbine à gaz d’un aéronef est prévu, le système comprenant :
un capteur de traînée de condensation agencé pour déterminer un ou plusieurs paramètres de traînée de condensation liés à la formation de traînée de condensation par le moteur à turbine à gaz, le capteur de traînée de condensation étant agencé pour réaliser une mesure de capteur sur une région derrière le moteur à turbine à gaz dans laquelle une traînée de condensation est ou peut être formée ; et
un module de détermination de caractéristiques de carburant agencé pour déterminer une ou plusieurs caractéristiques de carburant du carburant sur la base du ou des plusieurs paramètres de traînée de condensation.
Le ou les plusieurs paramètres de traînée de condensation peuvent comprendre un paramètre indicatif du degré de formation de traînée de condensation ayant lieu. Le ou les plusieurs paramètres de commande peuvent de préférence indiquer une présence ou une absence d’une traînée de condensation produite par le moteur à turbine à gaz.
Le capteur de traînée de condensation peut être agencé pour mesurer un rayonnement électromagnétique réfléchi et/ou réémis par une traînée de condensation.
Le capteur de traînée de condensation peut être agencé pour détecter la présence ou l’absence d’une traînée de condensation, ou le degré auquel une traînée de condensation est formée, dans une image de la région derrière le moteur à turbine à gaz.
Le module de détermination de caractéristiques de carburant peut en outre être agencé pour déterminer la ou les plusieurs caractéristiques de carburant sur la base d’un ou plusieurs paramètres de conditions atmosphériques ambiantes, chacun étant indicatif des conditions atmosphériques ambiantes dans lesquelles le moteur à turbine à gaz fonctionne actuellement.
Le module de détermination de caractéristiques de carburant peut en outre être agencé pour obtenir la ou les plusieurs conditions atmosphériques ambiantes à partir d’une source de données météorologiques fournissant des informations en temps réel ou attendues sur les conditions atmosphériques ambiantes.
Le module de détermination de caractéristiques de carburant peut en outre être agencé pour obtenir la ou les plusieurs conditions atmosphériques ambiantes à partir d’un capteur agencé pour mesurer les conditions ambiantes au voisinage de l’aéronef.
Le module de caractéristiques de carburant peut en outre être agencé pour déterminer la ou les plusieurs caractéristiques de carburant sur la base d’un ou plusieurs paramètres de fonctionnement du moteur ou de l’aéronef. Le ou les plusieurs paramètres du moteur et de l’aéronef peuvent comprendre une température du carburant entrant dans une chambre de combustion du moteur à turbine à gaz.
La ou les plusieurs caractéristiques de carburant peuvent être déterminées sur la base d’une mesure de la valeur d’un paramètre de fonctionnement du moteur ou de l’aéronef variable auquel la formation de traînée de condensation commence.
La ou les plusieurs caractéristiques de carburant déterminées peuvent comprendre l’un quelconque ou plusieurs parmi : (i) une distribution d’hydrocarbures du carburant ; (ii) un pourcentage de carburant d’aviation durable dans le carburant ; (iii) une teneur en hydrocarbures aromatiques du carburant ; et/ou (iv) une indication que le carburant est un carburant fossile, par exemple du kérosène.
Selon un vingt-troisième aspect, la présente demande fournit un procédé de fonctionnement d’un aéronef ayant un moteur à turbine à gaz, le procédé comprenant :
la détermination d’une ou plusieurs caractéristiques de carburant en utilisant le procédé du vingt et unième aspect ; et
le fonctionnement du moteur à turbine à gaz ou de l’aéronef selon la ou les plusieurs caractéristiques de carburant.
Le fonctionnement de l’aéronef selon la ou les plusieurs caractéristiques de carburant peut comprendre l’un quelconque ou plusieurs parmi :
i) le changement d’un paramètre de fonctionnement d’un système de gestion thermique du moteur à turbine à gaz ;
ii) le changement d’une température de carburant du carburant dans le moteur à turbine à gaz ; et/ou
iii) le changement d’une caractéristique de vol de l’aéronef, de préférence une altitude de l’aéronef, de préférence encore une altitude de croisière.
Selon un vingt-quatrième aspect, la présente demande fournit un procédé de fonctionnement d’un aéronef ayant un moteur à turbine à gaz, le procédé comprenant :
la détermination, pendant l’utilisation du moteur à turbine à gaz, d’un ou plusieurs paramètres de traînée de condensation liés à la formation de traînée de condensation par le moteur à turbine à gaz, dans lequel la détermination du ou des plusieurs paramètres de traînée de condensation comprend la réalisation d’une mesure de capteur sur une région derrière le moteur à turbine à gaz dans laquelle une traînée de condensation est ou peut être formée, et dans lequel le ou les plusieurs paramètres de commande sont déterminés pendant un fonctionnement variable de l’aéronef et correspondent à une valeur d’un paramètre variable à laquelle la formation d’une traînée de condensation commence ; et
la commande du paramètre de fonctionnement de l’aéronef ou du moteur à turbine à gaz selon le ou les plusieurs paramètres de traînée de condensation.
Le fonctionnement variable de l’aéronef peut être une phase de fonctionnement de montée de l’aéronef.
Selon un vingt-cinquième aspect, la présente demande fournit un aéronef comprenant le système de détermination de carburant du vingt-deuxième aspect, l’aéronef comprenant en outre un système de commande agencé pour commander le fonctionnement de l’aéronef selon la ou les plusieurs caractéristiques de carburant déterminées par le système de détermination de carburant.
Selon un vingt-sixième aspect, la présente demande fournit un procédé de détermination d’une ou plusieurs caractéristiques de carburant d’un carburant d’aviation adapté pour alimenter un moteur à turbine à gaz d’un aéronef, le procédé comprenant :
la détermination, pendant l’utilisation du moteur à turbine à gaz, d’un ou plusieurs paramètres de teneur en gaz d’échappement en réalisant une mesure de capteur sur un gaz d’échappement du moteur à turbine à gaz ; et
la détermination d’une ou plusieurs caractéristiques de carburant du carburant sur la base du ou des plusieurs paramètres de gaz d’échappement.
Les inventeurs ont déterminé que les caractéristiques d’un carburant utilisé par un moteur à turbine à gaz peuvent être déterminées en réalisant une mesure sur les gaz d’échappement produits par le moteur pendant son utilisation.
Le ou les plusieurs paramètres de teneur en gaz d’échappement peuvent comprendre un paramètre indicatif de la teneur en nvPM du gaz d’échappement.
La réalisation de la mesure de capteur peut comprendre la réalisation d’une mesure d’incandescence induite par laser pour déterminer la concentration volumique de nvPM dans le gaz d’échappement.
La réalisation de la mesure de capteur peut comprendre la réalisation d’une mesure de comptage de particules de condensation pour déterminer un nombre de nvPM dans le gaz d’échappement.
Le ou les plusieurs paramètres de teneur en gaz d’échappement peuvent comprendre un paramètre indicatif de la teneur en SO2, CO2ou CO du gaz d’échappement.
La réalisation de la mesure de capteur peut comprendre la réalisation d’une mesure d’absorption non dispersive dans l’infrarouge.
Le ou les plusieurs paramètres de teneur en gaz d’échappement peuvent comprendre une teneur en aérosols sulfatés du gaz d’échappement. La réalisation de la mesure de capteur peut comprendre la réalisation d’une mesure par spectromètre de masse pour aérosols pour déterminer la présence de sulfates dans le gaz d’échappement.
La ou les plusieurs caractéristiques de carburant peuvent en outre être déterminées sur la base d’un ou plusieurs paramètres de conditions atmosphériques ambiantes, chacun étant indicatif des conditions atmosphériques ambiantes dans lesquelles le moteur à turbine à gaz fonctionne actuellement.
La ou les plusieurs caractéristiques de carburant peuvent en outre être déterminées sur la base d’un ou plusieurs paramètres de fonctionnement du moteur. Les paramètres de fonctionnement peuvent comprendre un réglage de puissance du moteur.
La ou les plusieurs caractéristiques de carburant peuvent être déterminées sur la base d’un paramètre de teneur en gaz d’échappement mesuré dans une première condition de fonctionnement du moteur dans laquelle l’émission de la substance respective mesurée est supérieure à celle dans une deuxième condition de fonctionnement du moteur.
La ou les plusieurs caractéristiques de carburant peuvent être déterminées sur la base d’une comparaison de paramètres de teneur en gaz d’échappement déterminés dans différentes conditions de fonctionnement du moteur.
La ou les plusieurs caractéristiques de carburant peuvent comprendre l’un quelconque ou plusieurs parmi : (i) un rapport hydrogène sur carbone du carburant ; (ii) un pourcentage de carburant d’aviation durable dans le carburant ; (iii) une teneur en hydrocarbures aromatiques du carburant ; (iv) une teneur en naphtalène du carburant ; et/ou (v) une teneur en soufre du carburant.
Selon le vingt-septième aspect, la présente demande fournit un système de détermination de caractéristiques de carburant pour déterminer une ou plusieurs caractéristiques de carburant d’un carburant d’aviation adapté pour alimenter un moteur à turbine à gaz d’un aéronef, le système comprenant :
un capteur d’échappement agencé pour déterminer un ou plusieurs paramètres de teneur en gaz d’échappement, le capteur d’échappement étant agencé pour réaliser une mesure sur un gaz d’échappement du moteur à turbine à gaz ; et
un module de détermination de caractéristiques de carburant agencé pour déterminer une ou plusieurs caractéristiques de carburant du carburant sur la base du ou des plusieurs paramètres de teneur en gaz d’échappement.
Le capteur d’échappement peut être agencé pour déterminer un ou plusieurs paramètres de teneur en gaz d’échappement qui comprennent un paramètre indicatif de la teneur en nvPM du gaz d’échappement.
Le capteur d’échappement peut comprendre un dispositif de mesure d’incandescence induite par laser agencé pour déterminer la concentration volumique de nvPM dans le gaz d’échappement.
Le capteur d’échappement peut comprendre un dispositif de comptage de particules de condensation agencé pour déterminer un nombre de nvPM dans le gaz d’échappement.
Le capteur d’échappement peut être agencé pour déterminer un ou plusieurs paramètres de teneur en gaz d’échappement qui comprennent un paramètre indicatif de la teneur en SO2, CO2ou CO du gaz d’échappement. Le capteur d’échappement peut comprendre un dispositif de mesure d’absorption non dispersive dans l’infrarouge.
Le capteur d’échappement peut être agencé pour déterminer un ou plusieurs paramètres de teneur en gaz d’échappement qui comprennent une teneur en aérosols sulfatés du gaz d’échappement. Le capteur d’échappement peut comprendre un dispositif de mesure par spectromètre de masse pour aérosols agencé pour mesurer une masse de sulfate dans le gaz d’échappement.
La ou les plusieurs caractéristiques de carburant peuvent en outre être déterminées par le module de détermination de caractéristiques de carburant sur la base :
i) d’un ou plusieurs paramètres de conditions atmosphériques ambiantes, chacun étant indicatif des conditions atmosphériques ambiantes dans lesquelles le moteur à turbine à gaz fonctionne actuellement ; et/ou
ii) d’un ou plusieurs paramètres de fonctionnement du moteur, comprenant de préférence un réglage de puissance du moteur.
La ou les plusieurs caractéristiques de carburant peuvent comprendre l’un quelconque ou plusieurs parmi : (i) un rapport hydrogène sur carbone du carburant ; (ii) un pourcentage de carburant d’aviation durable dans le carburant ; (iii) une teneur en hydrocarbures aromatiques du carburant ; (iv) une teneur en naphtalène du carburant ; et/ou (v) une teneur en soufre du carburant.
Selon un vingt-huitième aspect, la présente demande fournit un procédé de fonctionnement d’un aéronef ayant un moteur à turbine à gaz, le procédé comprenant :
la détermination d’une ou plusieurs caractéristiques de carburant en utilisant le procédé du vingt-sixième aspect ; et
le fonctionnement de l’aéronef selon la ou les plusieurs caractéristiques de carburant.
Selon un vingt-neuvième aspect, la présente demande fournit un aéronef comprenant un moteur à turbine à gaz et le système de détermination de caractéristiques de carburant du vingt-septième aspect, l’aéronef comprenant en outre un système de commande agencé pour commander le fonctionnement de l’aéronef selon la ou les plusieurs caractéristiques de carburant déterminées par le système de détermination de caractéristiques de carburant.
Selon un trentième aspect, la présente demande fournit un procédé de détermination d’une ou plusieurs caractéristiques de carburant d’un carburant d’aviation utilisé pour alimenter un moteur à turbine à gaz d’un aéronef, le procédé comprenant :
la détermination d’un ou plusieurs paramètres de performance du moteur à turbine à gaz pendant une première période de temps de fonctionnement du moteur à turbine à gaz ;
la détermination d’une ou plusieurs caractéristiques de carburant du carburant sur la base du ou des plusieurs paramètres de performance.
Les inventeurs ont déterminé que les caractéristiques d’un carburant utilisé par un moteur à turbine à gaz peuvent être déterminées pendant l’utilisation de ce moteur sur la base d’une observation des paramètres de performance du moteur. En déterminant un ou plusieurs paramètres de performance du moteur, les caractéristiques du carburant peuvent être déterminées sur la base de ces paramètres de performance pendant une période ultérieure différente du fonctionnement du moteur.
Les caractéristiques de carburant peuvent être déterminées pendant une deuxième période de fonctionnement ultérieure.
La première période de fonctionnement peut être une première phase de vol, et la deuxième période de fonctionnement peut être une deuxième phase de vol, différente de la première.
La première phase de vol peut être une phase de décollage et/ou de montée, et la deuxième phase de vol peut être une phase de croisière ou une phase de descente.
Le ou les plusieurs paramètres de performance peuvent comprendre un ou plusieurs parmi :
a) une vitesse de rotation d’une soufflante du moteur à turbine à gaz ;
b) une température d’entrée de turbine du moteur à turbine à gaz ; et/ou
c) un rapport carburant sur air de la chambre de combustion du moteur à turbine à gaz (ceci peut être défini comme étant le rapport de la masse de flux de carburant vers la chambre de combustion par rapport au flux d’air de noyau).
La détermination de la ou des plusieurs caractéristiques de carburant peut comprendre la comparaison de chacun du ou des plusieurs paramètres de performance déterminés avec un paramètre de performance de référence correspondant au fonctionnement du moteur à turbine à gaz avec un carburant ayant une caractéristique de carburant connue.
La détermination du ou des plusieurs paramètres de performance peut comprendre la détermination d’une pluralité de paramètres de performance différents. La ou les plusieurs caractéristiques de carburant peuvent être déterminées sur la base de la pluralité de paramètres de performance. La pluralité de paramètres de performance peut comprendre au moins deux paramètres de performance différents, et de préférence au moins trois paramètres de performance différents.
La ou les plusieurs caractéristiques de carburant déterminées peuvent comprendre l’un quelconque ou plusieurs parmi : (i) une distribution d’hydrocarbures du carburant ; (ii) un pourcentage de carburant d’aviation durable dans le carburant ; (iii) une teneur en hydrocarbures aromatiques du carburant ; et/ou (iv) une indication que le carburant est un carburant fossile, par exemple du kérosène.
Selon un trente et unième aspect, un procédé de fonctionnement d’un aéronef ayant un moteur à turbine à gaz est prévu, le procédé comprenant :
la détermination d’une ou plusieurs caractéristiques de carburant en utilisant le procédé du trentième aspect ;
le fonctionnement de l’aéronef selon la ou les plusieurs caractéristiques de carburant pendant une ou la deuxième période de fonctionnement ultérieure du moteur à turbine à gaz.
L’aéronef peut comprendre une pluralité de réservoirs de carburant. L’aéronef ne peut fonctionner selon la ou les plusieurs caractéristiques de carburant pendant la deuxième période de fonctionnement que si le carburant est utilisé à partir du même réservoir de carburant, ou est un carburant connu pour avoir les mêmes caractéristiques de carburant, que pendant la première période de fonctionnement.
Le fonctionnement de l’aéronef selon la ou les plusieurs caractéristiques de carburant peut comprendre la modification d’un paramètre de commande de l’aéronef, de préférence un paramètre de commande du moteur à turbine à gaz, en réponse à la ou aux plusieurs caractéristiques de carburant.
Le fonctionnement de l’aéronef selon la ou les plusieurs caractéristiques de carburant peut comprendre l’un quelconque ou plusieurs parmi : i) le changement d’un paramètre de consommation de carburant du moteur à turbine à gaz ; ii) le changement d’un paramètre de fonctionnement du système de gestion thermique du moteur à turbine à gaz ; iii) l’ajustement d’une température de carburant du carburant dans le moteur à turbine à gaz ; iv) l’ajustement d’une caractéristique de vol de l’aéronef, de préférence une altitude de l’aéronef, de préférence encore une altitude de croisière.
Selon un trente-deuxième aspect, la présente demande fournit un système de détermination de caractéristiques de carburant pour déterminer une ou plusieurs caractéristiques de carburant d’un carburant d’aviation pour alimenter un moteur à turbine à gaz d’un aéronef, le système comprenant :
un capteur de paramètres de performance configuré pour déterminer un ou plusieurs paramètres de performance du moteur à turbine à gaz pendant une première période de temps de fonctionnement du moteur à turbine à gaz ; et
un module de détermination de caractéristiques de carburant configuré pour déterminer une ou plusieurs caractéristiques de carburant du carburant sur la base du ou des plusieurs paramètres de performance.
Le module de détermination de caractéristiques de carburant peut être configuré pour déterminer la ou les plusieurs caractéristiques de carburant pendant une deuxième période de fonctionnement ultérieure.
La première période de fonctionnement peut être une première phase de vol, et la deuxième période de fonctionnement peut être une deuxième phase de vol, différente de la première.
La première phase de vol peut être une phase de décollage et/ou de montée, et la deuxième phase de vol peut être une phase de croisière ou une phase de descente.
Le ou les plusieurs paramètres de performance peuvent comprendre l’un quelconque ou plusieurs parmi :
a) une vitesse de rotation d’une soufflante du moteur à turbine à gaz ;
b) une température d’entrée de turbine du moteur à turbine à gaz ; et/ou
c) un rapport carburant sur air de la chambre de combustion du moteur à turbine à gaz (ceci peut être défini comme étant le rapport de masse du flux de carburant vers la chambre de combustion par rapport au flux d’air de noyau).
Le module de détermination de caractéristiques de carburant peut être agencé pour déterminer la ou les plusieurs caractéristiques de carburant en comparant chacun du ou des plusieurs paramètres de performance déterminés à un paramètre de performance de référence correspondant au fonctionnement du moteur à turbine à gaz avec un carburant ayant une caractéristique de carburant connue.
Le module de détermination de caractéristiques de carburant peut être agencé pour déterminer la ou les plusieurs caractéristiques de carburant en obtenant une pluralité de paramètres de performance différents à partir du capteur ou de capteurs supplémentaires. La ou les plusieurs caractéristiques de carburant peuvent être déterminées sur la base de la pluralité de paramètres de performance. La pluralité de paramètres de performance peut comprendre au moins deux paramètres de performance différents, et de préférence au moins trois paramètres de performance différents.
La ou les plusieurs caractéristiques de carburant déterminées peuvent comprendre l’un quelconque ou plusieurs parmi : (i) une distribution d’hydrocarbures du carburant ; (ii) un pourcentage de carburant d’aviation durable dans le carburant ; (iii) une teneur en hydrocarbures aromatiques du carburant ; et/ou (iv) une indication que le carburant est un carburant fossile, par exemple du kérosène.
Selon un trente-troisième aspect, la présente demande fournit un aéronef comprenant le système de détermination de caractéristiques de carburant du trente-deuxième aspect, l’aéronef comprenant en outre un système de commande agencé pour commander le fonctionnement de l’aéronef selon la ou les plusieurs caractéristiques de carburant déterminées par le système de détermination de carburant.
Selon un trente-quatrième aspect, la présente demande fournit un procédé de génération d’un programme de maintenance pour un aéronef ayant un ou plusieurs moteurs à turbine à gaz alimentés par un carburant d’aviation, comprenant :
la détermination d’une ou plusieurs caractéristiques de carburant du carburant ; et
la génération d’un programme de maintenance selon la ou les plusieurs caractéristiques de carburant.
Les inventeurs ont déterminé que les caractéristiques du carburant qui a été utilisé pour alimenter la turbine à gaz ont un effet sur le fonctionnement du moteur à turbine à gaz et de l’aéronef en général et peuvent alors nécessiter un changement du programme de maintenance pour cet aéronef. Un programme de maintenance pour l’aéronef peut donc être avantageusement généré sur la base des caractéristiques du carburant avec lequel il a été exploité. Cela peut permettre de prendre en compte le carburant qui a été réellement utilisé pour alimenter l’aéronef lors de la réalisation de la maintenance.
La génération du programme de maintenance peut comprendre la modification d’un programme de maintenance existant pour l’aéronef selon la ou les plusieurs caractéristiques de carburant déterminées.
La génération du programme de maintenance peut comprendre la comparaison de la ou des plusieurs caractéristiques de carburant déterminées avec une caractéristique de carburant attendue.
Le programme de maintenance existant peut être associé à la caractéristique de carburant attendue. La modification du programme de maintenance existant peut être effectuée en réponse à la détermination d’un écart par rapport à la caractéristique de carburant attendue.
La détermination de la ou des plusieurs caractéristiques de carburant peut comprendre la réalisation de déterminations périodiques d’une caractéristique ou de caractéristiques de carburant.
La ou les plusieurs caractéristiques de carburant peuvent comprendre l’un quelconque ou plusieurs parmi : (i) une distribution d’hydrocarbures du carburant ; (ii) un pourcentage de carburant d’aviation durable dans le carburant ; (iii) une teneur en hydrocarbures aromatiques du carburant ; et/ou (iv) une indication que le carburant est un carburant fossile, par exemple du kérosène.
La détermination de la ou des plusieurs caractéristiques de carburant peut comprendre la mesure d’un changement des propriétés d’un composant de capteur exposé au carburant utilisé pour alimenter le ou les plusieurs moteurs à turbine à gaz.
La ou les plusieurs caractéristiques de carburant peuvent indiquer qu’un niveau seuil de cokéfaction de carburant ou de formation de dépôt de surface est atteint.
Le composant de capteur peut être un cristal piézoélectrique. La détermination de la ou des plusieurs caractéristiques de carburant peut comprendre la mesure d’un paramètre de vibration du cristal piézoélectrique.
Le composant de capteur peut comprendre un matériau d’étanchéité et la ou les plusieurs caractéristiques de carburant peuvent indiquer si un niveau seuil de gonflement du matériau d’étanchéité exposé au carburant est atteint. Le matériau d’étanchéité peut être le même que celui d’au moins un joint d’étanchéité prévu dans un circuit de carburant du ou des plusieurs moteurs à turbine à gaz. Le matériau d’étanchéité peut être un matériau d’étanchéité en nitrile.
Selon un trente-cinquième aspect, la présente demande fournit un procédé de maintenance d’un aéronef, comprenant :
la génération d’un programme de maintenance en utilisant le procédé du trente-quatrième aspect ; et
la réalisation de la maintenance sur l’aéronef selon le programme de maintenance généré.
Selon un trente-sixième aspect, la présente demande fournit un système de génération de programme de maintenance pour générer un programme de maintenance pour un aéronef ayant un ou plusieurs moteurs à turbine à gaz, comprenant :
un module de détermination de caractéristiques de carburant configuré pour déterminer une ou plusieurs caractéristiques de carburant d’un carburant fourni au ou aux plusieurs moteurs à turbine à gaz de l’aéronef ; et
un module de génération de programme de maintenance configuré pour générer un programme de maintenance selon la ou les plusieurs caractéristiques de carburant.
Le module de génération peut être configuré pour modifier un programme de maintenance existant pour l’aéronef selon la ou les plusieurs caractéristiques de carburant déterminées.
Le module de génération de programme de maintenance peut être configuré pour comparer la ou les plusieurs caractéristiques de carburant déterminées à une caractéristique de carburant attendue.
Le programme de maintenance existant peut être associé à la caractéristique de carburant attendue. Le module de génération de programme de maintenance peut être configuré pour modifier le programme de maintenance existant en réponse à la détermination d’un écart par rapport à la caractéristique de carburant attendue.
Le module de détermination de caractéristiques de carburant peut être configuré pour réaliser des déterminations périodiques de la ou des plusieurs caractéristiques de carburant.
La ou les plusieurs caractéristiques de carburant peuvent comprendre l’un quelconque ou plusieurs parmi : (i) une distribution d’hydrocarbures du carburant ; (ii) un pourcentage de carburant d’aviation durable dans le carburant ; (iii) une teneur en hydrocarbures aromatiques du carburant ; et/ou (iv) une indication que le carburant est un carburant fossile, par exemple du kérosène.
Le module de détermination de caractéristiques de carburant peut être agencé pour recevoir un paramètre de capteur indicatif d’un changement mesuré des propriétés d’un composant de capteur exposé au carburant utilisé pour alimenter le ou les plusieurs moteurs à turbine à gaz, et baser la détermination du ou des plusieurs caractéristiques de carburant sur le paramètre de capteur reçu.
La ou les plusieurs caractéristiques de carburant peuvent indiquer qu’un niveau seuil de cokéfaction de carburant ou de formation de dépôt de surface est atteint. Le composant de capteur peut être un cristal piézoélectrique, et la détermination de la ou des plusieurs caractéristiques de carburant peut comprendre la mesure d’un paramètre de vibration du cristal piézoélectrique.
Le composant de capteur peut comprendre un matériau d’étanchéité. La ou les plusieurs caractéristiques de carburant peuvent indiquer si un niveau seuil de gonflement du matériau d’étanchéité exposé au carburant est atteint. Le matériau d’étanchéité peut être le même que celui d’au moins un joint d’étanchéité prévu dans un circuit de carburant d’un ou plusieurs moteurs à turbine à gaz. Le matériau d’étanchéité peut être un matériau d’étanchéité en nitrile.
Selon un trente-septième aspect, la présente demande fournit un aéronef ayant un ou plusieurs moteurs à turbine à gaz, l’aéronef comprenant le système de génération de programme de maintenance du trente-sixième aspect.
Tel qu’utilisé ici, le terme « caractéristiques de carburant » fait référence aux propriétés intrinsèques du carburant telles que la composition du carburant, et non aux propriétés variables telles que le volume ou la température. Des exemples de caractéristiques de carburant d’un carburant comprennent :
(i) le pourcentage de carburant d’aviation durable dans le carburant ;
(ii) la teneur en hydrocarbures aromatiques du carburant ;
(iii) la teneur en hydrocarbures multi-aromatiques du carburant ;
(iv) le pourcentage d’espèces contenant de l’azote dans le carburant ;
(v) la présence ou le pourcentage d’une espèce de trace ou d’un élément de trace dans le carburant (par exemple, une substance de trace intrinsèquement présente dans le carburant, ou une substance ajoutée délibérément pour agir en tant que traceur) ;
(vi) le rapport hydrogène sur carbone du carburant ;
(vii) la distribution d’hydrocarbures du carburant ;
(viii) le niveau d’émissions de matières particulaires non volatiles (nvPM) lors de la combustion (par exemple lors de la combustion pour une conception de chambre de combustion donnée, dans des conditions de fonctionnement données (FAR, T30, mode chambre de combustion, etc.)) ;
(ix) la teneur en naphtalène du carburant ;
(x) la teneur en soufre du carburant ;
(xi) la teneur en cycloparaffines du carburant ;
(xii) la teneur en oxygène du carburant ;
(xiii) la stabilité thermique du carburant (par exemple la température de dégradation thermique) ;
(xiv) le niveau de cokéfaction du carburant ;
(xv) une indication que le carburant est un carburant fossile, par exemple du kérosène fossile ; et
(xvi) une ou plusieurs propriétés telles que la densité, la viscosité, le pouvoir calorifique et/ou la capacité calorifique.
Dans tout aspect ou déclaration ci-dessus impliquant le fonctionnement d’un aéronef selon une ou plusieurs caractéristiques de carburant déterminées, le fonctionnement de l’aéronef peut comprendre la modification d’un paramètre de commande de l’aéronef, et précisément d’un paramètre de commande du moteur à turbine à gaz, en réponse à la ou aux plusieurs caractéristiques de carburant telles que décrites partout ici. Le fonctionnement de l’aéronef peut comprendre en plus ou en variante la fourniture de carburant ayant des caractéristiques de carburant différentes, par exemple lors du ravitaillement comme décrit ailleurs ici.
Comme indiqué ailleurs ici, la présente divulgation peut se rapporter à un moteur à turbine à gaz. Un tel moteur à turbine à gaz peut comprendre un noyau de moteur comprenant une turbine, une chambre de combustion, un compresseur et un arbre de noyau reliant la turbine au compresseur. Un tel moteur à turbine à gaz peut comprendre une soufflante (ayant des pales de soufflante) située en amont du noyau de moteur. En variante, dans certains exemples, le moteur à turbine à gaz peut comprendre une soufflante située en aval du noyau de moteur. Ainsi, le moteur à turbine à gaz peut être un moteur à rotor non caréné ou un turbopropulseur.
Dans le cas où le moteur à turbine à gaz est un moteur à rotor non caréné ou un turbopropulseur, le moteur à turbine à gaz peut comprendre deux étages d’hélices contrarotatives attachées à et entraînées par une turbine libre via un arbre. Les hélices peuvent tourner dans des sens opposés de sorte que l’une tourne dans le sens des aiguilles d’une montre et l’autre dans le sens inverse des aiguilles d’une montre autour de l’axe de rotation du moteur. En variante, le moteur à turbine à gaz peut comprendre un étage d’hélices et un étage d’aube directrice configuré en aval de l’étage d’hélices. L’étage d’aube directrice peut avoir un pas variable. En conséquence, les turbines à haute pression, à pression intermédiaire et les turbines libres peuvent, respectivement, entraîner des compresseurs haute et moyenne pression et des hélices par des arbres d’interconnexion appropriés. Ainsi, les hélices peuvent fournir la majorité de la poussée propulsive.
Dans le cas où le moteur à turbine à gaz est un moteur à rotor non caréné ou un turbopropulseur, un ou plusieurs des étages d’hélices peuvent être entraînés par une boîte à engrenages du type décrit.
Les agencements de la présente divulgation peuvent être particulièrement, mais pas exclusivement, avantageux pour des soufflantes qui sont entraînées par une boîte à engrenages. En conséquence, le moteur à turbine à gaz peut comprendre une boîte à engrenages qui reçoit une entrée de l’arbre de noyau et délivre en sortie un entraînement à la soufflante de manière à entraîner la soufflante à une vitesse de rotation inférieure à celle de l’arbre de noyau. L’entrée à la boîte à engrenages peut être directement depuis l’arbre de noyau, ou indirectement depuis l’arbre de noyau, par exemple via un engrenage et/ou un arbre droit(s). L’arbre de noyau peut relier rigidement la turbine et le compresseur, de sorte que la turbine et le compresseur tournent à la même vitesse (la soufflante tournant à une vitesse inférieure).
Le moteur à turbine à gaz tel que décrit et/ou revendiqué ici peut avoir une architecture générale appropriée quelconque. Par exemple, le moteur à turbine à gaz peut avoir n’importe quel nombre d’arbres souhaité qui relient les turbines et les compresseurs, par exemple un, deux ou trois arbres. Purement à titre d’exemple, la turbine reliée à l’arbre de noyau peut être une première turbine, le compresseur relié à l’arbre de noyau peut être un premier compresseur et l’arbre de noyau peut être un premier arbre de noyau. Le noyau de moteur peut en outre comprendre une deuxième turbine, un deuxième compresseur et un deuxième arbre de noyau reliant la deuxième turbine au deuxième compresseur. La deuxième turbine, le deuxième compresseur et le deuxième arbre de noyau peuvent être agencés pour tourner à une vitesse de rotation supérieure à celle du premier arbre de noyau.
Dans un tel agencement, le deuxième compresseur peut être positionné axialement en aval du premier compresseur. Le deuxième compresseur peut être agencé pour recevoir (par exemple recevoir directement, par exemple via un conduit globalement annulaire) un flux provenant du premier compresseur.
La boîte à engrenages peut être agencée pour être entraînée par l’arbre de noyau qui est configuré pour tourner (par exemple en cours d’utilisation) à la vitesse de rotation la plus basse (par exemple le premier arbre de noyau dans l’exemple ci-dessus). Par exemple, la boîte à engrenages peut être agencée pour être entraînée uniquement par l’arbre de noyau qui est configuré pour tourner (par exemple en cours d’utilisation) à la vitesse de rotation la plus basse (par exemple, être uniquement le premier arbre de noyau, et non le deuxième arbre de noyau, dans l’exemple ci-dessus). En variante, la boîte à engrenages peut être agencée pour être entraînée par un ou plusieurs arbres quelconques, par exemple le premier et/ou le deuxième arbre(s) dans l’exemple ci-dessus.
La boîte à engrenages peut être un réducteur (dans le sens où la sortie vers la soufflante est une vitesse de rotation inférieure à l’entrée de l’arbre de noyau). Tout type de boîte à engrenages peut être utilisé. Par exemple, la boîte à engrenages peut être une boîte à engrenages « à trains planétaires » ou « en étoile », comme décrit plus en détail ailleurs ici. La boîte à engrenages peut avoir un rapport de démultiplication souhaité quelconque (défini comme étant la vitesse de rotation de l’arbre d’entrée divisée par la vitesse de rotation de l’arbre de sortie), par exemple supérieur à 2,5, par exemple dans la plage allant de 3 à 4,2, ou de 3,2 à 3,8, par exemple de l’ordre de ou d’au moins 3, 3,1, 3,2, 3,3, 3,4, 3,5, 3,6, 3,7, 3,8, 3,9, 4, 4,1 ou 4,2. Le rapport d’engrenage peut être, par exemple, entre deux valeurs quelconques des valeurs de la phrase précédente. Purement à titre d’exemple, la boîte à engrenages peut être une boîte à engrenages « en étoile » ayant un rapport dans la plage allant de 3,1 ou 3,2 à 3,8. Dans certains agencements, le rapport d’engrenage peut être en dehors de ces plages.
Dans tout moteur à turbine à gaz tel que décrit et/ou revendiqué ici, un carburant d’une composition ou d’un mélange donné(e) est fourni à une chambre de combustion, qui peut être prévue axialement en aval de la soufflante et du/des compresseur(s). Par exemple, la chambre de combustion peut être directement en aval (par exemple à la sortie) du deuxième compresseur, où un deuxième compresseur est prévu. À titre d’exemple supplémentaire, le flux à la sortie vers la chambre de combustion peut être fourni à l’entrée de la deuxième turbine, où une deuxième turbine est prévue. La chambre de combustion peut être prévue en amont de la/des turbine(s).
Le ou chaque compresseur (par exemple le premier compresseur et le deuxième compresseur tels que décrits ci-dessus) peut comprendre un nombre quelconque d’étages, par exemple de multiples étages. Chaque étage peut comprendre une rangée de pales de rotor et une rangée d’aubes de stator, qui peuvent être des aubes de stator variables (dans le sens où leur angle d’incidence peut être variable). La rangée de pales de rotor et la rangée d’aubes de stator peuvent être axialement décalées l’une de l’autre.
La ou chaque turbine (par exemple la première turbine et la deuxième turbine telles que décrites ci-dessus) peut comprendre un nombre quelconque d’étages, par exemple de multiples étages. Chaque étage peut comprendre une rangée de pales de rotor et une rangée d’aubes de stator. La rangée de pales de rotor et la rangée d’aubes de stator peuvent être axialement décalées l’une de l’autre.
Chaque pale de soufflante peut être définie comme ayant une envergure radiale s’étendant à partir d’un pied (ou moyeu) à un emplacement radialement intérieur lavé au gaz, ou une position d’envergure 0%, jusqu’à une pointe à une position d’envergure 100%. Le rapport du rayon de la pale de soufflante au niveau du moyeu sur le rayon de la pale de soufflante au niveau de la pointe peut être inférieur à (ou de l’ordre de) l’une des valeurs suivantes : 0,4, 0,39, 0,38, 0,37, 0,36, 0,35, 0,34, 0,33, 0,32, 0,31, 0,3, 0,29, 0,28, 0,27, 0,26 ou 0,25. Le rapport du rayon de la pale de soufflante au niveau du moyeu sur le rayon de la pale de soufflante au niveau de la pointe peut être dans une plage inclusive limitée par deux valeurs quelconques des valeurs de la phrase précédente (c’est-à-dire que les valeurs peuvent former des limites supérieures ou inférieures), par exemple dans la plage allant de 0,28 à 0,32. Ces rapports peuvent être communément appelés rapport moyeu/pointe. Le rayon au niveau du moyeu et le rayon au niveau de la pointe peuvent tous deux être mesurés au niveau de la partie de bord d’attaque (ou axialement la plus en avant) de la pale. Le rapport moyeu/pointe fait référence, bien entendu, à la partie lavée au gaz de la pale de soufflante, c’est-à-dire la partie radialement à l’extérieur de toute plate-forme.
Le rayon de la soufflante peut être mesuré entre l’axe de moteur et la pointe d’une pale de soufflante au niveau de son bord d’attaque. Le diamètre de soufflante (qui peut simplement être le double du rayon de la soufflante) peut être supérieur à (ou de l’ordre de) l’une des valeurs suivantes : 220 cm, 230 cm, 240 cm, 250 cm (environ 100 pouces), 260 cm, 270 cm (environ 105 pouces), 280 cm (environ 110 pouces), 290 cm (environ 115 pouces), 300 cm (environ 120 pouces), 310 cm, 320 cm (environ 125 pouces), 330 cm (environ 130 pouces), 340 cm (environ 135 pouces), 350 cm, 360 cm (environ 140 pouces), 370 cm (environ 145 pouces), 380 cm (environ 150 pouces), 390 cm (environ 155 pouces), 400 cm, 410 cm (environ 160 pouces) ou 420 cm (environ 165 pouces). Le diamètre de soufflante peut être dans une plage inclusive limitée par deux valeurs quelconques des valeurs de la phrase précédente (c’est-à-dire que les valeurs peuvent former des limites supérieures ou inférieures), par exemple dans la plage allant de 240 cm à 280 cm ou de 330 cm à 380 cm.
La vitesse de rotation de la soufflante peut varier en cours d’utilisation. En général, la vitesse de rotation est plus faible pour des soufflantes ayant un diamètre plus élevé. Purement à titre d’exemple non limitatif, la vitesse de rotation de la soufflante dans des conditions de croisière peut être inférieure à 2500 tr/min, par exemple inférieure à 2300 tr/min. Purement à titre d’exemple non limitatif supplémentaire, la vitesse de rotation de la soufflante dans des conditions de croisière pour un moteur ayant un diamètre de soufflante dans la plage allant de 220 cm à 300 cm (par exemple de 240 cm à 280 cm ou de 250 cm à 270 cm) peut être dans la plage allant de 1700 tr/min à 2500 tr/min, par exemple dans la plage allant de 1800 tr/min à 2300 tr/min, par exemple dans la plage allant de 1900 tr/min à 2100 tr/min. Purement à titre d’exemple non limitatif supplémentaire, la vitesse de rotation de la soufflante dans des conditions de croisière pour un moteur ayant un diamètre de soufflante dans la plage allant de 330 cm à 380 cm peut être dans la plage allant de 1200 tr/min à 2000 tr/min, par exemple dans la plage allant de 1300 tr/min à 1800 tr/min, par exemple dans la plage allant de 1400 tr/min à 1800 tr/min.
Lors de l’utilisation du moteur à turbine à gaz, la soufflante (avec des pales de soufflante associées) tourne autour d’un axe de rotation. Cette rotation entraîne le déplacement de la pointe de la pale de soufflante avec une vitesse Utip. Le travail effectué par les pales de soufflante 13 sur le flux entraîne une augmentation d’enthalpie dH du flux. Une charge de pointe de soufflante peut être définie comme dH/Utip 2, où dH est l’augmentation d’enthalpie (par exemple l’augmentation d’enthalpie moyenne 1-D) à travers la soufflante et Utipest la vitesse (de translation) de la pointe de soufflante, par exemple au niveau du bord d’attaque de la pointe (qui peut être définie comme étant le rayon de pointe de soufflante au niveau du bord d’attaque multiplié par la vitesse angulaire). La charge de pointe de soufflante dans des conditions de croisière peut être supérieure à (ou de l’ordre de) l’une des valeurs suivantes : 0,28, 0,29, 0,30, 0,31, 0,32, 0,33, 0,34, 0,35, 0,36, 0,37, 0,38, 0,39 ou 0,4 (toutes les valeurs étant adimensionnelles). La charge de pointe de soufflante peut être dans une plage inclusive limitée par deux valeurs quelconques des valeurs de la phrase précédente (c’est-à-dire que les valeurs peuvent former des limites supérieures ou inférieures), par exemple dans la plage allant de 0,28 à 0,31, ou de 0,29 à 0,3.
Les moteurs à turbine à gaz selon la présente divulgation peuvent avoir n’importe quel taux de dilution souhaité, où le taux de dilution est défini comme étant le rapport du débit massique du flux à travers le conduit de dérivation sur le débit massique du flux à travers le noyau dans des conditions de croisière. Dans certains agencements, le taux de dilution peut être supérieur à (ou de l’ordre de) l’une des valeurs suivantes : 10, 10,5, 11, 11,5, 12, 12,5, 13, 13,5, 14, 14,5, 15, 15,5, 16, 16,5, 17, 17,5, 18, 18,5, 19, 19,5 ou 20. Le taux de dilution peut être dans une plage inclusive limitée par deux valeurs quelconques des valeurs de la phrase précédente (c’est-à-dire que les valeurs peuvent former des limites supérieures ou inférieures), par exemple dans la plage allant de 12 à 16, de 13 à 15, ou de 13 à 14. Le conduit de dérivation peut être sensiblement annulaire. Le conduit de dérivation peut être radialement à l’extérieur du moteur de base. La surface radialement extérieure du conduit de dérivation peut être définie par une nacelle et/ou un carter de soufflante.
Le rapport de pression global d’un moteur à turbine à gaz tel que décrit et/ou revendiqué ici peut être défini comme étant le rapport de la pression de stagnation en amont de la soufflante sur la pression de stagnation à la sortie du compresseur à la plus haute pression (avant l’entrée dans la chambre de combustion). À titre d’exemple non limitatif, le rapport de pression global d’un moteur à turbine à gaz tel que décrit et/ou revendiqué ici en croisière peut être supérieur à (ou de l’ordre de) l’une des valeurs suivantes : 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75. Le rapport de pression global peut être dans une plage inclusive limitée par deux valeurs quelconques des valeurs de la phrase précédente (c’est-à-dire que les valeurs peuvent former des limites supérieures ou inférieures), par exemple dans la plage allant de 50 à 70.
La poussée spécifique d’un moteur peut être définie comme étant la poussée nette du moteur divisée par le débit massique total à travers le moteur. Dans certains exemples, la poussée spécifique peut dépendre, pour une condition de poussée donnée, de la composition spécifique du carburant fourni à la chambre de combustion. Dans des conditions de croisière, la poussée spécifique d’un moteur décrit et/ou revendiqué ici peut être inférieure à (ou de l’ordre de) l’une des valeurs suivantes : 110 Nkg-1s, 105 Nkg-1s, 100 Nkg-1s, 95 Nkg-1s, 90 Nkg-1s, 85 Nkg-1s ou 80 Nkg-1s. La poussée spécifique peut être dans une plage inclusive limitée par deux valeurs quelconques des valeurs de la phrase précédente (c’est-à-dire que les valeurs peuvent former des limites supérieures ou inférieures), par exemple dans la plage allant de 80 Nkg-1s à 100 Nkg-1s, ou de 85 Nkg-1s à 95 Nkg-1s. De tels moteurs peuvent être particulièrement efficaces par rapport aux moteurs à turbine à gaz classiques.
Un moteur à turbine à gaz tel que décrit et/ou revendiqué ici peut avoir n’importe quelle poussée maximale souhaitée. Purement à titre d’exemple non limitatif, une turbine à gaz telle que décrite et/ou revendiquée ici peut être capable de produire une poussée maximale d’au moins (ou de l’ordre de) l’une des valeurs suivantes : 160 kN, 170 kN, 180 kN, 190 kN, 200 kN, 250 kN, 300 kN, 350 kN, 400 kN, 450 kN, 500 kN ou 550 kN. La poussée maximale peut être dans une plage inclusive limitée par deux valeurs quelconques des valeurs de la phrase précédente (c’est-à-dire que les valeurs peuvent former des limites supérieures ou inférieures). Purement à titre d’exemple, une turbine à gaz telle que décrite et/ou revendiquée ici peut être capable de produire une poussée maximale dans la plage allant de 330 kN à 420 kN, par exemple de 350 kN à 400 kN. La poussée mentionnée ci-dessus peut être la poussée nette maximale dans des conditions atmosphériques normales au niveau de la mer plus 15 degrés C (pression ambiante de 101,3 kPa, température de 30 degrés C), le moteur étant statique.
En cours d’utilisation, la température du flux à l’entrée à la turbine haute pression peut être particulièrement élevée. Cette température, qui peut être appelée TET, peut être mesurée à la sortie vers la chambre de combustion, par exemple immédiatement en amont de la première aube de turbine, qui peut elle-même être appelée aube de distributeur de turbine. Dans certains exemples, la température TET peut dépendre, pour une condition de poussée donnée, de la composition spécifique du carburant fourni à la chambre de combustion. En croisière, la température TET peut être au moins (ou de l’ordre de) l’une des valeurs suivantes : 1400K, 1450K, 1500K, 1550K, 1600K ou 1650K. La température TET en croisière peut être dans une plage inclusive limitée par deux valeurs quelconques des valeurs de la phrase précédente (c’est-à-dire que les valeurs peuvent former des limites supérieures ou inférieures). La température TET maximale lors de l’utilisation du moteur peut être, par exemple, au moins (ou de l’ordre de) l’une des valeurs suivantes : 1700K, 1750K, 1800K, 1850K, 1900K, 1950K ou 2000K. La température TET maximale peut être dans une plage inclusive limitée par deux valeurs quelconques des valeurs de la phrase précédente (c’est-à-dire que les valeurs peuvent former des limites supérieures ou inférieures), par exemple dans la plage allant de 1800K à 1950K. La température TET maximale peut être atteinte, par exemple, dans une condition de poussée élevée, par exemple dans une condition de décollage maximal (MTO).
Une pale de soufflante et/ou une partie de profil aérodynamique d’une pale de soufflante décrite(s) et/ou revendiquée(s) ici peut/peuvent être fabriquée(s) à partir d’un matériau ou d’une combinaison de matériaux approprié(e) quelconque. Par exemple au moins une partie de la pale de soufflante et/ou du profil aérodynamique peut être fabriquée au moins en partie à partir d’un composite, par exemple un composite à matrice métallique et/ou un composite à matrice organique, tel qu’une fibre de carbone. À titre d’exemple supplémentaire, au moins une partie de la pale de soufflante et/ou du profil aérodynamique peut être fabriquée au moins en partie à partir d’un métal, tel qu’un métal à base de titane ou un matériau à base d’aluminium (tel qu’un alliage d’aluminium-lithium) ou un matériau à base d’acier. La pale de soufflante peut comprendre au moins deux régions fabriquées en utilisant des matériaux différents. Par exemple, la pale de soufflante peut avoir un bord d’attaque protecteur, qui peut être fabriqué en utilisant un matériau qui est plus capable de résister aux chocs (par exemple des oiseaux, de la glace ou d’un autre matériau) que le reste de la pale. Un tel bord d’attaque peut, par exemple, être fabriqué en utilisant le titane ou un alliage à base de titane. Ainsi, purement à titre d’exemple, la pale de soufflante peut avoir un corps à base de fibre de carbone ou d’aluminium (tel qu’un alliage d’aluminium-lithium) avec un bord d’attaque en titane.
Une soufflante telle que décrite et/ou revendiquée ici peut comprendre une partie centrale, à partir de laquelle les pales de soufflante peuvent s’étendre, par exemple dans une direction radiale. Les pales de soufflante peuvent être attachées à la partie centrale de n’importe quelle manière souhaitée. Par exemple, chaque pale de soufflante peut comprendre un élément de fixation qui peut s’engager dans une fente correspondante dans le moyeu (ou le disque). Purement à titre d’exemple, un tel élément de fixation peut se présenter sous la forme d’une queue d’aronde qui peut s’insérer dans et/ou s’engager dans une fente correspondante dans le moyeu/disque afin de fixer la pale de soufflante au moyeu/disque. À titre d’exemple supplémentaire, les pales de soufflante peuvent être formées d’un seul tenant avec une partie centrale. Un tel agencement peut être appelé disque à aubage ou bague à aubage. Tout procédé approprié peut être utilisé pour fabriquer un tel disque à aubage ou une telle bague à aubage. Par exemple, au moins une partie des pales de soufflante peut être usinée à partir d’un bloc et/ou au moins une partie des pales de soufflante peut être attachée au moyeu/disque par soudage, tel qu’un soudage par friction linéaire.
Les moteurs à turbine à gaz décrits et/ou revendiqués ici peuvent ou non être pourvus d’une tuyère à section variable (VAN). Une telle tuyère à section variable peut permettre de faire varier la surface de sortie du conduit de dérivation lors de l’utilisation. Les principes généraux de la présente divulgation peuvent s’appliquer à des moteurs avec ou sans VAN.
La soufflante d’une turbine à gaz telle que décrite et/ou revendiquée ici peut avoir n’importe quel nombre souhaité de pales de soufflante, par exemple 14, 16, 18, 20, 22, 24 ou 26 pales de soufflante.
Tels qu’utilisés ici, les termes ralenti, roulage, décollage, montée, croisière, descente, approche et atterrissage ont la signification conventionnelle et seraient facilement compris par l’homme du métier. Ainsi, pour un moteur à turbine à gaz donné pour un aéronef, l’homme du métier reconnaîtrait immédiatement chaque terme pour se référer à une phase de fonctionnement du moteur dans le cadre d’une mission donnée d’un aéronef auquel le moteur à turbine à gaz est conçu pour être attaché.
À cet égard, le ralenti au sol peut faire référence à une phase de fonctionnement du moteur où l’aéronef est stationnaire et en contact avec le sol, mais où il est nécessaire que le moteur tourne. Au ralenti, le moteur peut produire entre 3% et 9% de la poussée disponible du moteur. Dans d’autres exemples, le moteur peut produire entre 5% et 8% de poussée disponible. Dans encore d’autres exemples, le moteur peut produire entre 6% et 7% de poussée disponible. Le roulage peut faire référence à une phase de fonctionnement du moteur où l’aéronef est propulsé sur le sol par la poussée produite par le moteur. Pendant le roulage, le moteur peut produire entre 5% et 15% de poussée disponible. Dans d’autres exemples, le moteur peut produire entre 6% et 12% de poussée disponible. Dans encore d’autres exemples, le moteur peut produire entre 7% et 10% de poussée disponible. Le décollage peut faire référence à une phase de fonctionnement du moteur où l’aéronef est propulsé par la poussée produite par le moteur. À un stade initial de la phase de décollage, l’aéronef peut être propulsé alors que l’aéronef est en contact avec le sol. À un stade ultérieur de la phase de décollage, l’aéronef peut être propulsé alors que l’aéronef n’est pas en contact avec le sol. Pendant le décollage, le moteur peut produire entre 90% et 100% de poussée disponible. Dans d’autres exemples, le moteur peut produire entre 95% et 100% de poussée disponible. Dans encore d’autres exemples, le moteur peut produire 100% de poussée disponible.
La montée peut faire référence à une phase de fonctionnement du moteur où l’aéronef est propulsé par la poussée produite par le moteur. Pendant la montée, le moteur peut produire entre 75% et 100% de poussée disponible. Dans d’autres exemples, le moteur peut produire entre 80% et 95% de poussée disponible. Dans encore d’autres exemples, le moteur peut produire entre 85% et 90% de poussée disponible. À cet égard, la montée peut faire référence à une phase de fonctionnement dans un cycle de vol d’un aéronef entre le décollage et l’arrivée dans des conditions de croisière. De plus ou en variante, la montée peut faire référence à un point nominal dans un cycle de vol d’un aéronef entre le décollage et l’atterrissage, où une augmentation relative de l’altitude est nécessaire, ce qui peut nécessiter une demande de poussée supplémentaire du moteur.
Telles qu’utilisées ici, les conditions de croisière ont la signification conventionnelle et seraient facilement comprises par l’homme du métier. Ainsi, pour un moteur à turbine à gaz donné pour un aéronef, l’homme du métier reconnaîtrait immédiatement les conditions de croisière pour se référer au point de fonctionnement du moteur à mi-croisière d’une mission donnée (que l’on peut appeler dans l’industrie « mission économique ») d’un aéronef auquel le moteur à turbine à gaz est conçu pour être attaché. À cet égard, la mi-croisière est le point dans un cycle de vol d’un aéronef où 50% du carburant total brûlé entre la fin de la montée et le début de la descente a été brûlé (ce qui peut être approximé par le point médian - en termes de temps et/ou de distance - entre la fin de la montée et le début de la descente). Les conditions de croisière définissent ainsi un point de fonctionnement du moteur à turbine à gaz qui fournit une poussée qui assurerait un fonctionnement en régime permanent (c’est-à-dire en maintenant une altitude constante et un Nombre de Mach constant) à mi-croisière d’un aéronef auquel il est conçu pour être attaché, en tenant compte du nombre de moteurs prévus pour cet aéronef. Par exemple, lorsqu’un moteur est conçu pour être attaché à un aéronef équipé de deux moteurs du même type, dans des conditions de croisière le moteur fournit la moitié de la poussée totale qui serait nécessaire pour le fonctionnement en régime permanent de cet aéronef à mi-croisière.
En d’autres termes, pour un moteur à turbine à gaz donné pour un aéronef, les conditions de croisière sont définies comme étant le point de fonctionnement du moteur qui fournit une poussée spécifiée (nécessaire pour assurer - en combinaison avec tout autre moteur sur l’aéronef - le fonctionnement en régime permanent de l’aéronef auquel il est conçu pour être attaché à un Nombre de Mach de mi-croisière donné) dans les conditions atmosphériques de mi-croisière (définies par l’Atmosphère Type International conformément à la norme ISO 2533 à l’altitude de mi-croisière). Pour tout moteur à turbine à gaz donné pour un aéronef, la poussée de mi-croisière, les conditions atmosphériques et le Nombre de Mach sont connus, et ainsi le point de fonctionnement du moteur dans les conditions de croisière est clairement défini.
Purement à titre d’exemple, la vitesse d’avancement dans les conditions de croisière peut être n’importe quel point dans la plage allant de Mach 0,7 à 0,9, par exemple 0,75 à 0,85, par exemple 0,76 à 0,84, par exemple 0,77 à 0,83, par exemple 0,78 à 0,82, par exemple 0,79 à 0,81, par exemple de l’ordre de Mach 0,8, de l’ordre de Mach 0,85 ou dans la plage allant de 0,8 à 0,85. Toute vitesse unique dans ces plages peut faire partie des conditions de croisière. Pour certains aéronefs, les conditions de croisière peuvent être en dehors de ces plages, par exemple inférieures à Mach 0,7 ou supérieures à Mach 0,9.
Purement à titre d’exemple, les conditions de croisière peuvent correspondre à des conditions atmosphériques normales (selon l’Atmosphère Type Internationale, ISA) à une altitude qui se trouve dans la plage allant de 10000 m à 15000 m, par exemple dans la plage allant de 10000 m à 12000 m, par exemple dans la plage allant de 10400 m à 11600 m (environ 38000 pieds), par exemple dans la plage allant de 10500 m à 11500 m, par exemple dans la plage allant de 10600 m à 11400 m, par exemple dans la plage allant de 10700 m (environ 35000 pieds) à 11300 m, par exemple dans la plage allant de 10800 m à 11200 m, par exemple dans la plage allant de 10900 m à 11100 m, par exemple de l’ordre de 11000 m. Les conditions de croisière peuvent correspondre aux conditions atmosphériques normales à n’importe quelle altitude donnée dans ces plages.
Purement à titre d’exemple, les conditions de croisière peuvent correspondre à un point de fonctionnement du moteur qui fournit un niveau de poussée requis connu (par exemple une valeur dans la plage allant de 30 kN à 35 kN) à un nombre de Mach d’avancement de 0,8 et des conditions atmosphériques normales (selon l’Atmosphère Type Internationale) à une altitude de 38000 pieds (11582 m). Purement à titre d’exemple supplémentaire, les conditions de croisière peuvent correspondre à un point de fonctionnement du moteur qui fournit un niveau de poussée requis connu (par exemple une valeur dans la plage allant de 50 kN à 65 kN) à un nombre de Mach d’avancement de 0,85 et des conditions atmosphériques normales (selon l’Atmosphère Type Internationale) à une altitude de 35000 pieds (10668 m).
En cours d’utilisation, un moteur à turbine à gaz décrit et/ou revendiqué ici peut fonctionner dans les conditions de croisière définies ailleurs ici. De telles conditions de croisière peuvent être déterminées par les conditions de croisière (par exemple les conditions de mi-croisière) d’un aéronef sur lequel au moins un moteur à turbine à gaz (par exemple 2 ou 4) peut être monté afin de fournir une poussée propulsive.
En outre, l’homme du métier reconnaîtrait immédiatement la descente et/ou l’approche pour se référer à une phase de fonctionnement dans un cycle de vol d’un aéronef entre la croisière et l’atterrissage de l’aéronef. Pendant la descente et/ou l’approche, le moteur peut produire entre 20% et 50% de poussée disponible. Dans d’autres exemples, le moteur peut produire entre 25% et 40% de poussée disponible. Dans encore d’autres exemples, le moteur peut produire entre 30% et 35% de poussée disponible. De plus ou en variante, la descente peut faire référence à un point nominal dans un cycle de vol d’un aéronef entre le décollage et l’atterrissage, où une diminution relative de l’altitude est nécessaire, et qui peut nécessiter une demande de poussée réduite du moteur.
Selon un aspect, un aéronef comprenant un moteur à turbine à gaz tel que décrit et/ou revendiqué ici est prévu. L’aéronef selon cet aspect est l’aéronef pour lequel le moteur à turbine à gaz a été conçu pour être attaché. En conséquence, les conditions de croisière selon cet aspect correspondent à la mi-croisière de l’aéronef, telles que définies ailleurs ici.
Selon un aspect, un procédé de fonctionnement d’un moteur à turbine à gaz tel que décrit et/ou revendiqué ici est prévu. Le fonctionnement peut se faire dans les conditions de croisière telles que définies ailleurs ici (par exemple en termes de poussée, de conditions atmosphériques et de nombre de Mach).
Selon un aspect, un procédé de fonctionnement d’un aéronef comprenant un moteur à turbine à gaz tel que décrit et/ou revendiqué ici est prévu. Le fonctionnement selon cet aspect peut comprendre (ou peut être) un fonctionnement à mi-croisière de l’aéronef, tel que défini ailleurs ici.
L’homme du métier comprendra que, sauf exclusion mutuelle, une caractéristique ou un paramètre décrit(e) en relation avec l’un quelconque des aspects ci-dessus peut être appliqué(e) à tout autre aspect. En outre, sauf exclusion mutuelle, tout(e) caractéristique ou paramètre décrit(e) ici peut être appliqué(e) à tout aspect et/ou combiné(e) avec tout(e) autre caractéristique ou paramètre décrit(e) ici.
Des modes de réalisation seront maintenant décrits à titre d’exemples uniquement, en référence aux Figures, dans lesquelles :
[ est une vue latérale en coupe d’un moteur à turbine à gaz ;
La illustre un moteur à turbine à gaz 10 ayant un axe de rotation principal 9. Le moteur 10 comprend une prise d’air 12 et une soufflante de propulsion 23 qui génère deux flux d’air : un flux d’air de noyau A et un flux d’air de dérivation B. Le moteur à turbine à gaz 10 comprend un noyau 11 qui reçoit le flux d’air de noyau A. Le noyau de moteur 11 comprend, en série de flux axial, un compresseur basse pression 14, un compresseur haute pression 15, un équipement de combustion 16, une turbine haute pression 17, une turbine basse pression 19 et une tuyère d’échappement de noyau 20. Une nacelle 21 entoure le moteur à turbine à gaz 10 et définit un conduit de dérivation 22 et une tuyère d’échappement de dérivation 18. Le flux d’air de dérivation B s’écoule à travers le conduit de dérivation 22. La soufflante 23 est attachée à et entraînée par la turbine basse pression 19 via un arbre 26 et une boîte à engrenages épicycloïdaux 30.
En cours d’utilisation, le flux d’air de noyau A est accéléré et comprimé par le compresseur basse pression 14 et dirigé dans le compresseur haute pression 15 où une compression supplémentaire a lieu. L’air comprimé évacué du compresseur haute pression 15 est dirigé dans l’équipement de combustion 16 où il est mélangé avec du carburant F et le mélange est soumis à une combustion. Les produits de combustion chauds résultants se dilatent ensuite à travers, et entraînent ainsi, les turbines haute pression et basse pression 17, 19 avant d’être évacués à travers la tuyère 20 pour fournir une certaine poussée propulsive. La turbine haute pression 17 entraîne le compresseur haute pression 15 par un arbre d’interconnexion approprié 27. La soufflante 23 fournit généralement la majorité de la poussée propulsive. La boîte à engrenages épicycloïdaux 30 est un réducteur.
Un agencement exemplaire pour un moteur à turbine à gaz à soufflante à réducteur 10 est représenté sur la . La turbine basse pression 19 (voir ) entraîne l’arbre 26, qui est couplé à une roue solaire, ou à un planétaire, 28 de l’agencement à engrenages épicycloïdaux 30. Une pluralité d’engrenages planétaires 32 qui sont couplés entre eux par un porte-satellites 34 se trouve radialement vers l’extérieur du planétaire 28 et s’engrenant avec celui-ci. Le porte-satellites 34 contraint les engrenages planétaires 32 à effectuer une précession autour du planétaire 28 en synchronisme tout en permettant à chaque engrenage planétaire 32 de tourner autour de son propre axe. Le porte-satellites 34 est couplé via des bielles 36 à la soufflante 23 afin d’entraîner sa rotation autour de l’axe de moteur 9. Un anneau ou une couronne 38 qui est couplé(e), via des bielles 40, à une structure de support stationnaire 24 se trouve radialement vers l’extérieur des engrenages planétaires 32 et s’engrenant avec ceux-ci.
Il est à noter que les termes « turbine basse pression » et « compresseur basse pression » tels qu’utilisés ici peuvent être interprétés comme désignant respectivement les étages de turbine de plus basse pression et les étages de compresseur de plus basse pression (c’est-à-dire n’incluant pas la soufflante 23) et/ou les étages de turbine et de compresseur qui sont reliés entre eux par l’arbre d’interconnexion 26 avec la vitesse de rotation la plus basse dans le moteur (c’est-à-dire n’incluant pas l’arbre de sortie de boîte à engrenages qui entraîne la soufflante 23). Dans certaines publications, les termes « turbine basse pression » et « compresseur basse pression » auxquels il est fait référence ici peuvent aussi être appelés « turbine à pression intermédiaire » et « compresseur à pression intermédiaire ». Lorsqu’une telle nomenclature alternative est utilisée, la soufflante 23 peut être appelée premier étage de compression ou étage de compression de plus basse pression.
La boîte à engrenages épicycloïdaux 30 est représentée à titre d’exemple plus en détail sur la . Chacun(e) du planétaire 28, des engrenages planétaires 32 et de la couronne 38 comprend des dents autour de sa périphérie pour s’engrener avec les autres engrenages. Cependant, pour plus de clarté, seules des parties exemplaires des dents sont illustrées sur la . Il y a quatre engrenages planétaires 32 illustrés, bien qu’il soit évident pour l’homme du métier que plus ou moins d’engrenages planétaires 32 peuvent être prévus dans l’étendue de l’invention revendiquée. Les applications pratiques d’une boîte à engrenages épicycloïdaux planétaires 30 comprennent généralement au moins trois engrenages planétaires 32.
La boîte à engrenages épicycloïdaux 30 illustrée à titre d’exemple sur les Figures 2 et 3 est du type planétaire, dans le sens où le porte-satellites 34 est couplé à un arbre de sortie via des bielles 36, avec la couronne 38 fixe. Cependant, tout autre type approprié de boîte à engrenages épicycloïdaux 30 peut être utilisé. À titre d’exemple supplémentaire, la boîte à engrenages épicycloïdaux 30 peut être un agencement en étoile, dans lequel le porte-satellites 34 est maintenu fixe, avec la couronne (ou anneau) 38 autorisée à tourner. Dans un tel agencement, la soufflante 23 est entraînée par la couronne 38. À titre d’exemple alternatif supplémentaire, la boîte à engrenages 30 peut être une boîte à engrenages différentielle dans laquelle la couronne 38 et le porte-satellites 34 sont tous deux autorisés à tourner.
On comprendra que l’agencement représenté sur les Figures 2 et 3 est fourni à titre d’exemple uniquement, et que diverses variantes entrent dans le cadre de la présente divulgation. Purement à titre d’exemple, tout agencement approprié peut être utilisé pour localiser la boîte à engrenages 30 dans le moteur 10 et/ou pour relier la boîte à engrenages 30 au moteur 10. À titre d’exemple supplémentaire, les liaisons (telles que les bielles 36, 40 dans l’exemple de la ) entre la boîte à engrenages 30 et d’autres parties du moteur 10 (telles que l’arbre d’entrée 26, l’arbre de sortie et la structure fixe 24) peuvent avoir n’importe quel degré souhaité de rigidité ou de flexibilité. À titre d’exemple supplémentaire, tout agencement approprié des paliers entre les parties rotatives et stationnaires du moteur (par exemple entre les arbres d’entrée et de sortie provenant de la boîte à engrenages et les structures fixes, telles que le carter de boîte à engrenages) peut être utilisé, et la divulgation n’est pas limitée à l’agencement exemplaire de la . Par exemple, lorsque la boîte à engrenages 30 a un agencement en étoile (décrit ci-dessus), l’homme du métier comprendra aisément que l’agencement des bielles de sortie et de support et les emplacements de palier seraient typiquement différents de ceux représentés à titre d’exemple dans la .
En conséquence, la présente divulgation s’étend à un moteur à turbine à gaz ayant n’importe quel agencement de styles de boîte à engrenages (par exemple en étoile ou planétaire), des structures de support, un agencement d’arbres d’entrée et de sortie et des emplacements de palier.
Éventuellement, la boîte à engrenages peut entraîner des composants supplémentaires et/ou alternatifs (par exemple le compresseur à pression intermédiaire et/ou un précompresseur).
D’autres moteurs à turbine à gaz auxquels la présente divulgation peut être appliquée peuvent avoir des configurations alternatives. Par exemple, de tels moteurs peuvent avoir un nombre alternatif de compresseurs et/ou de turbines et/ou un nombre alternatif d’arbres d’interconnexion. À titre d’exemple supplémentaire, le moteur à turbine à gaz représenté sur la a une tuyère à flux divisé 18, 20, c’est à dire que le flux à travers le conduit de dérivation 22 a sa propre tuyère 18 qui est séparée et radialement à l’extérieur de la tuyère de noyau de moteur 20. Cependant, ceci n’est pas limitatif, et tout aspect de la présente divulgation peut également s’appliquer à des moteurs dans lesquels le flux à travers le conduit de dérivation 22 et le flux à travers le noyau 11 sont mélangés, ou combinés, avant (ou en amont de) une seule tuyère, qui peut être appelée tuyère à flux mixte. Une ou les deux tuyères (qu’il s’agisse d’une tuyère à flux mixte ou divisé) peut/peuvent avoir une surface fixe ou variable.
Bien que l’exemple décrit se rapporte à un turboréacteur à double flux, la divulgation peut s’appliquer, par exemple, à tout type de moteur à turbine à gaz, tel que, par exemple, un moteur à rotor non caréné (dont l’étage de soufflante n’est pas entouré d’une nacelle) ou un turbopropulseur. Dans certains agencements, le moteur à turbine à gaz 10 peut ne pas comprendre de boîte à engrenages 30.
La géométrie du moteur à turbine à gaz 10, et de ses composants, est définie par un système d’axe conventionnel, comprenant une direction axiale (qui est alignée avec l’axe de rotation 9), une direction radiale (dans la direction de bas en haut sur la ) et une direction circonférentielle (perpendiculaire à la page dans la vue de la ). Les directions axiale, radiale et circonférentielle sont perpendiculaires entre elles.
Le carburant F fourni à l’équipement de combustion 16 peut comprendre un carburant à base d’hydrocarbures fossiles, tel que le kérosène. Ainsi, le carburant F peut comprendre des molécules d’une ou plusieurs des familles chimiques des n-alcanes, des iso-alcanes, des cycloalcanes et des composés aromatiques. De plus ou en variante, le carburant F peut comprendre des hydrocarbures renouvelables produits à partir de ressources biologiques ou non biologiques, autrement appelés carburant d’aviation durable (SAF). Dans chacun des exemples fournis, le carburant F peut comprendre un ou plusieurs éléments de trace y compris, par exemple, le soufre, l’azote, l’oxygène, des matières inorganiques et des métaux.
Les performances fonctionnelles d’une composition donnée, ou d’un mélange de carburants à utiliser dans le cadre d’une mission donnée, peuvent être définies, au moins en partie, par la capacité du carburant à assurer le cycle de Brayton du moteur à turbine à gaz 10. Les paramètres définissant les performances fonctionnelles peuvent inclure, par exemple, l’énergie massique; la densité d’énergie; la stabilité thermique; et les émissions, y compris les matières particulaires. Une énergie massique relativement plus élevée (c’est-à-dire une énergie par unité de masse), exprimée en MJ/kg, peut réduire au moins partiellement le poids au décollage, assurant ainsi potentiellement une amélioration relative du rendement de carburant. Une densité d’énergie relativement plus élevée (c’est-à-dire une énergie par unité de volume), exprimée en MJ/L, peut réduire au moins partiellement le volume de carburant au décollage, ce qui peut être particulièrement important pour des missions à volume limité ou des opérations militaires impliquant un ravitaillement. Une stabilité thermique relativement plus élevée (c’est-à-dire l’inhibition de la dégradation ou de la cokéfaction du carburant sous contrainte thermique) peut permettre au carburant de supporter des températures élevées dans le moteur et les injecteurs de carburant, assurant ainsi potentiellement des améliorations relatives du rendement de combustion. Des émissions réduites, y compris les matières particulaires, peuvent permettre de réduire la formation de traînée de condensation, tout en réduisant l’impact environnemental d’une mission donnée. D’autres propriétés du carburant peuvent également être déterminantes pour les performances fonctionnelles. Par exemple, un point de congélation (°C) relativement plus bas peut permettre à des missions à longue distance d’optimiser les profils de vol ; des concentrations minimales de composés aromatiques (%) peuvent assurer un gonflement suffisant de certains matériaux utilisés dans la construction de joints toriques et de joints d’étanchéité qui ont été précédemment exposés à des carburants à forte teneur en composés aromatiques ; et, une tension de surface maximale (mN/m) peut assurer une rupture de pulvérisation et une atomisation suffisantes du carburant.
Le rapport du nombre d’atomes d’hydrogène sur le nombre d’atomes de carbone dans une molécule peut influencer l’énergie massique d’une composition ou d’un mélange de carburants donné(e). Les carburants ayant des rapports plus élevés d’atomes d’hydrogène sur atomes de carbone peuvent avoir des énergies massiques plus élevées en l’absence de contrainte de liaison. Par exemple, les carburants à base d’hydrocarbures fossiles peuvent comprendre des molécules ayant d’environ 7 à 18 carbones, une partie importante d’une composition donnée étant issue de molécules ayant 9 à 15 carbones, avec une moyenne de 12 carbones.
La norme D7566 de l’ASTM International (ASTM),Spécification standard pour les carburéacteurs contenant des hydrocarbures synthétisés(ASTM 2019c), approuve un certain nombre de mélanges de carburant d’aviation durable comprenant entre 10% et 50% de carburant d’aviation durable (le reste comprenant un ou plusieurs carburants à base d’hydrocarbures fossiles, tels que le kérosène), avec des compositions supplémentaires en attente d’approbation. Cependant, l’industrie aéronautique prévoit que des mélanges de carburant d’aviation durable comprenant jusqu’à (y compris) 100% de carburant d’aviation durable (SAF) seront finalement approuvés pour l’utilisation.
Les carburants d’aviation durables peuvent comprendre un ou plusieurs parmi des n-alcanes, des iso-alcanes, des cyclo-alcanes et des composés aromatiques, et peuvent être produits, par exemple, à partir d’un ou plusieurs parmi un gaz de synthèse (syngaz) ; des lipides (par exemple des matières grasses, des huiles et des graisses) ; des sucres ; et des alcools. Ainsi, les carburants d’aviation durables peuvent comprendre une teneur plus faible en composés aromatiques et/ou en soufre, par rapport à des carburants à base d’hydrocarbures fossiles. De plus ou en variante, les carburants d’aviation durables peuvent comprendre une teneur plus élevée en iso-alcanes et/ou en cyclo-alcanes, par rapport à des carburants à base d’hydrocarbures fossiles. Ainsi, dans certains exemples, les carburants d’aviation durables 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.
En raison, au moins en partie, de la structure moléculaire des carburants d’aviation durables, les carburants d’aviation durables peuvent fournir des avantages comprenant, par exemple, un ou plusieurs parmi une densité d’énergie plus élevée ; une énergie massique plus élevée ; une capacité thermique spécifique plus élevée ; une stabilité thermique plus élevée ; un pouvoir lubrifiant plus élevé ; une viscosité plus faible ; une tension de surface plus faible ; un point de congélation plus bas ; des émissions de suies plus faibles ; et des émissions de CO2plus faibles, par rapport à des carburants à base d’hydrocarbures fossiles (par exemple, lors de la combustion dans l’équipement de combustion 16). Par conséquent, par rapport à des carburants à base d’hydrocarbures fossiles, tels que le kérosène, les carburants d’aviation durables peuvent entraîner une diminution relative de la consommation spécifique de carburant et/ou une diminution relative des coûts de maintenance.
Un aéronef 1 comprenant deux moteurs à turbine à gaz 10 selon l’un des exemples décrits ici est illustré sur la . Dans cet exemple, l’aéronef 1 comprend deux moteurs à turbine à gaz 10, mais dans d’autres exemples, il peut comprendre un ou plusieurs moteurs à turbine à gaz moteurs. L’aéronef 1 comprend en outre un circuit d’alimentation en carburant d’aéronef situé à bord de l’aéronef, qui est approprié pour fournir du carburant F à chacun des moteurs à turbine à gaz 10 pour être brûlé dans l’équipement de combustion de moteur 16 tel que décrit ci-dessus. Le circuit d’alimentation en carburant d’aéronef est agencé pour fournir du carburant à un circuit de carburant de moteur prévu sur chacun des moteurs à turbine à gaz 10. Le circuit de carburant de moteur et le circuit d’alimentation en carburant d’aéronef forment ensemble le circuit de carburant (global) de l’aéronef 1 dans lequel le carburant est stocké, distribué au moteur et soumis à une combustion. Le circuit de carburant de l’aéronef comprend tout composant qui peut stocker du carburant, ou à travers lequel s’écoule le carburant lors de l’utilisation ou lors du ravitaillement.
Le circuit d’alimentation en carburant d’aéronef comprend une source de carburant d’aéronef agencée pour contenir un carburant F devant être fourni aux moteurs à turbine à gaz. Au sens de la présente demande, on entend par « source de carburant » soit 1) un seul réservoir de carburant soit 2) une pluralité de réservoirs de carburant, qui peuvent ou non être interconnectés fluidiquement. Dans le présent exemple, la source de carburant comprend une pluralité de réservoirs de carburant d’ailes 53, où au moins un réservoir de carburant d’aile est situé dans l’aile gauche et au moins un réservoir de carburant d’aile est situé dans l’aile droite, et un réservoir de carburant central 55 situé principalement dans le fuselage de l’aéronef 1. Chacun du réservoir de carburant central 55 et des réservoirs de carburant d’ailes 53 peut comprendre une pluralité de réservoirs de carburant interconnectés fluidiquement non représentés sur les Figures.
À des fins d’équilibrage, un ou plusieurs réservoirs de carburant 53 dans l’aile gauche peuvent être reliés fluidiquement à un ou plusieurs réservoirs de carburant 53 dans l’aile droite, comme représenté par les lignes pointillées sur la . Cela peut être effectué via le réservoir de carburant central 55, ou en contournant le(s) réservoir(s) de carburant central/centraux, ou les deux (pour une flexibilité et une sécurité maximales). Dans encore d’autres exemples, la source de carburant peut comprendre un réservoir de carburant de compensation séparé afin d’équilibrer l’aéronef en vol (non représenté sur les figures).
La illustre le chargement de carburant sur l’aéronef 1 à partir d’un récipient de stockage de carburant 60. Le récipient de stockage de carburant 60 peut être transporté par un véhicule d’alimentation en carburant (par exemple, un camion-citerne) ou peut être un récipient de stockage fixe à partir duquel l’aéronef 1 peut être ravitaillé. Le circuit de carburant d’aéronef comprend un orifice de raccordement de conduite de carburant 62, qui est couplé à une conduite de chargement de carburant 61 lors du ravitaillement. La conduite de chargement de carburant 61 peut comprendre un tuyau de carburant de conception connue. L’orifice de raccordement de conduite de carburant 62 est couplé fluidiquement aux réservoirs de carburant 53, 55 de l’aéronef 1 par une conduite ou des conduites de transmission de carburant 63 à bord de l’aéronef de sorte que le carburant reçu via la conduite de chargement de carburant 61 soit transféré et stocké dans les réservoirs de carburant 53, 55. La conduite de chargement de carburant 61 et la conduite de transmission de carburant 63 peuvent former ensemble une conduite d’alimentation en carburant utilisée pour alimenter en carburant les réservoirs de carburant 53, 55 à bord de l’aéronef 1 à partir du récipient de stockage de carburant 60. Dans certains exemples, la(les) conduite(s) de transmission de carburant 63 peut/peuvent ne pas être présente(s), le carburant étant plutôt distribué directement à partir d’un orifice de raccordement de conduite de carburant pour chaque réservoir de carburant (ou ensemble de réservoirs de carburant interconnectés). La conduite de chargement de carburant 61 et le récipient de stockage (et tout composant de commande ou de pompe associé) peuvent former un système de ravitaillement pour l’aéronef.
Caractéristiques du carburant
Tel qu’utilisé ici, le terme « caractéristiques de carburant » fait référence aux propriétés intrinsèques du carburant telles que la composition du carburant, et non aux propriétés variables telles que le volume ou la température. Des exemples de caractéristiques de carburant d’un carburant comprennent :
(i) le pourcentage de carburant d’aviation durable dans le carburant ;
(ii) la teneur en hydrocarbures aromatiques du carburant ;
(iii) la teneur en hydrocarbures multi-aromatiques du carburant ;
(iv) le pourcentage d’espèces contenant de l’azote dans le carburant ;
(v) la présence ou le pourcentage d’une espèce de trace ou d’un élément de trace dans le carburant (par exemple, une substance de trace intrinsèquement présente dans le carburant, ou ajoutée délibérément pour agir comme traceur) ;
(vi) le rapport hydrogène sur carbone du carburant ;
(vii) la distribution d’hydrocarbures du carburant ;
(viii) le niveau d’émissions de matières particulaires non volatiles (nvPM) lors de la combustion (par exemple lors de la combustion pour une conception de chambre de combustion donnée, dans des conditions de fonctionnement données (FAR, T30, mode chambre de combustion, etc.)) ;
(ix) la teneur en naphtalène du carburant ;
(x) la teneur en soufre du carburant ;
(xi) la teneur en cycloparaffines du carburant ;
(xii) la teneur en oxygène du carburant ;
(xiii) la stabilité thermique du carburant (par exemple la température de dégradation thermique) ;
(xiv) le niveau de cokéfaction du carburant ;
(xv) une indication que le combustible est un combustible fossile, par exemple du kérosène fossile ; et
(xvi) une ou plusieurs propriétés telles que la densité, la viscosité, le pouvoir calorifique et/ou la capacité calorifique.
Telles qu’utilisées ici, T30, T40 et T41, ainsi que toutes les autres pressions et températures numérotées, sont définies à l’aide de la numérotation de postes répertoriée dans la norme SAE AS755, en particulier :
• T30 = Température Totale à la Sortie du Compresseur Haute Pression (HPC) ;
• T40 = Température Totale à la Sortie de la Chambre de Combustion ;
• T41 = Température Totale à l’Entrée du Rotor de la Turbine Haute Pression (HPT).
Capteur piézoélectrique
Détermination des caractéristiques du carburant lors du ravitaillement en utilisant un capteur piézoélectrique :
En référence à la , un exemple d’un système de détermination de caractéristiques de carburant 114 est illustré, situé à bord d’aéronef 1. Le système de détermination de caractéristiques de carburant 114 dans cet exemple est agencé pour déterminer une ou plusieurs caractéristiques de carburant du carburant F chargé sur l’aéronef 1, ces caractéristiques étant l’une de celles décrites ou revendiquées ici.
D’autres détails du système de détermination de caractéristiques de carburant 114 sont illustrés sur la . Le système de détermination de caractéristiques de carburant 114 comprend généralement un capteur 115, qui comprend un cristal piézoélectrique 116. Le cristal piézoélectrique 116 est agencé de sorte qu’il soit exposé au carburant F, qui s’écoule à travers le capteur 115. Dans le présent exemple, le carburant chargé sur l’aéronef 1 passe à travers le capteur 115 de sorte que le cristal piézoélectrique 116 soit exposé au carburant. Le capteur 115 comprend une entrée de carburant 115a et une sortie de carburant 115b, et un conduit de carburant 115c agencé en communication fluidique entre eux. Dans le présent exemple, le capteur 115 est situé à bord de l’aéronef 1 et est agencé pour recevoir le carburant F s’écoulant à travers la conduite de transmission de carburant 63, c’est-à-dire le carburant s’écoulant de l’orifice de raccordement de conduite de carburant 62 vers les réservoirs de carburant 53, 55. Dans le présent exemple, le capteur 115 est agencé de sorte que tout le carburant s’écoulant à travers la conduite de transmission 63 soit introduit dans l’entrée de capteur 115a, s’écoule à travers le conduit de carburant 115c et sorte via la sortie de carburant 115b pour continuer vers les réservoirs de carburant (c’est-à-dire le capteur est relié en série entre l’orifice de raccordement de conduite de carburant 62 et les réservoirs de carburant). Dans d’autres exemples, le capteur 115 peut être relié en parallèle de sorte que seule une partie du carburant soit redirigée depuis la conduite de transmission 63, s’écoule à travers le capteur, puis soit renvoyée vers la conduite de transmission de carburant 63 ou vers les réservoirs de carburant.
Le capteur 115 est agencé pour mesurer un paramètre de vibration du cristal piézoélectrique 116. Le paramètre de vibration peut être un mode vibratoire du cristal piézoélectrique tel qu’une fréquence de résonance à laquelle le cristal oscille. Dans le présent exemple, le capteur comprend un module de mesure de fréquence de résonance 116a agencé pour mesurer une fréquence de résonance du cristal en appliquant une tension à une électrode à proximité ou sur le cristal 116. Cela provoque la distorsion du cristal 116 dans un champ électrique créé par la tension. Une fois le champ supprimé, le cristal piézoélectrique 116 génère un champ électrique lorsqu’il revient à sa forme précédente, générant une tension. Il en résulte que le cristal se comporte comme un circuit RLC, composé d’une inductance, d’un condensateur et d’une résistance avec une fréquence de résonance correspondante comme cela serait connu dans l’art.
Les inventeurs ont déterminé que la fréquence de résonance du cristal 116 varie selon des dépôts formés à sa surface par le carburant auquel il est exposé. En mesurant la fréquence de résonance ou un autre paramètre de vibration (ou son changement dans le temps), la quantité de dépôt de surface sur la surface de cristal peut être déterminée. Dans le présent exemple, le système de détermination de caractéristiques de carburant 114 comprend en outre un module de détermination de caractéristiques de carburant 117 agencé pour déterminer une ou plusieurs caractéristiques de carburant du carburant sur la base du paramètre de vibration. Le module de détermination de caractéristiques de carburant 117 reçoit le paramètre de vibration du capteur 115 de sorte qu’une ou plusieurs caractéristiques de carburant puissent être calculées.
Dans certains exemples, les dépôts de surface peuvent être éliminés entre différentes utilisations du système de détermination de caractéristiques de carburant, par exemple, en exposant le cristal à un type de carburant différent qui élimine tout dépôt de la surface du cristal. Dans d’autres exemples, le capteur peut comprendre des moyens pour nettoyer la surface du cristal piézoélectrique, ou des moyens pour permettre le remplacement du cristal, entre les utilisations (par exemple entre les vols de l’aéronef). Cela peut permettre de déterminer les caractéristiques du carburant pour chaque utilisation de l’aéronef. Dans encore d’autres exemples, les dépôts de surface peuvent ne pas être éliminés entre les utilisations, auquel cas le capteur 115 est agencé pour déterminer un changement maximal du paramètre vibratoire depuis que le cristal piézoélectrique a été nettoyé, réinitialisé ou remplacé pour la dernière fois. Cela peut permettre de déterminer une accumulation de dépôts de surface sur plusieurs utilisations de l’aéronef (par exemple, plusieurs vols).
Par exemple, une caractéristique de carburant déterminée sur la base du paramètre vibratoire peut comprendre une teneur en oxygène du carburant, une stabilité thermique du carburant et/ou un niveau de cokéfaction du carburant. La quantité de dépôt de surface formée et détectée sur le cristal piézoélectrique dépendra de ces caractéristiques/propriétés du carburant permettant de les déterminer sur la base de la mesure du paramètre vibratoire. Dans d’autres exemples, d’autres caractéristiques de carburant peuvent être déterminées ou déduites sur la base des paramètres vibratoires mesurés ou d’autres caractéristiques de carburant déterminées à partir des paramètres vibratoires. Par exemple, la distribution d’hydrocarbures du carburant, le pourcentage de SAF dans le carburant ou la teneur en hydrocarbures aromatiques dans le carburant (par exemple le pourcentage en masse ou en volume) peuvent être déterminés.
Le module de détermination de caractéristiques de carburant 117 est agencé pour transmettre la ou les plusieurs caractéristiques de carburant déterminées au régulateur électronique moteur EEC 42 (ou à un autre système de commande de l’aéronef). Dans certains exemples, le module de détermination 117 peut faire partie de l’EEC 42 d’un ou plusieurs des moteurs à turbine à gaz de l’aéronef. Une fois reçues au niveau de l’EEC, les caractéristiques de carburant peuvent être utilisées pour fournir des informations sur le carburant qui est fourni des réservoirs de carburant au moteur de sorte que le fonctionnement du/des moteur(s) à turbine à gaz puisse être adapté en conséquence. Dans encore d’autres exemples, le module de détermination 117 peut faire partie de l’unité de capteur 115, qui est en communication avec l’EEC.
Afin de déterminer la ou les plusieurs caractéristiques de carburant, le module de détermination 117 peut être agencé pour comparer un paramètre vibratoire mesuré à une table de consultation de valeurs de paramètre vibratoire attendues de carburants avec des caractéristiques de carburant connues pour déterminer les caractéristiques correspondantes du carburant auquel le cristal a été exposé. Cela peut permettre de déterminer une plage de caractéristiques de carburant sur la base d’une mesure du dépôt de surface formé sur le cristal piézoélectrique. Dans encore d’autres exemples, le module de détermination peut déterminer un niveau de dépôt de surface formé sur le cristal en utilisant la fréquence de résonance mesurée du cristal, puis comparer le niveau de dépôt de surface déterminé à des valeurs dans une table de consultation. L’homme du métier comprendra que cela revient à comparer la fréquence de résonance.
Dans certains exemples, une valeur absolue des paramètres de vibration peut être mesurée et utilisée par le module de détermination 117 pour déterminer la ou les plusieurs caractéristiques de carburant. Dans d’autres exemples, un changement du paramètre vibratoire peut être utilisé. Par exemple, un écart par rapport à une valeur attendue si aucun dépôt de surface n’est présent peut être mesuré, ou un changement du paramètre de vibration dans le temps peut être mesuré. Cela peut permettre de mesurer une lente accumulation de dépôts de surface sur le cristal et de l’utiliser pour déduire la ou les plusieurs caractéristiques de carburant. En utilisant cette méthode, les caractéristiques du carburant utilisé par l’aéronef sur une longue période de temps peuvent être déterminées.
Le module de détermination 117 peut en outre baser la détermination des caractéristiques de carburant sur un ou plusieurs paramètres de performances du moteur ou de l’aéronef. Cela peut comprendre une température du carburant à laquelle la surface du cristal piézoélectrique a été exposée. Cela peut permettre aux paramètres vibratoires attendus formés par des carburants de caractéristiques connues à des températures connues d’être comparés aux données mesurées afin de déterminer les caractéristiques de carburant. Dans d’autres exemples, d’autres paramètres de fonctionnement peuvent être utilisés par le module de détermination 117 afin qu’une caractéristique de carburant pertinente puisse être déterminée de manière fiable.
Dans les exemples décrits ci-dessus, le système de détermination de caractéristiques de carburant 114 est situé à bord de l’aéronef 1 de sorte que le carburant dans la conduite de transmission de carburant 63 s’écoule à travers celui-ci avant d’atteindre les réservoirs de carburant 53, 55. Dans d’autres exemples, le système de détermination de caractéristiques de carburant 114 peut être agencé pour utiliser le carburant à l’intérieur de, ou échantillonné à partir de, l’un des réservoirs de carburant 53, 55. Dans un tel exemple, le capteur 115 peut être situé dans le réservoir de carburant de sorte que le carburant puisse être exposé au cristal piézoélectrique 116. Le capteur peut donc comprendre un cristal piézoélectrique monté sur une paroi intérieure du réservoir de carburant de sorte qu’il soit exposé au carburant à l’intérieur du réservoir. Dans d’autres exemples, le carburant peut être échantillonné à partir d’un réservoir de carburant à bord de l’aéronef et traverser le capteur 115.
Dans d’autres exemples, le système de détermination de caractéristiques de carburant 114, ou au moins une partie de celui-ci, peut être situé séparément de l’aéronef 1. Par exemple, il peut être inclus dans la conduite de chargement de carburant 61 afin qu’il puisse détecter les propriétés du carburant avant qu’il n’atteigne l’aéronef. Dans certains exemples, le capteur 115 peut être situé dans la conduite de chargement de carburant, ou ailleurs séparément de l’aéronef 1, et agencé pour transmettre un paramètre vibratoire à un module de détermination 117 situé à bord de l’aéronef 1, où il peut être communiqué à un module de commande du moteur (par exemple l’EEC) ou de l’aéronef. Dans encore d’autres exemples, le système de détermination de caractéristiques de carburant 114 peut être situé entièrement à l’extérieur de l’aéronef. Dans un tel exemple, le module de détermination de caractéristiques de carburant 117 peut déterminer une caractéristique de carburant qui est ensuite communiquée à l’aéronef 1 (par exemple à un module de commande des moteurs ou aux moteurs 10). Dans cet exemple, une liaison de transfert de données peut être fournie (par exemple, une connexion de données sans fil ou filaire) et peut être utilisée pour communiquer les caractéristiques de carburant à l’aéronef à partir du système de détermination de caractéristiques de carburant 114. Dans certains exemples, le transfert de données peut être effectué manuellement par un utilisateur, par exemple, un technicien ou un autre opérateur du système peut obtenir les caractéristiques de carburant à partir du système de détermination 114 et les fournir manuellement à un module de commande à bord de l’aéronef.
Détermination des caractéristiques du carburant dans le moteur en utilisant un capteur piézoélectrique
La illustre un autre exemple du système de détermination de caractéristiques de carburant 114 décrit ci-dessus. Le système de détermination de caractéristiques de carburant de la comprend de manière similaire un capteur 115 et un module de détermination de caractéristiques de carburant 117 agencé pour mesurer une ou plusieurs caractéristiques de carburant sur la base d’un paramètre vibratoire (par exemple, la fréquence de résonance) d’un cristal piézoélectrique exposé au carburant à l’intérieur du capteur. Dans cet exemple, le système de détermination de caractéristiques de carburant 114 est agencé pour mesurer les effets de l’exposition du cristal piézoélectrique 116 au carburant pendant le fonctionnement du moteur à turbine à gaz 10.
La représente une vue schématique d’une partie du circuit de carburant de l’aéronef et de l’équipement de combustion 16 du moteur à turbine à gaz 10. L’équipement de combustion 16 comprend une pluralité d’injecteurs de carburant (non représentés sur la ) agencés pour injecter du carburant dans une chambre de combustion tubulaire. Le carburant est fourni à l’équipement de combustion 16 par un régulateur de distribution de carburant 107 sous la commande de l’EEC 42. Le carburant est distribué au régulateur de distribution de carburant 107 par une pompe à carburant 108 à partir d’une source de carburant 109 à bord de l’aéronef 1 (par exemple un ou plusieurs réservoirs de carburant 53, 55 comme décrit ci-dessus). Le régulateur de distribution de carburant 107 et l’équipement de combustion 16 peuvent être de conception connue, et peuvent être agencés pour une combustion étagée (à mélange pauvre) ou une combustion à mélange riche.
Dans cet exemple, un paramètre vibratoire est mesuré pour le carburant lorsqu’il est utilisé par le moteur. Le capteur 115 dans cet exemple est agencé pour mesurer l’effet du carburant exposé au cristal piézoélectrique 116 à n’importe quel point dans le circuit de carburant à bord de l’aéronef qui est en amont de l’équipement de combustion 16 (par exemple en amont des injecteurs de carburant de l’équipement de combustion 16) et en aval de la source de carburant 109 à partir de laquelle le carburant est fourni (par exemple en aval du ou des plusieurs réservoirs de carburant 53, 55 formant la source de carburant). Dans certains exemples, le capteur 115 est situé en un point à l’intérieur du circuit de carburant de moteur, tel que dans un conduit de carburant à l’intérieur ou faisant partie du moteur à turbine à gaz 10 (plutôt que d’être sur l’aéronef 1 sur lequel le moteur à turbine à gaz 10 est monté). Dans certains exemples, il est situé en un point immédiatement avant que le carburant n’entre dans la chambre de combustion 16. Dans encore d’autres exemples, le capteur 115 est situé en un point à l’intérieur du circuit d’alimentation en carburant d’aéronef, par exemple, avant qu’il n’entre dans une partie du moteur à turbine à gaz 10.
Dans l’exemple décrit ici, le circuit de carburant de moteur comprend en outre un système de gestion de chaleur ayant un échangeur de chaleur 118. L’échangeur de chaleur est agencé pour transférer de la chaleur entre le carburant et un système d’huile du moteur, par exemple, transférer de la chaleur du système d’huile dans le carburant afin de refroidir l’huile et de réchauffer le carburant. Comme illustré sur la , le capteur 115 est situé dans le circuit de carburant de moteur à un point auquel le carburant a été chauffé par l’échangeur de chaleur 118 pendant le fonctionnement du moteur à turbine à gaz 10. Les inventeurs ont observé que pendant le fonctionnement du moteur 10 le chauffage du carburant peut entraîner une dégradation thermique du carburant qui provoque la formation de dépôts sur la surface du cristal piézoélectrique 116. Par exemple, la cokéfaction du carburant peut se produire lorsque le carburant est chauffé par l’échangeur de chaleur du moteur pour assurer le refroidissement. Les inventeurs ont déterminé que la quantité de dépôt formé, et donc les paramètres vibratoires du cristal, dépendent de la susceptibilité du carburant à la dégradation thermique. Comme la susceptibilité du carburant à la dégradation thermique varie entre les différents carburants, une mesure sensible à la dégradation thermique peut être utilisée pour déterminer les caractéristiques du carburant utilisé par le moteur. Par exemple, la teneur en SAF du carburant peut être déterminée, étant donné qu’un carburant riche en SAF peut être associé à un degré inférieur de dégradation thermique. Dans le présent exemple, le système de détermination de caractéristiques de carburant est donc agencé pour déterminer les caractéristiques du carburant sur la base du niveau mesuré de dégradation thermique du carburant.
Dans l’exemple de la , le module de détermination de caractéristiques de carburant 117 est agencé pour comparer le paramètre vibratoire mesuré (par exemple la fréquence de résonance) ou le niveau de dépôt de surface à une table de consultation de valeurs correspondant à celles attendues pour des carburants de caractéristiques connues. Le module de détermination de caractéristiques de carburant 117 peut en outre baser la comparaison avec la table de consultation sur une température du carburant à laquelle le cristal piézoélectrique est exposé avec des valeurs de température dans la table de consultation auxquelles les changements des paramètres de vibration sont attendus pour des caractéristiques de carburant connues. Ainsi, le dépôt de surface mesuré se produisant à une certaine température peut être référencé dans la table de consultation par rapport à celui d’un carburant connu à la même température ou à une température similaire.
Dans les exemples actuellement décrits, le module de détermination de caractéristiques de carburant 117 est agencé pour déterminer la ou les plusieurs caractéristiques de carburant sur la base uniquement du paramètre de vibration déterminé du cristal piézoélectrique 116. Dans d’autres exemples, le module de détermination 117 peut être agencé pour combiner les informations de paramètre de vibration avec des entrées provenant d’autres capteurs ou d’autres procédés de détermination de caractéristiques de carburant divulgués ici. Cela peut permettre de déduire une plus grande plage de types de caractéristique de carburant ou améliorer la précision de la détermination de caractéristiques de carburant.
La illustre un procédé 1014 de détermination d’une ou plusieurs caractéristiques de carburant d’un carburant d’aviation approprié pour alimenter un moteur à turbine à gaz d’un aéronef qui peut être réalisé par les systèmes de détermination de caractéristiques de carburant 114 représentés sur les Figures 5, 6 et 7. Le procédé 1014 comprend l’exposition 1015 de la surface d’un cristal piézoélectrique au combustible ; la mesure 1016 d’un paramètre de vibration du cristal piézoélectrique ; et la détermination 1017 d’une ou plusieurs caractéristiques de carburant du carburant sur la base du paramètre de vibration. L’une des caractéristiques décrites ci-dessus en relation avec les Figures 5, 6 et 7 peut être incorporée dans le procédé de la , et ne sera donc pas répétée ici.
Capteur de gonflement de joint d’étanchéité
Détermination des caractéristiques du carburant lors du ravitaillement en utilisant un capteur de gonflement
En référence à la , un autre exemple d’un système de détermination de caractéristiques de carburant 119 est illustré, situé à bord de l’aéronef 1. Le système de détermination de caractéristiques de carburant 119 dans cet exemple est agencé pour déterminer une ou plusieurs caractéristiques de carburant du carburant F chargé sur l’aéronef 1, ces caractéristiques étant l’une de celles décrites ou revendiquées ici.
D’autres détails du système de détermination de caractéristiques de carburant 119 sont illustrés sur la . Le système de détermination de caractéristiques de carburant 119 comprend généralement un dispositif de détection 120 qui est situé dans le circuit de carburant de l’aéronef. Le dispositif de détection 120 comprend un composant de capteur 121 formé à partir d’un matériau d’étanchéité. Dans certains exemples tels que décrits ultérieurement, le matériau d’étanchéité est formé à partir du même matériau qu’un ou plusieurs joints d’étanchéité prévus dans le circuit d’alimentation en carburant. Le ou les plusieurs joints d’étanchéité sont exposés au carburant pendant l’utilisation du circuit de carburant de l’aéronef, et sont configurés pour gonfler au contact du carburant. Dans d’autres exemples, le matériau d’étanchéité peut être différent de ceux utilisés ailleurs dans le circuit de carburant de l’aéronef ou du moteur. Le matériau d’étanchéité peut être un matériau d’étanchéité en nitrile (par exemple, caoutchouc nitrile ou Buna-N). Les joints d’étanchéité peuvent être n’importe quels joints d’étanchéité qui sont exposés au carburant dans le circuit de carburant de l’aéronef.
Dans le présent exemple, le carburant chargé sur l’aéronef passe à travers le dispositif de détection 120 et est exposé au composant de capteur 121. Le dispositif de détection 120 comprend une entrée de carburant 120a et une sortie de carburant 120b, et un conduit de carburant 120c agencé en communication fluidique entre elles. Dans le présent exemple, le dispositif de détection 120 est situé à bord de l’aéronef et est agencé pour recevoir le carburant s’écoulant à travers la conduite de transmission de carburant 63, c’est-à-dire le carburant s’écoulant de l’orifice de raccordement de conduite de carburant 62 vers les réservoirs de carburant 53, 55. Le capteur est agencé de sorte que tout le carburant s’écoulant à travers la conduite de transmission 63 soit introduit dans l’entrée 120a, s’écoule à travers le conduit de carburant 120c, et sorte via la sortie de carburant 120b pour continuer vers les réservoirs de carburant (c’est-à-dire que le dispositif de détection est relié en série entre l’orifice de raccordement de conduite de carburant 62 et les réservoirs de carburant). Dans d’autres exemples, le dispositif de détection 120 peut être relié en parallèle de sorte que seule une partie du carburant soit redirigée depuis la conduite de transmission 63, s’écoule à travers le dispositif de détection 120, puis soit renvoyée vers la conduite de transmission de carburant 63 ou vers les réservoirs de carburant.
Le système de détermination de caractéristiques de carburant comprend en outre un capteur 122 agencé pour mesurer un paramètre de gonflement du matériau d’étanchéité à partir duquel est réalisé le composant de capteur 121. Le paramètre de gonflement indique le degré auquel le matériau d’étanchéité a changé de forme et/ou de taille en réponse à l’exposition du carburant F à sa surface. Les inventeurs ont déterminé que le degré de gonflement du composant de capteur 121 varie selon les propriétés du carburant F auquel il est exposé. Par exemple, le matériau d’étanchéité à partir duquel est réalisé le composant de capteur 121 peut se dilater ou se contracter selon les caractéristiques du carburant. En mesurant la dilatation ou la contraction du matériau d’étanchéité (ou son changement dans le temps), diverses propriétés du carburant F peuvent être déterminées sur la base du paramètre de gonflement correspondant.
En se référant à nouveau à la , le composant de capteur 121 du présent exemple est monté de manière fixe dans le dispositif de détection 120 via une structure de fixation 123a. Comme on peut le voir schématiquement sur la , une partie du composant de capteur 121 est couplée de manière fixe au dispositif de détection 120 de sorte qu’il soit libre de se dilater ou de se contracter en réponse à l’exposition au carburant. Le capteur 122 comprend en outre une jauge 123b par rapport à laquelle le matériau d’étanchéité est monté de manière fixe. Dans le présent exemple, la jauge 123b est montée de manière fixe dans le dispositif de détection 120 via une structure de fixation de jauge 123c. La jauge 123b est agencée pour détecter le mouvement d’une partie du composant de capteur 121 résultant de sa dilatation ou de sa contraction. La jauge 123b peut être un dispositif de détection de pression agencé pour détecter une pression exercée dessus par le composant de capteur 121. Comme on peut le voir sur la , le composant de capteur est contraint entre la structure de fixation 123a et la jauge 123b de sorte que tout changement de sa taille se traduira par un changement de la pression appliquée à la jauge 123b.
Dans d’autres exemples, d’autres procédés de détection de la dilatation ou de la contraction du composant de capteur 121 peuvent être utilisés. Par exemple, la jauge peut être agencée pour détecter un changement de forme physique du composant de capteur. La jauge peut, par exemple, être agencée pour détecter un changement de la position physique d’une surface non contrainte du composant de capteur afin de déterminer le niveau de dilatation ou de contraction.
Le système de détermination de caractéristiques de carburant 119 du présent exemple comprend en outre un module de détermination de caractéristiques de carburant 124 agencé pour déterminer une ou plusieurs caractéristiques de carburant du carburant F sur la base du paramètre de gonflement. Le module de détermination de caractéristiques de carburant 124 reçoit le paramètre de gonflement du capteur 122 de sorte que la ou les plusieurs caractéristiques de carburant puissent être calculées.
Le système de détermination de caractéristiques de carburant 119 du présent exemple peut être agencé pour déterminer une ou plusieurs des caractéristiques de carburant définies ou revendiquées ici sur la base du paramètre de gonflement. Par exemple, le système de détermination de caractéristiques de carburant 119 peut être agencé pour déterminer une distribution d’hydrocarbures du carburant, par exemple une propriété liée à la teneur en hydrocarbures aromatiques du carburant. La ou les plusieurs caractéristiques de carburant déterminées peuvent donc comprendre le pourcentage en masse ou en volume de composés d’hydrocarbures aromatiques dans le carburant. Les inventeurs ont déterminé que la teneur en composés aromatiques du carburant est liée au gonflement du matériau d’étanchéité, différents niveaux de composés aromatiques entraînant différents niveaux de gonflement. La mesure du paramètre de gonflement peut donc être utilisée pour déterminer la teneur en composés aromatiques du carburant. D’autres caractéristiques de carburant peuvent cependant être déterminées sur la base du paramètre de gonflement. Par exemple, d’autres caractéristiques de carburant telles que le pourcentage de carburant d’aviation durable présent dans le carburant peuvent être déterminées (par exemple en étant déduites de la teneur en composés aromatiques, ou en raison du changement de taille du matériau d’étanchéité qui en résulte par rapport à un carburant de caractéristiques connues). Dans d’autres exemples, la caractéristique de carburant peut être la teneur en cycloparaffines du carburant.
Le module de détermination de caractéristiques de carburant 124 est agencé pour transmettre la ou les plusieurs caractéristiques de carburant déterminées au régulateur électronique moteur EEC 42 (ou à un autre module de commande de l’aéronef). Dans certains exemples, le module de détermination 124 peut faire partie de l’EEC 42 de l’un quelconque ou plusieurs des moteurs à turbine à gaz de l’aéronef. Une fois reçues au niveau de l’EEC, les caractéristiques de carburant peuvent être utilisées pour fournir des informations sur le carburant qui est fourni des réservoirs de carburant au moteur de sorte que le fonctionnement du/des moteur(s) à turbine à gaz puisse être adapté en conséquence. Dans encore d’autres exemples, le module de détermination 124 peut faire partie du dispositif de détection 120, qui est en communication avec l’EEC.
Afin de déterminer la ou les plusieurs caractéristiques de carburant, le module de détermination 124 peut être agencé pour comparer un paramètre de gonflement à une table de consultation de valeurs de paramètre de gonflement attendues de carburants avec des caractéristiques de carburant connues pour déterminer les caractéristiques correspondantes du carburant auquel le composant de capteur a été exposé. Cela peut permettre de déterminer une variété de caractéristiques de carburant.
Dans certains exemples, une valeur absolue des paramètres de gonflement peut être mesurée et utilisée par le module de détermination 124 pour déterminer la ou les plusieurs caractéristiques de carburant. Dans d’autres exemples, un changement du paramètre de gonflement peut être utilisé. Par exemple, un écart par rapport à une valeur attendue peut être mesuré, ou un changement du paramètre de gonflement dans le temps peut être mesuré. Cela peut permettre de mesurer et d’utiliser un changement lent de la dilatation ou de la contraction du matériau d’étanchéité pour déterminer la ou les plusieurs caractéristiques de carburant. En utilisant cette méthode, les caractéristiques du carburant utilisé par l’aéronef sur une longue période de temps peuvent être déterminées.
Dans les exemples décrits ci-dessus, le système de détermination de caractéristiques de carburant 119 est situé à bord de l’aéronef 1 de sorte que le carburant dans la conduite de transmission de carburant 63 s’écoule à travers celui-ci avant d’atteindre les réservoirs de carburant 53, 55. Dans d’autres exemples, le système de détermination de caractéristiques de carburant 119 peut être agencé pour utiliser le carburant à l’intérieur de, ou échantillonné à partir de, l’un des réservoirs de carburant 53, 55. Dans un tel exemple, le dispositif de détection 120 peut être situé dans le réservoir de carburant de sorte que le carburant puisse être exposé au composant de capteur 121. Le dispositif de détection peut donc comprendre le composant de capteur monté sur une paroi intérieure du réservoir de carburant de sorte qu’il soit exposé au carburant à l’intérieur du réservoir. Dans un tel exemple, la structure d’entrée 120a, de sortie 120b et de conduit 120c peut ne pas être nécessaire. La structure de fixation 123a, la structure de fixation de jauge 123c et la jauge 123b peuvent cependant encore être prévues. Dans d’autres exemples, le carburant peut être échantillonné à partir du réservoir et passer à travers le dispositif de détection 120.
Dans d’autres exemples, le système de détermination de caractéristiques de carburant 119, ou au moins une partie de celui-ci, peut être situé séparément de l’aéronef 1. Par exemple, il peut être inclus dans la conduite de chargement de carburant 61 afin qu’il puisse détecter les propriétés du carburant avant qu’il n’atteigne l’aéronef. Dans certains exemples, le dispositif de détection 120 peut être situé dans la conduite de chargement de carburant, ou ailleurs séparément de l’aéronef 1, et agencé pour transmettre un paramètre de gonflement à un module de détermination de caractéristiques de carburant 124 situé à bord de l’aéronef 1, où il peut être en communication avec un module de commande du moteur (par exemple l’EEC) ou de l’aéronef. Dans encore d’autres exemples, le système de détermination de caractéristiques de carburant 119 peut être situé entièrement à l’extérieur de l’aéronef. Dans un tel exemple, le module de détermination de caractéristiques de carburant 124 peut déterminer une caractéristique de carburant qui est ensuite communiquée à l’aéronef 1 (par exemple à un module de commande des moteurs ou aux moteurs 10). Dans cet exemple, une liaison de transfert de données peut être fournie (par exemple, une connexion de données sans fil ou filaire) et peut être utilisée pour communiquer les caractéristiques de carburant à l’aéronef à partir du système de détermination de caractéristiques de carburant 119. Dans certains exemples, le transfert de données peut être effectué manuellement par un utilisateur, par exemple, un technicien ou un autre opérateur du système peut obtenir les caractéristiques de carburant à partir du système de détermination de caractéristiques de carburant 119 et les fournir manuellement à un module de commande à bord de l’aéronef.
Détermination des caractéristiques du carburant pendant le fonctionnement du moteur en utilisant un capteur de gonflement
La illustre un autre exemple du système de détermination de caractéristiques de carburant 119 décrit ci-dessus. Le système de détermination de caractéristiques de carburant de la comprend de manière similaire un dispositif de détection 120 et un module de détermination 124 agencés pour mesurer une ou plusieurs caractéristiques de carburant sur la base d’un paramètre de gonflement. Le paramètre de gonflement est déterminé en mesurant la dilatation ou la contraction d’un composant de capteur exposé au carburant dans le dispositif de détection 120. Dans cet exemple, le système de détermination de caractéristiques de carburant 119 est agencé pour mesurer les effets de l’exposition du carburant au composant de capteur 121 pendant le fonctionnement du moteur à turbine à gaz 10.
La représente une vue schématique d’une partie du circuit de carburant de l’aéronef et de l’équipement de combustion 16 du moteur à turbine à gaz 10. L’équipement de combustion 16 comprend une pluralité d’injecteurs de carburant (non représentés sur la ) agencés pour injecter du carburant dans une chambre de combustion tubulaire. Le carburant est fourni à l’équipement de combustion 16 par un régulateur de distribution de carburant 107 sous la commande de l’EEC 42. Le carburant est distribué au régulateur de distribution de carburant 107 par une pompe à carburant 108 à partir d’une source de carburant 109 à bord de l’aéronef 1 (par exemple un ou plus de réservoirs de carburant comme décrit ci-dessus). Le régulateur de distribution de carburant 107 et l’équipement de combustion 16 peuvent être de conception connue, et peuvent être agencés pour une combustion étagée (à mélange pauvre) ou une combustion à mélange riche.
Dans cet exemple, un paramètre de gonflement est mesuré pour le carburant lorsqu’il est utilisé par le moteur. Le dispositif de détection 120 dans cet exemple est agencé pour mesurer l’effet du carburant exposé au composant de capteur 121 à tout point dans le circuit de carburant de l’aéronef qui est en amont de l’équipement de combustion 16 (par exemple en amont des injecteurs de carburant de l’équipement de combustion 16) et en aval de la source de carburant 109 à partir de laquelle le carburant est fourni (par exemple en aval du ou des plusieurs réservoirs de carburant 53, 55 formant la source de carburant). Dans certains exemples, le dispositif de détection 120 est situé en un point à l’intérieur du circuit de carburant de moteur tel que dans un conduit de carburant à l’intérieur ou faisant partie du moteur à turbine à gaz 10 (plutôt que d’être sur l’aéronef 1 sur lequel le moteur à turbine à gaz 10 est monté). Dans certains exemples, il est situé en un point immédiatement avant la combustion du combustible (par exemple, immédiatement avant d’entrer dans la chambre de combustion). Dans encore d’autres exemples, le dispositif de détection 120 est situé en un point à l’intérieur du circuit d’alimentation en carburant d’aéronef, par exemple avant qu’il n’entre dans une partie du moteur à turbine à gaz 10.
Dans l’exemple représenté sur la , le dispositif de détection 120 est agencé de sorte que tout le carburant s’écoulant vers la chambre de combustion passe à travers celui-ci (par exemple, il est agencé en série). Dans d’autres exemples, seule une partie du carburant peut passer à travers le dispositif de détection 120. Par exemple, le dispositif de détection peut être situé dans la conduite de purge du circuit de carburant au niveau de laquelle le carburant est échantillonné depuis l’alimentation en carburant vers la chambre de combustion (par exemple avant ou après le mélange de carburant).
Dans les exemples actuellement décrits (par exemple, comme représenté sur les Figures 9, 10 et 11), le module de détermination de caractéristiques de carburant 124 est agencé pour déterminer la ou les plusieurs caractéristiques de carburant sur la base uniquement du paramètre de gonflement déterminé du composant de matériau d’étanchéité 121. Dans d’autres exemples, le module de détermination 124 peut être agencé pour combiner les informations de paramètre de gonflement avec des entrées provenant d’autres capteurs ou d’autres procédés de détermination de caractéristiques de carburant divulgués ici. Cela peut permettre de déduire une plus grande plage de types de caractéristique de carburant, ou d’améliorer la précision de la détermination des caractéristiques de carburant.
Dans l’un des exemples décrits ci-dessus, le système de détermination de caractéristiques de carburant est agencé pour générer un signal d’alerte si le paramètre de gonflement est au-delà d’un seuil d’alerte ou en dehors d’une plage acceptable, c’est-à-dire au-dessus d’un premier seuil supérieur ou en dessous d’un deuxième seuil inférieur. Le signal d’alerte peut être généré par le module de détermination de caractéristiques de carburant 124, ou peut être généré au niveau du capteur 122. Le signal d’alerte peut être généré sur la base d’une comparaison avec un seuil d’alerte, par exemple, si le paramètre de gonflement dépasse ou est inférieur au seuil d’alerte. Par exemple, si le paramètre de gonflement indique que le gonflement du matériau est tombé en dessous d’un seuil de sécurité, le signal d’alerte peut être généré pour indiquer que les joints d’étanchéité réalisés du même matériau ou d’un matériau similaire à bord de l’aéronef peuvent se contracter à un degré qui affecterait leur capacité d’étanchéité. Cela peut être utilisé pour fournir une indication qu’il existe un risque d’étanchéité insuffisante par des joints d’étanchéité qui reposent sur un gonflement de la taille lors de l’exposition au carburant pendant l’utilisation.
La illustre un procédé 1021 de détermination d’une ou plusieurs caractéristiques de carburant d’un carburant d’aviation approprié pour alimenter un moteur à turbine à gaz d’un aéronef. Le procédé 1021 peut être réalisé par les systèmes de détermination de caractéristiques de carburant 119 représentés sur les Figures 9, 10 et 11. Le procédé 1021 comprend l’exposition 1022 de la surface d’un composant formé à partir d’un matériau d’étanchéité en nitrile (par exemple, le composant de capteur 121) ; la mesure 1023 d’un paramètre de gonflement du matériau d’étanchéité ; et la détermination 1024 d’une ou plusieurs caractéristiques de carburant du carburant sur la base du paramètre de gonflement. Le procédé peut en outre comprendre la génération 1024a d’un signal d’alerte si le paramètre de gonflement est en dehors d’un seuil d’alerte (par exemple au-dessus ou en dessous du seuil). L’une des caractéristiques décrites ci-dessus en relation avec les Figures 9, 10 et 11 peut être utilisée dans le procédé 1021, et ne sera donc pas répétée ici.
Comme discuté plus généralement ci-dessous, le procédé 1021 de détermination d’une ou plusieurs caractéristiques de carburant peut faire partie d’un procédé de fonctionnement d’un aéronef 1065. Dans un tel procédé, l’aéronef, ou plus précisément un moteur à turbine à gaz monté sur l’aéronef, fonctionne selon la ou les plusieurs caractéristiques de carburant déterminées en utilisant le procédé 1021. Dans certains exemples, le fonctionnement de l’aéronef selon les caractéristiques de carburant peut comprendre la fourniture d’un carburant ayant au moins une caractéristique différente de celles mesurées à la chambre de combustion du moteur à turbine à gaz. Cela peut être effectué par ravitaillement en utilisant un carburant ayant des caractéristiques différentes la prochaine fois que l’aéronef est ravitaillé, ou peut comprendre la commande de l’alimentation en carburant à partir de différentes sources de carburant à bord de l’aéronef. Par exemple, un carburant provenant d’un réservoir de carburant alternatif contenant un carburant d’une caractéristique différente peut être utilisé, ou un mélange différent de carburants peut être utilisé à partir de deux sources différentes ou plus.
L’alimentation en un carburant ayant une caractéristique différente peut comprendre : la fourniture d’un carburant ayant une teneur en composés aromatiques relativement plus élevée par rapport à laquelle les caractéristiques de carburant ont été déterminées ; ii) la fourniture d’un carburant ayant une teneur en SAF inférieure par rapport à laquelle les caractéristiques de carburant ont été déterminées ; et/ou iii) la fourniture d’un carburant kérosène fossile. Cela peut permettre l’utilisation d’un carburant provoquant une plus grande dilatation du matériau d’étanchéité, ce qui peut améliorer les performances d’autres joints d’étanchéité prévus dans le circuit de carburant de l’aéronef en augmentant leur réponse de gonflement au carburant. Dans d’autres exemples, d’autres paramètres de fonctionnement de l’aéronef ou du moteur à turbine à gaz peuvent être modifiés en réponse aux caractéristiques de carburant déterminées.
Détermination des caractéristiques du carburant en utilisant un composant de capteur réalisé d’un matériau correspondant à celui d’autres joints d’étanchéité à bord de l’aéronef :
Dans les exemples décrits ci-dessus, le matériau d’étanchéité du composant de capteur 121 est un matériau d’étanchéité en nitrile. Le matériau spécifique choisi pour être utilisé comme capteur peut être indépendant de tout autre type de matériau d’étanchéité utilisé à bord de l’aéronef. Le matériau peut donc être choisi selon une réponse souhaitée à certaines caractéristiques de carburant à déterminer. Dans d’autres exemples, cependant, le matériau d’étanchéité n’est pas limité à un type spécifique de matériau, mais est choisi de sorte qu’il soit le même que le matériau d’un ou plusieurs joints d’étanchéité qui sont utilisés à bord de l’aéronef.
Un exemple dans lequel le matériau d’étanchéité correspond à celui de l’aéronef est illustré sur la . Les caractéristiques communes aux Figures 9, 10 et 11 sont étiquetées en conséquence. Un système de propulsion 10a pour un aéronef est illustré, ayant des moteurs à turbine à gaz 10 et un circuit de carburant 10b comprenant des réservoirs de carburant 53, 55 agencés pour contenir du carburant pour alimenter le moteur à turbine à gaz. Dans d’autres exemples, n’importe quel nombre de moteurs à turbine à gaz et de réservoirs de carburant peut être prévu. Le circuit de carburant 10b peut correspondre au « circuit de carburant de l’aéronef » présenté précédemment, comprenant le circuit de carburant de moteur et le circuit d’alimentation en carburant d’aéronef.
Le circuit de carburant 10b comprend en outre des joints d’étanchéité 125 (dont un seul est étiqueté). Les joints d’étanchéité dans les présents exemples sont agencés pour assurer l’étanchéité des conduits de carburant s’étendant entre le réservoir de carburant central (fuselage) 55 et les réservoirs de carburant d’aile 53 et les moteurs à turbine à gaz 10. Les joints d’étanchéité 125 sont exposés au carburant provenant des réservoirs de carburant 53, 55 pendant l’utilisation de l’aéronef. Dans d’autres exemples, les joints d’étanchéité peuvent être prévus pour toute autre utilisation dans le circuit de carburant de l’aéronef qui sont exposés au carburant pendant l’utilisation. Ils peuvent, par exemple, faire partie d’une pompe à carburant. Les joints d’étanchéité 125 sont d’un type agencé pour gonfler en réponse à une exposition au carburant pendant l’utilisation afin d’assurer l’étanchéité, et peuvent être formés à partir d’un matériau d’étanchéité en nitrile.
Le système de propulsion comprend en outre un dispositif de détection 120 situé dans le circuit de carburant de l’aéronef 1. Le dispositif de détection peut comprendre les mêmes composants que ceux décrits ci-dessus en relation avec les Figures 10 et 11, et comprend un composant de capteur 121 qui est exposé au carburant dans le circuit de carburant. Le composant de capteur est formé à partir du même matériau que les joints d’étanchéité 125 prévus dans le circuit de carburant de l’aéronef. Le dispositif de détection 120 est agencé pour détecter ou déterminer un paramètre de gonflement du composant de matériau d’étanchéité comme décrit ci-dessus.
Les inventeurs ont déterminé qu’en détectant le gonflement d’un composant de capteur réalisé du même matériau que les joints d’étanchéité autrement prévus dans le circuit de carburant de l’aéronef, le degré de gonflement des joints d’étanchéité eux-mêmes peut être déterminé. Cela permet une surveillance indirecte du degré de gonflement des joints d’étanchéité, sans avoir à démonter les composants pour inspection. Comme les joints d’étanchéité 125 sont destinés à gonfler pour assurer une étanchéité suffisante, la mesure du gonflement du composant de capteur 121 peut fournir une mesure indirecte de leurs performances. Par exemple, une réduction du gonflement du composant de capteur 121 en dessous d’un seuil peut indiquer que les autres joints d’étanchéité dans le circuit de carburant de l’aéronef n’auraient pas un degré de gonflement suffisant pour assurer l’étanchéité. Le dispositif de détection peut être agencé pour générer un signal d’alerte si le paramètre de gonflement tombe en dessous d’un seuil d’alerte pour indiquer qu’un gonflement insuffisant des joints d’étanchéité 125 peut se produire.
Le dispositif de détection 120 peut être prévu de sorte qu’il reçoive du carburant lors de l’utilisation du moteur à turbine à gaz. Il peut, par exemple, être situé comme décrit en relation avec la .
Dans le présent exemple, le système de propulsion comprend en outre un module de détermination de caractéristiques de carburant 124 tel que décrit ci-dessus pour permettre aux caractéristiques de carburant d’être déterminées sur la base du paramètre de gonflement. Cela peut être réalisé de la manière décrite ci-dessus en relation avec les Figures 9, 10 et 11. Toute caractéristique décrite ci-dessus en relation avec ces figures peut être utilisée en combinaison avec l’exemple représenté sur la .
Dans d’autres exemples, le module de détermination de caractéristiques de carburant 124 peut ne pas être prévu. Dans de tels exemples, le paramètre de gonflement de carburant peut être utilisé pour indiquer le gonflement des joints d’étanchéité 125, plutôt que de permettre de déterminer les caractéristiques de carburant.
La illustre un procédé 1025 qui peut être réalisé en utilisant l’exemple de la . Le procédé 1025 comprend : l’exposition 1026 d’un ou plusieurs joints d’étanchéité du circuit d’alimentation en carburant de l’aéronef au carburant dans le circuit d’alimentation en carburant ; l’exposition 1027 du composant de capteur 121 réalisé du même matériau que le ou les plusieurs joints d’étanchéité au carburant, le composant étant situé dans le circuit de carburant de l’aéronef ; et la mesure 1028 d’un paramètre de gonflement du matériau d’étanchéité. Le procédé 1025 peut en outre comprendre la détermination 1029a d’une ou plusieurs caractéristiques de carburant du carburant sur la base du paramètre de gonflement et/ou la génération 1029b d’un signal d’alerte si le paramètre de gonflement dépasse un seuil d’alerte. L’une des caractéristiques décrites ci-dessus en relation avec les Figures 9 à 13 peut être incorporée dans le procédé de la .
Capteur de substance de trace
Détermination des caractéristiques du carburant lors du ravitaillement en utilisant un capteur de substance de trace :
En référence à la , un autre exemple d’un système de détermination de caractéristiques de carburant 126 est illustré, situé à bord de l’aéronef 1. Le système de détermination de caractéristiques de carburant 126 dans cet exemple est agencé pour déterminer une ou plusieurs caractéristiques de carburant du carburant chargé sur l’aéronef 1, ces caractéristiques étant l’une de celles décrites ou revendiquées ici. Dans cet exemple, la caractéristique de carburant est déterminée sur la base de la détection de substances de trace dans le carburant F.
D’autres détails du système de détermination de caractéristiques de carburant 126 sont illustrés sur la . Le système de détermination de caractéristiques de carburant 126 comprend généralement un capteur de trace 127 qui est agencé pour mesurer un ou plusieurs paramètres de substance de trace du carburant fourni aux réservoirs de carburant d’aéronef 53, 55.
Les paramètres de substance de trace mesurés par le capteur 127 sont chacun associés à une substance de trace respective dans le carburant. Par substance de trace, nous entendons une substance dans le carburant dont la concentration (ou une autre mesure de quantité) est très faible, c’est-à-dire qu’elle est présente à l’état de trace. Une substance de trace peut inclure tout type de substance présente à l’état de trace, par exemple des éléments chimiques, des composés, des molécules de trace, etc. La substance de trace peut être une substance qui, en fonction de sa présence, de son absence ou de sa quantité dans le carburant, une ou plusieurs caractéristiques du carburant peuvent être directement déterminées ou déduites. Le(s) paramètre(s) de substance de trace peut/peuvent, dans certains exemples, indiquer la présence d’une concentration de la substance de trace associée dans le carburant. Il peut donc s’agir d’une concentration mesurée comme la fraction massique d’une substance de trace dans le carburant (par exemple une concentration en parties par million). Dans d’autres exemples, le(s) paramètre(s) de substance de trace peut/peuvent indiquer l’absence ou la présence (par exemple dans les limites de mesure) d’une substance de trace associée dans le carburant.
Le système de détermination de caractéristiques de carburant 126 comprend en outre un module de détermination 128 agencé pour déterminer une ou plusieurs caractéristiques de carburant du carburant sur la base des paramètres de substance de trace. Le module de détermination 128 est agencé pour recevoir le paramètre de substance de trace du capteur de trace 127 de sorte qu’une ou plusieurs caractéristiques de carburant puissent être calculées.
Les inventeurs ont déterminé que par la mesure de substances de trace présentes ou absentes dans un carburant, les caractéristiques de ce carburant peuvent être déterminées directement ou indirectement.
Dans un exemple, le paramètre de substance de trace mesuré par le capteur de trace 127 est associé à une teneur en soufre du carburant. Le paramètre de substance de trace peut dans cet exemple être une concentration (ou une autre mesure de quantité) de molécules de soufre dans le carburant. Les inventeurs ont observé que pour toutes les voies de production de SAF, le carburant résultant se caractérise par une absence quasi-totale de molécules de soufre. Les inventeurs ont déterminé que cela peut être utilisé comme indicateur de la teneur en SAF du carburant en mesurant la concentration de molécules de soufre par le capteur de trace 127. Le système de détermination de caractéristiques de carburant 126 peut dans cet exemple comparer la teneur en soufre mesurée du carburant à celle correspondant au carburant d’origine fossile. Cela peut permettre au système 126 de déterminer un pourcentage de SAF dans le carburant F fourni à l’aéronef. Comme un SAF ne contient presque pas de molécules de soufre, la concentration mesurée peut être comparée à une concentration de soufre généralement d’environ 500 ppm (et jusqu’à 3000 ppm) de soufre élémentaire dans un carburant fossile d’aéronef. En mesurant une réduction de la teneur en soufre, la quantité relative de SAF présente dans le carburant en pourcentage du carburant total (par exemple, le pourcentage de SAF par unité de masse ou de volume) peut donc être dérivée (par exemple en utilisant la connaissance de la quantité de soufre (par exemple en ppm) dans le carburant fossile pour déduire d’une quantité de soufre mesurée (par exemple en ppm) dans un mélange de carburant le pourcentage de SAF dans ce mélange. Dans certains exemples, les paramètres de substance de trace peuvent indiquer une absence (dans une limite mesurable) de molécules de soufre dans le carburant F, sur la base de laquelle le module de détermination de caractéristiques de carburant 128 peut déterminer qu’aucun kérosène fossile (dans des limites mesurables) n’est présent avec le carburant.
Dans l’exemple illustré sur la , le capteur 127 comprend un dispositif de détection de fluorescence agencé pour mesurer la quantité de molécules de soufre dans le carburant F. Comme on peut le voir sur la , le carburant chargé sur l’aéronef passe à travers le capteur 127 où une mesure de substance de trace est réalisée sur le carburant. Le capteur 127 comprend une entrée de carburant 127a et une sortie de carburant 127b, et un conduit de carburant 127c agencé en communication fluidique entre eux. Dans le présent exemple, le capteur 127 est situé à bord de l’aéronef et est agencé pour recevoir le carburant s’écoulant à travers la conduite de transmission de carburant 63, c’est-à-dire le carburant s’écoulant de l’orifice de raccordement de conduite de carburant 62 vers les réservoirs de carburant 53, 55. Le dispositif de détection de fluorescence peut fournir une méthode fiable pour détecter la concentration de molécules de soufre dans le carburant. D’autres capteurs ou techniques de mesure peuvent cependant être utilisés/utilisées.
Le dispositif de détection de fluorescence comprend une source d’excitation 129a, telle qu’une LED, qui est agencée pour émettre un rayonnement dans le carburant F. Le dispositif de détection de fluorescence comprend en outre un détecteur 129b agencé pour détecter la lumière fluorescente émise. Le détecteur 129b peut être en communication avec un module de processeur 129c configuré pour traiter un signal de fluorescence provenant du détecteur 129c et calculer un paramètre de substance de trace en conséquence.
Dans le présent exemple, le capteur 127 est agencé de sorte que tout le carburant s’écoulant à travers la conduite de transmission 63 soit introduit dans l’entrée de capteur 127a, s’écoule à travers le conduit de carburant 127c et sorte via la sortie de carburant 127b pour continuer vers les réservoirs de carburant (c’est-à-dire que le capteur est relié en série entre l’orifice de raccordement de conduite de carburant 62 et les réservoirs de carburant). Dans d’autres exemples, le capteur 127 peut être relié en parallèle de sorte que seule une partie du carburant soit redirigée depuis la conduite de transmission 63, s’écoule à travers le capteur, puis soit renvoyée vers la conduite de transmission de carburant 63 ou vers les réservoirs de carburant. Dans certains exemples, le capteur peut être un dispositif microfluidique (laboratoire sur puce) à travers lequel un petit échantillon de carburant peut passer pour réaliser une mesure d’un paramètre de substance de trace.
Le module de détermination de caractéristiques de carburant 128 est agencé pour transmettre la ou les plusieurs caractéristiques de carburant déterminées au régulateur électronique moteur EEC 42 ou à un autre module de commande de l’aéronef. Dans certains exemples, le module de détermination de caractéristiques de carburant 128 peut faire partie de l’EEC 42 de l’un quelconque ou plusieurs des moteurs à turbine à gaz de l’aéronef. Une fois reçues au niveau de l’EEC, les caractéristiques de carburant peuvent être utilisées pour fournir des informations sur le carburant qui est fourni des réservoirs de carburant au moteur de sorte que le fonctionnement du/des moteur(s) à turbine à gaz puisse être adapté en conséquence. Dans encore d’autres exemples, le module de détermination 128 peut faire partie de l’unité de capteur 127, qui est en communication avec l’EEC.
Dans un autre exemple, le paramètre de substance de trace peut être associé à une teneur en composés aromatiques du carburant F. Dans un tel exemple, le paramètre de substance de trace peut être une concentration (ou une autre mesure équivalente de quantité) de composés aromatiques dans le carburant. Les inventeurs ont observé que pour de nombreuses voies de production de SAF, le carburant résultant ne contient essentiellement pas de composés aromatiques. Les inventeurs ont déterminé que cela peut être utilisé comme indicateur alternatif de la teneur en SAF du carburant. Dans un tel exemple, le capteur 127 est agencé pour mesurer une concentration en composés aromatiques dans le carburant F. Le système de détermination de caractéristiques de carburant 126 peut, dans cet exemple, comparer la concentration en composés aromatiques mesurée à celle correspondant au carburant d’origine fossile afin de déterminer un pourcentage de SAF dans le carburant F fourni à l’aéronef. En mesurant une réduction de la teneur en composés aromatiques par rapport au kérosène fossile, la quantité relative de SAF présente dans le carburant en pourcentage du carburant total (par exemple le pourcentage de SAF par unité de masse ou de volume) peut donc être dérivée. Dans certains exemples, les paramètres de substance de trace peuvent indiquer une absence mesurable de composés aromatiques dans le carburant F, sur la base de laquelle le module de détermination de caractéristiques de carburant peut déterminer qu’aucun kérosène fossile n’est présent dans le carburant F.
Afin de mesurer une concentration en composés aromatiques dans le carburant F, le capteur 127 peut comprendre un dispositif de spectroscopie (à la place du dispositif de fluorescence représenté dans l’exemple de la ). Le dispositif de spectroscopie peut comprendre un dispositif de spectroscopie Infrarouge à Transformée de Fourier (FT-IR) ou un dispositif de spectroscopie Ultraviolet-Visible (UV-Vis). De telles techniques de spectroscopie peuvent fournir une différenciation fiable des composés aromatiques des paraffines et d’autres types d’hydrocarbures dans un carburant d’aviation. D’autres dispositifs et techniques de spectroscopie peuvent cependant être utilisés. Le dispositif de spectroscopie peut avoir une structure similaire au dispositif de fluorescence représenté sur la .
Dans d’autres exemples, d’autres paramètres de substance de trace peuvent être utilisés, qui sont associés à différentes substances de trace afin de déterminer les caractéristiques de carburant. Des dispositifs de détection appropriés peuvent être utilisés selon la substance de trace pertinente à mesurer. Afin de déterminer la ou les plusieurs caractéristiques de carburant, le module de détermination 128 peut être agencé pour comparer un paramètre de substance de trace mesuré à une table de consultation de valeurs de paramètre de substance de trace attendues de carburants avec des caractéristiques de carburant connues pour déterminer les caractéristiques correspondantes du carburant F. Cela peut permettre de déterminer une variété de caractéristiques de carburant différentes.
Par exemple, les paramètres de substance de trace peuvent être associés à la présence/l’absence/la quantité d’espèces autres que les hydrocarbures dans le carburant, y compris l’un quelconque ou plusieurs de ce qui suit :
i) Azote
ii) Eau
iii) Soufre
iv) Métaux (y compris l’un quelconque ou plusieurs parmi : Al, Ca, Co, Cr, Cu, Fe, K, Mg, Mn, Mo, Na, Ni, P, Pb, Pt, Sn, Sr, Ti, V et/ou Zn) ; et/ou
v) Halogènes
Les inventeurs ont déterminé que généralement le SAF est un carburant à base d’hydrocarbures beaucoup plus pur avec très peu d’espèces de trace, par rapport à un carburéacteur conventionnel traité à partir d’une source brute. Comme le SAF est effectivement issu d’un procédé chimique contrôlé, toutes les espèces hétéroatomiques observées dans le carburéacteur conventionnel (soufre, azote, oxygène) ou les métaux de trace sont présents à des niveaux très bas (souvent inférieurs à la limite de détection par des techniques analytiques). La détection de la présence/l’absence/la concentration d’une ou plusieurs de ces espèces peut donc permettre de déterminer si un carburant est du SAF, ou est un carburéacteur conventionnel provenant d’une source fossile.
Dans les exemples donnés ci-dessus, les substances de trace sont intrinsèquement présentes dans carburant F. Cela signifie qu’il s’agit de substances de trace qui ne sont pas artificiellement ajoutées au carburant, mais qui sont présentes (ou absentes) en raison de la manière dont le carburant est produit ou la source dont il est issu. Dans d’autres exemples, la/les substance(s) de trace peut/peuvent être ajoutée(s) au carburant dans le but de fournir un indicateur pour un carburant particulier ou une caractéristique de carburant (par exemple, il s’agit d’une substance « traceur »). De telles substances traceurs peuvent être ajoutées délibérément pour une détection ultérieure par les présents procédés. Celles-ci peuvent fournir une distinction binaire entre le carburant SAF ou le carburant non SAF par le traceur qui est présent ou non, ou la quantité de substance de trace pourrait être ajoutée proportionnellement à une caractéristique du carburant, par exemple proportionnellement à la teneur en SAF ou la teneur en composés aromatiques. Dans un tel exemple, la quantité de traceur présente peut alors indiquer la teneur d’un autre composant du carburant. Par exemple, une espèce phosphorescente ou chimioluminescente peut être utilisée comme espèce traceur, telle que le phosphore ou le potassium. De telles espèces traceurs peuvent être détectées en utilisant un capteur de lumière ou de réfraction.
Dans les exemples décrits ci-dessus, le système de détermination de caractéristiques de carburant 126 est situé à bord de l’aéronef 1 de sorte que le carburant dans la conduite de transmission de carburant 63 s’écoule à travers celui-ci avant d’atteindre les réservoirs de carburant 53, 55. Dans d’autres exemples, le système de détermination de caractéristiques de carburant 126 peut être agencé pour utiliser le carburant à l’intérieur de, ou échantillonné à partir de, l’un des réservoirs de carburant 53, 55. Dans un tel exemple, le capteur 127 peut être situé dans le réservoir de carburant de sorte qu’une mesure de fluorescence ou de spectroscopie puisse être réalisée (ou une autre mesure appropriée en fonction de la substance de trace détectée). Le capteur 127 peut donc être intégré dans une paroi intérieure du réservoir de carburant de sorte qu’il soit exposé au carburant à l’intérieur du réservoir. Dans d’autres exemples, le carburant peut être échantillonné à partir du réservoir et passer à travers le capteur 127.
Dans d’autres exemples, le système de détermination de caractéristiques de carburant 126, ou au moins une partie de celui-ci, peut être situé séparément de l’aéronef 1. Par exemple, il peut être inclus dans la conduite de chargement de carburant 61 afin qu’il puisse détecter les propriétés du carburant avant qu’il n’atteigne l’aéronef. Dans certains exemples, le capteur 127 peut être situé dans la conduite de chargement de carburant, ou ailleurs séparément de l’aéronef 1, et agencé pour transmettre un paramètre de substance de trace au module de détermination 128 situé à bord de l’aéronef 1, où il peut être communiqué à un module de commande du moteur (par exemple l’EEC). Dans encore d’autres exemples, le système de détermination de caractéristiques de carburant 126 peut être situé entièrement à l’extérieur de l’aéronef. Dans un tel exemple, le module de détermination de caractéristiques de carburant 128 peut déterminer une caractéristique de carburant qui est ensuite communiquée à l’aéronef 1 (par exemple à un module de commande des moteurs ou aux moteurs 10). Dans cet exemple, une liaison de transfert de données peut être fournie (par exemple, une connexion de données sans fil ou filaire) et peut être utilisée pour communiquer les caractéristiques de carburant à l’aéronef à partir du système de détermination de caractéristiques de carburant 126. Dans certains exemples, le transfert de données peut être effectué manuellement par un utilisateur, par exemple, un technicien ou un autre opérateur du système peut obtenir les caractéristiques de carburant à partir du système de détermination 126 et les fournir manuellement à un module de commande à bord de l’aéronef.
Détermination des caractéristiques du carburant dans le moteur en utilisant un capteur de substance de trace :
La illustre un autre exemple du système de détermination de caractéristiques de carburant 126 décrit ci-dessus. Le système de détermination de caractéristiques de carburant 126 de la comprend de manière similaire un capteur 127 et un module de détermination 128 agencés pour mesurer une ou plusieurs caractéristiques de carburant sur la base d’un paramètre de substance de trace.
La représente une vue schématique d’une partie du circuit de carburant de l’aéronef et de l’équipement de combustion 16 du moteur à turbine à gaz 10. L’équipement de combustion 16 comprend une pluralité d’injecteurs de carburant (non représentés sur la ) agencés pour injecter du carburant dans une chambre de combustion tubulaire. Le carburant est fourni à l’équipement de combustion 16 par un régulateur de distribution de carburant 107 sous la commande de l’EEC 42. Le carburant est distribué au régulateur de distribution de carburant 107 par une pompe à carburant 108 à partir d’une source de carburant 109 à bord de l’aéronef 1 (par exemple un ou plusieurs réservoirs de carburant comme décrit ci-dessus). Le régulateur de distribution de carburant 107 et l’équipement de combustion 16 peuvent être de conception connue, et peuvent être agencés pour une combustion étagée (à mélange pauvre) ou une combustion à mélange riche.
Dans cet exemple, un paramètre de substance de trace est mesuré pour le carburant lorsqu’il est utilisé par le moteur. Le capteur 127 dans cet exemple est agencé pour mesurer un paramètre de substance de trace à n’importe quel point dans le circuit de carburant de l’aéronef qui est en amont de l’équipement de combustion 16 (par exemple en amont des injecteurs de carburant de l’équipement de combustion 16) et en aval de la source de carburant 109 à partir de laquelle le carburant est fourni (par exemple en aval du ou des plusieurs réservoirs de carburant 53, 55 formant la source de carburant). Dans certains exemples, le capteur 127 est situé en un point à l’intérieur du circuit de carburant de moteur, tel que dans un conduit de carburant à l’intérieur ou faisant partie du moteur à turbine à gaz 10 (plutôt que d’être sur l’aéronef 1 sur lequel le moteur à turbine à gaz 10 est monté). Dans certains exemples, il est situé en un point immédiatement avant la combustion du carburant (par exemple avant d’entrer dans la chambre de combustion). Dans encore d’autres exemples, le capteur 127 est situé en un point à l’intérieur du circuit d’alimentation en carburant d’aéronef, par exemple, avant qu’il n’entre dans une partie du moteur à turbine à gaz 10. L’une des caractéristiques décrites ci-dessus en relation avec l’exemple de la peut également s’appliquer à l’exemple représenté sur la .
Dans l’exemple représenté sur la , le capteur de trace 127 est agencé de sorte que tout le carburant s’écoulant vers la chambre de combustion 16 passe à travers celui-ci (par exemple, il est agencé en série). Dans d’autres exemples, seule une partie du carburant peut passer à travers le capteur de trace 127. Par exemple, le capteur de trace peut être situé dans la conduite de purge du circuit de carburant au niveau de laquelle le carburant est échantillonné de l’alimentation en carburant vers la chambre de combustion (par exemple avant ou après le mélange de carburant).
La illustre un procédé 1030 de détermination d’une ou plusieurs caractéristiques de carburant d’un carburant d’aviation approprié pour alimenter un moteur à turbine à gaz d’un aéronef qui peut être réalisé par les systèmes de détermination de caractéristiques de carburant 126 représentés sur les Figures 15, 16 et 17. Le procédé 1030 comprend : la mesure 1031 d’un ou plusieurs paramètres de substance de trace du carburant, le ou les plusieurs paramètres de substance de trace étant chacun associés à une substance de trace respective dans le carburant ; et la détermination 1032 d’une ou plusieurs caractéristiques de carburant du carburant sur la base du ou des plusieurs paramètres de substance de trace. L’une des caractéristiques décrites ci-dessus en relation avec les Figures 15, 16 et 17 peut être incorporée dans le procédé de la .
Capteur de spectroscopie UV-Vis
Détermination des caractéristiques du carburant lors du ravitaillement en utilisant un capteur UV-Vis :
En référence à la , un autre exemple d’un système de détermination de caractéristiques de carburant 130 est illustré, situé à bord de l’aéronef 1. Le système de détermination de caractéristiques de carburant 130 dans cet exemple est agencé pour déterminer une ou plusieurs caractéristiques de carburant du carburant chargé sur l’aéronef 1, ces caractéristiques étant l’une de celles décrites ou revendiquées ici. Dans cet exemple, la ou les plusieurs caractéristiques de carburant sont déterminées sur la base d’une mesure de la transmittance de la lumière à spectre UV et visible (UV-Vis) à travers le carburant.
D’autres détails du système de détermination de caractéristiques de carburant 130 sont illustrés sur la . Le système de détermination de caractéristiques de carburant 130 comprend généralement un capteur UV-Vis 131, qui est agencé pour mesurer un ou plusieurs paramètres de transmittance UV du carburant qui est fourni aux réservoirs de carburant d’aéronef 53, 55.
Le système de détermination de caractéristiques de carburant 130 comprend en outre un module de détermination de caractéristiques de carburant 132 agencé pour déterminer une ou plusieurs caractéristiques de carburant du carburant sur la base des paramètres de transmittance. Le module de détermination de caractéristiques de carburant 132 est agencé pour recevoir les paramètres de transmittance du capteur à spectre UV-Vis 131 de sorte que la ou les plusieurs caractéristiques de carburant puissent être calculées.
Dans l’exemple illustré sur la , le capteur 131 comprend un dispositif de spectroscopie UV-Vis agencé pour mesurer la transmittance de la lumière dans le spectre UV et visible par le carburant. Comme on peut le voir sur la , le carburant chargé sur l’aéronef passe à travers le capteur 131 où le carburant est irradié avec de la lumière UV-Vis. Le capteur 131 comprend une entrée de carburant 131a et une sortie de carburant 131b, et un conduit de carburant 131c agencé en communication fluidique entre elles. Dans le présent exemple, le capteur 131 est situé à bord de l’aéronef et est agencé pour recevoir le carburant s’écoulant à travers la conduite de transmission de carburant 63, c’est-à-dire le carburant s’écoulant de l’orifice de raccordement de conduite de carburant 62 vers les réservoirs de carburant 53, 55.
Le dispositif de spectroscopie UV-Vis comprend une source de lumière 133a, telle qu’une LED, une lampe à arc, etc., qui est agencée pour émettre un rayonnement dans le carburant F. Dans certains exemples, la source de lumière 133a peut comprendre deux sources de lumière individuelles différentes ou plus agencées pour fournir de la lumière sur différentes longueurs d’onde qui, lorsqu’elles sont combinées, fournissent la plage spectrale UV-Visible souhaitée. Le dispositif de spectroscopie UV-Vis comprend en outre un détecteur 133b agencé pour détecter la lumière transmise à travers le carburant depuis la source de lumière 133a. Le détecteur 133b peut comprendre une photodiode ou un capteur similaire agencé pour détecter la lumière émise par la source de lumière 133a. Le détecteur 133b est en communication avec un module de processeur 133c configuré pour traiter un signal provenant du détecteur 133c et calculer un paramètre de transmittance en conséquence.
Le paramètre de transmittance définit la quantité d’absorbance de lumière à des longueurs d’onde spécifiques de la lumière émise par la source de lumière 133a. Les inventeurs ont déterminé qu’en mesurant un spectre d’absorption UV-Vis du carburant, le module de détermination de caractéristiques de carburant peut calculer diverses caractéristiques du carburant.
Dans un exemple, la ou les plusieurs caractéristiques de carburant déterminées par le module de détermination de caractéristiques de carburant 132 peuvent comprendre une distribution d’hydrocarbures du carburant. Plus précisément, elles peuvent comprendre la teneur en hydrocarbures aromatiques du carburant. Dans certains exemples, d’autres caractéristiques de carburant peuvent être directement déterminées à partir du paramètre de transmittance, déduites ou déterminées indirectement à partir de celui-ci. Par exemple, la ou les plusieurs caractéristiques de carburant déterminées peuvent comprendre le pourcentage de carburant d’aviation durable dans le carburant sur lequel la mesure est réalisée. Comme décrit ailleurs ici, le SAF est typiquement associé à une teneur essentiellement nulle en composés aromatiques. Le système de détermination de caractéristiques de carburant 130 peut, dans cet exemple, comparer la concentration en composés aromatiques mesurée à celle correspondant au carburant d’origine fossile afin de déterminer un pourcentage de SAF dans le carburant F fourni à l’aéronef. En mesurant une réduction de la teneur en composés aromatiques par rapport au kérosène fossile, la quantité relative de SAF présente dans le carburant en pourcentage du carburant total (par exemple le pourcentage de SAF par unité de masse ou de volume) peut donc être dérivée. Dans certains exemples, les paramètres de transmittance peuvent indiquer une absence mesurable de composés aromatiques dans le carburant F, sur la base de laquelle le module de détermination de caractéristiques de carburant 132 peut déterminer qu’aucun kérosène fossile n’est présent dans le carburant F. Dans d’autres exemples, une indication que le carburant est du kérosène fossile peut être déterminée.
Afin de déterminer la ou les plusieurs caractéristiques de carburant, le module de détermination 132 peut être agencé pour comparer un paramètre de transmittance mesuré à une table de consultation de valeurs de paramètre attendues de carburants avec des caractéristiques de carburant connues pour déterminer les caractéristiques correspondantes du carburant pour lequel la transmittance est mesurée. Cela peut permettre de déterminer une plage de caractéristiques de carburant sur la base de la signature de transmittance en fonction de la comparaison de la longueur d’onde à celles de types de carburant connus.
Dans le présent exemple, le capteur UV-Vis 131 est agencé de sorte que tout le carburant s’écoulant à travers la conduite de transmission 63 soit introduit dans l’entrée de capteur 131a, s’écoule à travers le conduit de carburant 131c et sorte via la sortie de carburant 131b pour continuer vers les réservoirs de carburant (c’est-à-dire que le capteur est relié en série entre l’orifice de raccordement de conduite de carburant 62 et les réservoirs de carburant). Dans d’autres exemples, le capteur 131 peut être relié en parallèle de sorte que seule une partie du carburant soit redirigée depuis la conduite de transmission 63, s’écoule à travers le capteur, puis soit renvoyée vers la conduite de transmission de carburant 63 ou vers les réservoirs de carburant. Dans certains exemples, le capteur 131 peut être un dispositif microfluidique (laboratoire sur puce) à travers lequel un petit échantillon de carburant peut passer pour réaliser une mesure de spectroscopie UV-vis.
Le module de détermination 132 est agencé pour communiquer la ou les plusieurs caractéristiques de carburant déterminées à un module de commande du moteur à turbine à gaz ou de l’aéronef. Dans l’exemple décrit ici, la ou les plusieurs caractéristiques de carburant sont transmises au régulateur électronique moteur EEC 42. Dans certains exemples, le module de détermination 132 peut faire partie de l’EEC 42 de l’un quelconque ou plusieurs des moteurs à turbine à gaz de l’aéronef, le module de commande étant un sous-module de l’EEC. Une fois reçues au niveau de l’EEC, les caractéristiques de carburant peuvent être utilisées pour fournir des informations sur le carburant qui est fourni des réservoirs de carburant au moteur de sorte que le fonctionnement du/des moteur(s) à turbine à gaz puisse être adapté en conséquence. Dans encore d’autres exemples, le module de détermination 132 peut faire partie de l’unité de capteur 131, qui est en communication avec l’EEC.
Dans les exemples décrits ci-dessus, le système de détermination de caractéristiques de carburant 130 est situé à bord de l’aéronef 1 de sorte que le carburant dans la conduite de transmission de carburant 63 s’écoule à travers celui-ci avant d’atteindre les réservoirs de carburant 53, 55. Dans d’autres exemples, le système de détermination de caractéristiques de carburant 130 peut être agencé pour utiliser le carburant à l’intérieur de, ou échantillonné à partir de, l’un des réservoirs de carburant 53, 55. Dans un tel exemple, le capteur UV-Vis 131 peut être situé dans un réservoir de carburant de sorte qu’une mesure de fluorescence ou de spectroscopie puisse être réalisée (ou autre mesure appropriée en fonction de la substance de trace détectée). Le capteur UV-Vis 131 peut donc être intégré dans une paroi intérieure du réservoir de carburant de sorte qu’il soit exposé au carburant à l’intérieur du réservoir. Dans d’autres exemples, le carburant peut être échantillonné à partir du réservoir et passer à travers le capteur 131.
Dans d’autres exemples, le système de détermination de caractéristiques de carburant 130, ou au moins une partie de celui-ci, peut être situé séparément de l’aéronef 1. Par exemple, il peut être inclus dans la conduite de chargement de carburant 61 afin qu’il puisse détecter les propriétés du carburant avant qu’il n’atteigne l’aéronef. Dans certains exemples, le capteur UV-Vis 131 peut être situé dans la conduite de chargement de carburant, ou ailleurs séparément de l’aéronef 1, et agencé pour transmettre un paramètre de transmittance à un module de détermination 132 situé à bord de l’aéronef 1, où il peut être communiqué à un module de commande du moteur (par exemple l’EEC). Dans encore d’autres exemples, le système de détermination de caractéristiques de carburant 130 peut être situé entièrement à l’extérieur de l’aéronef. Dans un tel exemple, le module de détermination de caractéristiques de carburant peut déterminer une caractéristique de carburant qui est ensuite communiquée à l’aéronef 1 (par exemple à un module de commande des moteurs ou aux moteurs 10). Dans cet exemple, une liaison de transfert de données peut être fournie (par exemple, une connexion de données sans fil ou filaire) et peut être utilisée pour communiquer les caractéristiques de carburant à l’aéronef à partir du système de détermination de caractéristiques de carburant 130. Dans certains exemples, le transfert de données peut être effectué manuellement par un utilisateur, par exemple, un technicien ou un autre opérateur du système peut obtenir les caractéristiques de carburant à partir du système de détermination 130 et les fournir manuellement à un module de commande à bord de l’aéronef.
Détermination des caractéristiques du carburant dans le moteur en utilisant un capteur UV-Vis :
La illustre un autre exemple du système de détermination de caractéristiques de carburant 130 décrit ci-dessus. Le système de détermination de caractéristiques de carburant 130 de la comprend de manière similaire un capteur UV-Vis 131 et un module de détermination 132 agencés pour mesurer une ou plusieurs caractéristiques de carburant sur la base d’un paramètre de transmittance.
La représente une vue schématique d’une partie du circuit de carburant de l’aéronef et de l’équipement de combustion 16 du moteur à turbine à gaz 10. L’équipement de combustion 16 comprend une pluralité d’injecteurs de carburant (non représentés sur la ) agencés pour injecter du carburant dans une chambre de combustion tubulaire. Le carburant est fourni à l’équipement de combustion 16 par un régulateur de distribution de carburant 107 sous la commande de l’EEC 42. Le carburant est distribué au régulateur de distribution de carburant 107 par une pompe à carburant 108 à partir d’une source de carburant 109 à bord de l’aéronef 1 (par exemple un ou plusieurs réservoirs de carburant comme décrit ci-dessus). Le régulateur de distribution de carburant 107 et l’équipement de combustion 16 peuvent être de conception connue, et peuvent être agencés pour une combustion étagée (à mélange pauvre) ou une combustion à mélange riche.
Dans cet exemple, un paramètre de transmittance est mesuré pour le carburant lorsqu’il est utilisé par le moteur. Le capteur UV-Vis 131 dans cet exemple est agencé pour mesurer un paramètre de transmittance à n’importe quel point à l’intérieur du circuit de carburant de l’aéronef qui est en amont de l’équipement de combustion 16 (par exemple en amont des injecteurs de carburant de l’équipement de combustion 16) et en aval de la source de carburant 109 à partir de laquelle le carburant est fourni (par exemple en aval du ou des plusieurs réservoirs de carburant 53, 55 formant la source de carburant). Dans certains exemples, le capteur UV-Vis 131 est situé en un point à l’intérieur du circuit de carburant de moteur, tel que dans un conduit de carburant à l’intérieur ou faisant partie du moteur à turbine à gaz 10 (plutôt que d’être sur l’aéronef 1 sur lequel le moteur à turbine à gaz 10 est monté). Dans certains exemples, il est situé en un point immédiatement avant la combustion du carburant (par exemple avant qu’il n’entre dans la chambre de combustion). Il peut, par exemple, être inclus dans une conduite de purge du circuit de carburant de moteur (par exemple avant ou après le mélange de carburant). Dans encore d’autres exemples, le capteur UV-Vis 131 est situé en un point à l’intérieur du circuit d’alimentation en carburant d’aéronef, par exemple, avant qu’il n’entre dans une partie du moteur à turbine à gaz 10. L’une des caractéristiques décrites ci-dessus en relation avec l’exemple de la peut également s’appliquer à l’exemple représenté sur la .
La illustre un procédé 1034 de détermination d’une ou plusieurs caractéristiques de carburant d’un carburant d’aviation approprié pour alimenter un moteur à turbine à gaz d’un aéronef. Le procédé 1034 peut être réalisé par les systèmes de détermination de caractéristiques de carburant 130 représentés sur les Figures 19, 20 et 21. Le procédé 1030 comprend le passage de la lumière à spectre UV-visible 1035 à travers le carburant et la mesure 1036 d’un paramètre de transmittance indiquant la transmittance de lumière à travers le carburant. Le procédé comprend en outre la détermination 1037 d’une ou plusieurs caractéristiques de carburant du carburant sur la base du paramètre de transmittance. Une fois que la caractéristique de carburant est déterminée, le procédé 1034 comprend la communication 1038 de la ou des plusieurs caractéristiques de carburant à un module de commande du moteur à turbine à gaz. L’une des caractéristiques décrites ci-dessus en relation avec les Figures 19, 20 et 21 peut être incorporée dans le procédé de la .
Détermination des caractéristiques du carburant en utilisant la mesure de traînée de condensation
La illustre un autre exemple d’un système de détermination de caractéristiques de carburant 140, situé à bord de l’aéronef 1. Le système de détermination de caractéristiques de carburant 140 dans cet exemple est agencé pour déterminer une ou plusieurs caractéristiques de carburant du carburant sur la base d’observations de formation de traînée de condensation. La représente l’aéronef 1 en vol avec chaque moteur à turbine à gaz 10 produisant une fumée d’échappement 141. Une traînée de condensation 142 est également formée dans la fumée d’échappement 141 de chaque moteur 10. Les réservoirs de carburant d’ailes de l’aéronef 1 ne sont pas représentés sur la pour des raisons de clarté, mais il est entendu que ceux-ci peuvent encore être présents.
Le système de détermination de caractéristiques de carburant 140 comprend un capteur de traînée de condensation 143 et un module de détermination de caractéristiques de carburant 144. Dans le présent exemple, le système de détermination de caractéristiques de carburant 140 comprend trois capteurs de traînée de condensation 143, un situé sur chaque aile de l’aéronef 1 et un sur l’empennage ou l’ensemble queue de l’aéronef. Dans d’autres exemples, un seul ou un autre nombre de capteurs de traînée de condensation peut/peuvent être fourni(s) comme décrit plus loin. Les capteurs de traînée de condensation sont chacun agencés pour déterminer un ou plusieurs paramètres de traînée de condensation liés à la formation de traînée de condensation par le moteur à turbine à gaz 1. Les capteurs de traînée de condensation 143 sont agencés pour réaliser une mesure de capteur sur une région derrière chaque moteur à turbine à gaz 10 de l’aéronef 1 dans laquelle une traînée de condensation 142 est ou peut être formée, par exemple, les fumées d’échappement 141 de chaque moteur 10.
Les paramètres de traînée de condensation mesurés par les capteurs de commande 143 comprennent une valeur mesurée correspondant au degré de formation de traînée de condensation se produisant dans la fumée d’échappement 141. Dans certains exemples, cela peut être une indication de la présence ou de l’absence d’une traînée de condensation 142 dans la fumée d’échappement respective 141 de chaque moteur 10. Dans d’autres exemples, les paramètres de traînée de condensation peuvent être une variable indiquant la quantité relative de traînée de condensation qui est en train de se former, comprise entre l’absence de traînée de condensation et un degré maximal de formation de traînée de condensation.
Les capteurs de traînée de condensation 143 sont en communication avec le module de détermination de caractéristiques de carburant 144, qui est agencé pour recevoir le(s) paramètre(s) de traînée de condensation de chaque capteur 143. Le module de détermination de caractéristiques de carburant est agencé pour déterminer une ou plusieurs caractéristiques du carburant sur la base des paramètres de traînée de condensation reçus.
Les inventeurs ont observé que la présence d’une traînée de condensation, ou le degré auquel une traînée de condensation est formée, dépend (au moins en partie) des caractéristiques du carburant brûlé par la chambre de combustion des moteurs 10. Les inventeurs ont déterminé que les caractéristiques du carburant peuvent être déterminées sur la base d’une mesure active de la formation de traînée de condensation dans la fumée d’échappement d’un moteur à turbine à gaz respectif 10.
Dans un exemple, la ou les plusieurs caractéristiques de carburant déterminées sur la base du/des paramètre(s) de commande mesuré(s) comprennent une distribution d’hydrocarbures du carburant. Plus précisément, elles peuvent comprendre une teneur en composés aromatiques du carburant. Les inventeurs ont déterminé que la formation d’une traînée de condensation dépend de la présence de molécules aromatiques dans le carburant utilisé. Les inventeurs ont déterminé qu’une réduction de la teneur en composés aromatiques du carburant entraîne une augmentation de la susceptibilité d’un moteur à la formation de traînées de condensation puisque la plus faible teneur en composés aromatiques du carburant signifie que le rapport vapeur d’eau/chaleur ajoutée par le moteur à la fumée d’échappement est augmenté. Cela permet la formation de traînées de condensation sur une plus large plage de conditions atmosphériques par rapport aux carburants à plus forte teneur en composés aromatiques tels que le kérosène fossile. De plus, une plus faible teneur en composés aromatiques peut signifier moins de particules de suie émises, ce qui devrait (dans la plupart des situations) conduire à moins de particules de glace (et donc individuellement plus grandes) dans la jeune traînée de condensation.
Dans certains exemples, le ou les plusieurs paramètres de traînée de condensation peuvent comprendre des mesures effectuées par les capteurs de commande 143 sur une durée prolongée (plutôt qu’une observation instantanée d’une traînée de condensation). Dans certains exemples, le ou les plusieurs paramètres de commande peuvent comprendre une observation prolongée chevauchant la frontière entre les conditions de formation de traînée de condensation et les conditions de non formation de traînée de condensation (ou vice versa).
Dans certains exemples, d’autres caractéristiques de carburant telles que définies ou revendiquées ailleurs ici peuvent être déterminées sur la base des paramètres de traînée de condensation. Dans certains exemples, la teneur en SAF du carburant peut être déterminée sur la base des paramètres de traînée de condensation. Comme la teneur en composés aromatiques d’un SAF est généralement inférieure à celle du carburant kérosène fossile, la formation de traînée de condensation résultante sera donc différente et permettra de déterminer la teneur en SAF du carburant. Dans d’autres exemples, la ou les plusieurs caractéristiques de carburant déterminées peuvent comprendre une indication que le carburant est du kérosène fossile. Cela peut être déterminé en raison du fait que les paramètres de traînée de condensation mesurés correspondent à ce qui serait attendu si du kérosène fossile a été soumis à une combustion par le moteur à turbine à gaz. Dans d’autres exemples, la distribution d’hydrocarbures du carburant peut être déterminée ou déduite sur la base des paramètres de traînée de condensation, par exemple par référence des paramètres de traînée de condensation à ceux attendus pour un carburant avec une distribution d’hydrocarbures connue. Les caractéristiques de carburant peuvent être déterminées en utilisant une comparaison similaire de paramètres à ceux de types de carburant connus.
Dans l’exemple illustré sur la , chacun des capteurs de traînée de condensation 143 comprend un détecteur de traînée de condensation 143a agencé pour détecter un rayonnement électromagnétique réfléchi et/ou réémis par une traînée de condensation 142. Chaque capteur de traînée de condensation comprend en outre une source d’éclairage 143b agencée pour émettre un rayonnement qui est incident sur la traînée de condensation 142 où il est réfléchi et/ou réémis et détecté par le détecteur 143a. Dans d’autres exemples, l’un des détecteurs 143a peut être agencé pour répondre au rayonnement électromagnétique réfléchi et/ou réémis par une traînée de condensation 142 en réponse à l’éclairage ambiant (par exemple la lumière du soleil), ou alternativement en réponse à un éclairage infrarouge (ou autre) émis par le gaz d’échappement chaud du moteur. Dans de tels exemples, les sources d’éclairage 143b peuvent être absentes. Le rayonnement détecté par les détecteurs 143a peut être un rayonnement de longueur d’onde infrarouge émis ou réfléchi par une traînée de condensation. Dans d’autres exemples, d’autres longueurs d’onde de rayonnement peuvent être détectées.
Les capteurs 143 ont chacun un champ de vision 143c dans lequel un signal provenant d’une traînée de condensation peut être reçu. Les capteurs peuvent être prévus à n’importe quel emplacement approprié sur l’aéronef de sorte que la région de formation de traînée de condensation se trouve dans le champ de vision du capteur. Dans le présent exemple, les capteurs 143 sont situés sur les ailes et l’empennage de l’aéronef. D’autres emplacements de capteur peuvent cependant être prévus pour observer chaque fumée d’échappement séparément ou ensemble.
Dans encore d’autres exemples, d’autres formes de capteur peuvent être utilisées pour mesurer un paramètre de traînée de condensation indiquant la présence ou l’absence d’une traînée de condensation, ou le degré auquel une traînée de condensation est formée. Dans certains exemples, les capteurs de traînée de condensation 143 peuvent être agencés pour détecter le son renvoyé par les particules dans une traînée de condensation. Par exemple, les sources d’éclairage peuvent être remplacées par des sources d’ondes sonores (ou ultrasonores), qui pourraient comprendre le son généré par le moteur en utilisation. Les détecteurs 143a seraient alors agencés pour détecter le son renvoyé par les particules de glace dans une traînée de condensation.
Dans encore d’autres exemples, les capteurs 143 peuvent être des capteurs d’image. Dans cet exemple, les capteurs peuvent comprendre un dispositif d’imagerie agencé pour obtenir une image de la fumée d’échappement (par exemple à un emplacement où une traînée de condensation peut se former derrière les moteurs à turbine à gaz), et déterminer à partir de l’image si une traînée de condensation est formée ou non, ou le degré auquel une traînée de condensation s’est formée. Cela peut être effectué en utilisant des techniques de traitement d’image ou un algorithme d’AI (intelligence artificielle) configuré(es) pour mesurer la taille et la forme de toute traînée de condensation formée, ou si une traînée de condensation est absente dans les images obtenues.
Le module de détermination de caractéristiques de carburant 144 est agencé pour transmettre la ou les plusieurs caractéristiques de carburant déterminées au régulateur électronique moteur EEC 42 (non représenté sur la ). Dans certains exemples, le module de détermination 144 peut faire partie de l’EEC 42 de l’un quelconque ou plusieurs des moteurs à turbine à gaz de l’aéronef. Une fois reçues au niveau de l’EEC, les caractéristiques de carburant peuvent être utilisées pour fournir des informations sur le carburant qui est fourni des réservoirs de carburant au moteur de sorte que le fonctionnement du/des moteur(s) à turbine à gaz puisse être adapté en conséquence. Dans encore d’autres exemples, le module de détermination de caractéristiques de carburant 144 peut faire partie de l’un des capteurs 143, qui est en communication avec l’EEC.
Afin de déterminer la ou les plusieurs caractéristiques de carburant, le module de détermination 144 peut être agencé pour comparer un paramètre de traînée de condensation mesuré à une table de consultation de valeurs de paramètre de traînée de condensation attendues de carburants avec des caractéristiques de carburant connues pour déterminer les caractéristiques correspondantes du carburant qui est utilisé par les moteurs à turbine à gaz.
Dans certains exemples, la ou les plusieurs caractéristiques de carburant sont en outre déterminées par le module de détermination de caractéristiques de carburant 144 sur la base d’un ou plusieurs paramètres de conditions atmosphériques ambiantes. Chacun de ces paramètres de conditions atmosphériques indique les conditions atmosphériques ambiantes dans lesquelles les moteurs à turbine à gaz 10 fonctionnent actuellement. Les inventeurs ont déterminé que la formation d’une traînée de condensation dépend au moins en partie des conditions atmosphériques dans lesquelles le moteur respectif fonctionne, en plus des caractéristiques du carburant qui est soumis à une combustion. Les paramètres de conditions atmosphériques peuvent comprendre la pression ambiante, la température et/ou la pression de vapeur (humidité) dans lesquelles le moteur à turbine à gaz fonctionne. En tenant davantage compte des conditions ambiantes, la détermination des caractéristiques de carburant peut être améliorée.
Dans certains exemples, les paramètres de conditions atmosphériques ambiantes peuvent être obtenus à partir d’un capteur ou de capteurs situé(s) à bord de l’aéronef, qui est/sont agencé(s) pour mesurer les conditions au voisinage de l’aéronef. Cela peut fournir une mesure directe des conditions actuelles dans lesquelles le moteur fonctionne. Dans d’autres exemples, les paramètres de conditions ambiantes peuvent être obtenus à partir d’une source de données météorologiques fournissant des informations en temps réel ou attendues sur les conditions ambiantes dans lesquelles le moteur fonctionne.
Dans certains exemples, la ou les plusieurs caractéristiques de carburant sont en outre déterminées sur la base d’un ou plusieurs paramètres de fonctionnement du moteur ou de l’aéronef. Divers paramètres de fonctionnement de l’aéronef ou du moteur peuvent avoir une incidence sur la formation d’une traînée de condensation et peuvent donc être pris en compte.
Dans certains exemples, la caractéristique de carburant peut être calculée en déterminant la valeur d’un paramètre variable (par exemple un paramètre de fonctionnement de moteur et/ou un paramètre de condition ambiante) auquel une traînée de condensation est formée en premier.
Dans un exemple, la ou les plusieurs caractéristiques de carburant peuvent être déterminées sur la base d’un paramètre de traînée de condensation mesuré pendant une phase de montée du fonctionnement de moteur. Par exemple, le paramètre de traînée de condensation peut indiquer quand une traînée de condensation commence à se former pendant une phase de montée, et conjointement avec les conditions ambiantes et le paramètre de fonctionnement de moteur auquel la traînée de condensation commence à se former, une ou plusieurs caractéristiques du carburant peuvent être déterminées. Cela peut être utilisé pour déduire les propriétés de carburant, en particulier la quantité de vapeur d’eau libérée par la combustion par unité d’énergie de carburant, qui à son tour est liée aux caractéristiques de carburant telles que la fraction massique d’hydrogène du carburant.
La illustre un procédé 1040 de détermination d’une caractéristique de carburant d’un carburant d’aviation approprié pour alimenter un moteur à turbine à gaz d’un aéronef qui peut être réalisé par le système de détermination de caractéristiques de carburant 140 représenté sur la et décrit ci-dessus. Le procédé 1040 comprend la détermination 1041, lors de l’utilisation du moteur à turbine à gaz 10, d’un ou plusieurs paramètres de traînée de condensation. Les paramètres de traînée de condensation sont liés à la formation de traînée de condensation par le moteur à turbine à gaz 10 comme décrit ci-dessus. Par exemple, les paramètres de traînée de condensation peuvent comprendre un paramètre indiquant le degré de formation de traînée de condensation ayant lieu, ou si une traînée de condensation est présente ou absente. La détermination 1041 du ou des plusieurs paramètres de traînée de condensation comprend la réalisation 1042 d’une mesure de capteur sur une région (par exemple la fumée d’échappement 141) derrière le moteur à turbine à gaz dans laquelle une traînée de condensation 142 est ou peut être formée. Le procédé comprend en outre la détermination 1043 d’une ou plusieurs caractéristiques de carburant du carburant sur la base du ou des plusieurs paramètres de traînée de condensation comme décrit ci-dessus. L’une des caractéristiques décrites ci-dessus en relation avec la peut être incorporée dans le procédé de la .
Détermination des caractéristiques du carburant en utilisant une mesure de gaz d’échappement
La illustre un autre exemple d’un système de détermination de caractéristiques de carburant 150, situé à bord de l’aéronef 1. Le système de détermination de caractéristiques de carburant 150 dans cet exemple est agencé pour déterminer une ou plusieurs caractéristiques de carburant du carburant fourni à un moteur à turbine à gaz sur la base de mesures d’un gaz d’échappement de ce moteur 10. La représente l’aéronef 1 en vol avec chaque moteur à turbine à gaz 10 produisant une fumée d’échappement 141. Les réservoirs de carburant d’ailes de l’aéronef 1 ne sont pas représentés sur la pour des raisons de clarté, mais il est entendu que ceux-ci peuvent encore être présents.
Le système de détermination 150 comprend un capteur d’échappement 151 et un module de détermination de caractéristiques de carburant 152. Dans l’exemple représenté sur la , un système de détermination de caractéristiques de carburant 150 est prévu pour chaque moteur, mais dans d’autres exemples, un seul système de détermination de caractéristiques de carburant 150 pourrait être partagé entre eux, avec un/des capteur(s) d’échappement 151 pour chaque moteur 10 fournissant des informations au seul module de détermination 152.
Le capteur d’échappement 151 est agencé pour déterminer un ou plusieurs paramètres de teneur en gaz d’échappement du gaz d’échappement produit par le moteur à turbine à gaz respectif 10. Le capteur d’échappement est agencé pour réaliser une mesure du gaz d’échappement produit par le moteur pendant l’utilisation. Cela peut inclure des conditions de fonctionnement de moteur correspondant à n’importe quelle phase de vol (par exemple pendant la croisière), ou correspondant à un fonctionnement pendant que l’aéronef est au sol (par exemple pendant le démarrage ou le roulage). Les paramètres de teneur en gaz d’échappement peuvent indiquer la teneur chimique du gaz d’échappement produit par le moteur, et peuvent indiquer la concentration, la présence ou l’absence de substances ou d’espèces respectives dans le gaz d’échappement. Dans certains exemples, le/les capteur(s) d’échappement 151 peut/peuvent être situé(s) dans le moteur à turbine à gaz respectif 10 de sorte qu’il(s) soit/soient agencé(s) pour réaliser une mesure sur le gaz d’échappement avant qu’il ne soit émis par le moteur. Dans certains exemples, le capteur d’échappement peut réaliser une mesure sur les gaz d’échappement à mesure qu’ils s’écoulent à travers le noyau de moteur, ou en variante qui sont échantillonnés à partir du flux de noyau. Dans d’autres exemples, le capteur d’échappement 151 peut être agencé pour réaliser une mesure sur les gaz d’échappement une fois qu’ils ont quitté le moteur, par exemple via la tuyère d’échappement de noyau 20 (comme représenté sur la ).
Le capteur d’échappement 151 est en communication avec le module de détermination de caractéristiques de carburant 152, qui est agencé pour recevoir le(s) paramètre(s) de teneur en gaz d’échappement à partir de celui-ci. Le module de détermination de caractéristiques de carburant 152 est ensuite agencé pour déterminer une ou plusieurs caractéristiques du carburant sur la base des paramètres de teneur en gaz d’échappement reçus.
Les inventeurs ont déterminé que les caractéristiques du carburant fourni au moteur à turbine à gaz et soumis à une combustion par sa chambre de combustion peuvent être déterminées pendant le fonctionnement du moteur par une mesure active des propriétés du gaz d’échappement produit. Dans cet exemple, les paramètres de teneur en gaz d’échappement comprennent des propriétés du gaz d’échappement autres que la présence d’une traînée de condensation.
Dans un exemple, le ou les plusieurs paramètres de teneur en gaz d’échappement comprennent un paramètre indiquant la teneur en nvPM du gaz d’échappement. Les inventeurs ont déterminé qu’en mesurant activement la teneur en nvPM du gaz d’échappement, diverses caractéristiques du carburant F peuvent être déterminées. En mesurant la teneur en nvPM, par exemple, un rapport hydrogène sur carbone du carburant F soumis à une combustion peut être déterminé. Les inventeurs ont observé qu’un rapport hydrogène sur carbone plus faible (par exemple par rapport au kérosène fossile) est associé à un niveau plus élevé de production de nvPM, et la dépendance entre eux peut être utilisée pour déterminer la caractéristique du carburant.
Dans un autre exemple, une teneur en naphtalène peut être déterminée sur la base de la teneur en nvPM mesurée. Dans cet exemple, une teneur élevée en naphtalène (par exemple par rapport au carburant kérosène fossile) est associée à un niveau plus élevé de production de nvPM. Cette dépendance entre la production de nvPM et la teneur en naphtalène peut être utilisée pour déterminer la teneur en naphtalène du carburant F.
Dans encore un autre exemple, une teneur en composés aromatiques (par exemple une fraction massique aromatique) du carburant F peut être déterminée sur la base de la teneur en nvPM mesurée. Dans cet exemple, une teneur élevée en composés aromatiques (par exemple par rapport au carburant kérosène fossile) est associée à un niveau plus élevé de production de nvPM. Cette dépendance entre la production de nvPM et la teneur en composés aromatiques peut être utilisée pour déterminer la teneur en composés aromatiques du carburant F.
Afin de mesurer la teneur en nvPM du gaz d’échappement, le capteur d’échappement 151 peut, dans un exemple, comprendre un dispositif de mesure d’incandescence induite par laser (LII) agencé pour déterminer la concentration volumique de nvPM dans le gaz d’échappement. Le dispositif de mesure LII peut être agencé pour déclencher une impulsion très courte et à haute énergie d’un laser de 1064 nm au niveau de particules dans le gaz d’échappement. Il en résulte que les particules de nvPM s’échauffent et brillent dans le spectre visible. La luminescence maximale est directement liée à la concentration volumique de nvPM. La densité du matériau peut alors également être utilisée pour une conversion en concentration massique de nvPM.
Dans d’autres exemples, le capteur d’échappement 151 peut comprendre un dispositif de mesure de comptage de particules de condensation (CPC) agencé pour déterminer un nombre de nvPM dans le gaz d’échappement. Le dispositif CPC est agencé pour compter les particules en utilisant la diffusion laser après que les particules ont été agrandies en les faisant passer à travers un nuage de vapeur de butanol. Cela se condense pour rendre les particules suffisamment grosses pour être comptées en utilisant une mesure par diffusion laser. Dans cet exemple, un séparateur de particules volatiles peut être nécessaire en amont du dispositif de mesure CPC pour séparer toutes les particules volatiles du gaz d’échappement.
En plus, ou en variante à la teneur en nvPM, le ou les plusieurs paramètres de teneur en gaz d’échappement peuvent comprendre un paramètre indiquant le gaz SO2, CO2ou CO dans le gaz d’échappement. Sur la base d’une mesure de la teneur en SO2du gaz d’échappement, la teneur en soufre élémentaire du carburant peut être déterminée par le module de détermination de caractéristiques de carburant. Par exemple, parce que la teneur en SO2du gaz d’échappement provient de l’oxydation de la teneur en soufre du carburant. De même, sur la base d’une mesure de CO2ou de CO dans le gaz d’échappement, le module de détermination de caractéristiques de carburant peut déterminer la teneur en carbone dans la teneur en hydrocarbures du carburant. La teneur en carbone peut être déterminée sur la base de l’oxydation de la teneur en carbone du carburant. Dans d’autres exemples, les paramètres de teneur en gaz d’échappement indiquent la teneur en aérosol sulfaté du gaz d’échappement. Ces paramètres de teneur en gaz d’échappement peuvent être utilisés pour déterminer une caractéristique de carburant: teneur en soufre du carburant F.
Afin de mesurer la teneur en gaz SO2, CO2ou CO du gaz d’échappement, le capteur d’échappement 151 peut comprendre un dispositif de mesure d’absorption non dispersive dans l’infrarouge (NDIR). Afin de mesurer la teneur massique en aérosol sulfaté du gaz d’échappement, le capteur 151 peut comprendre un dispositif de spectromètre de masse pour aérosols (AMS). Le dispositif AMS peut être agencé pour diriger des aérosols sur une plaque chauffante (par exemple à 600°C) et mesurer un spectre de masse moléculaire résultant. Le dispositif AMS peut être agencé pour additionner tous les pics de spectre associés aux sulfates. Cette méthode ne tient pas compte du pic de nucléation du soufre s’il en existe un dans la fumée refroidie. Les distributions granulométriques (mobilité électrique) peuvent être mesurées soit par une mesure de type Analyseur de Mobilité Electrique à Balayage (SMPS), soit par une mesure de type Analyseur Différentiel de Mobilité Electrique (DMS) pouvant déterminer un pic de nucléation du soufre de ~10 nm. La mesure AMS peut être effectuée en utilisant un échantillon refroidi de gaz d’échappement provenant de l’échappement du moteur.
Les types de capteurs d’échappement indiqués ci-dessus sont destinés à être des exemples uniquement, et d’autres types de capteur peuvent être utilisés pour déterminer la teneur en nvPM et en soufre du gaz d’échappement. Dans encore d’autres exemples, d’autres propriétés de teneur en gaz d’échappement peuvent être déterminées, en utilisant des capteurs appropriés, afin que diverses autres caractéristiques de carburant soient déterminées (par exemple l’une de celles définies ailleurs ici).
Dans certains exemples, d’autres caractéristiques de carburant telles que définies ou revendiquées ailleurs ici peuvent être déterminées sur la base des paramètres de gaz d’échappement. Dans certains exemples, la teneur en SAF du carburant peut être déterminée sur la base des paramètres de gaz d’échappement. Comme, par exemple, la teneur en composés aromatiques d’un SAF est généralement inférieure à celle du carburant kérosène fossile, les propriétés de gaz d’échappement résultantes (par exemple, la teneur en nvPM) seront donc différentes et permettront de déterminer la teneur en SAF du carburant. Dans d’autres exemples, la ou les plusieurs caractéristiques de carburant déterminées peuvent comprendre une indication que le carburant est du kérosène fossile. Cela peut être déterminé du fait que les paramètres de teneur en gaz d’échappement mesurés correspondent à ce qui serait attendu si du kérosène fossile a été soumis à une combustion par le moteur à turbine à gaz.
Afin de déterminer la ou les plusieurs caractéristiques de carburant, le module de détermination 152 peut être agencé pour comparer un paramètre ou des paramètres de gaz d’échappement mesuré(s) à une table de consultation de valeurs de paramètre de gaz d’échappement attendues de carburants avec des caractéristiques de carburant connues pour déterminer les caractéristiques correspondantes du carburant utilisé par les moteurs à turbine à gaz. Par exemple, les paramètres de gaz d’échappement mesurés peuvent être comparés à une ligne de base qui serait attendue pour un carburant de caractéristiques connues, tel que le kérosène ou le carburant standard Jet A-1.
Dans certains exemples, la ou les plusieurs caractéristiques de carburant sont en outre déterminées par le module de détermination 152 sur la base d’un ou plusieurs paramètres de conditions atmosphériques ambiantes. Chacun des paramètres de conditions atmosphériques indique les conditions atmosphériques ambiantes dans lesquelles le moteur à turbine à gaz fonctionne actuellement. Les inventeurs ont déterminé que les propriétés de gaz d’échappement dépendent au moins en partie des conditions atmosphériques dans lesquelles le moteur fonctionne, en plus des caractéristiques du carburant soumis à une combustion. Les paramètres de conditions atmosphériques peuvent comprendre la pression ambiante, la température et/ou la pression de vapeur (humidité) dans lesquelles le moteur à turbine à gaz fonctionne. En tenant davantage compte des conditions ambiantes, la détermination des caractéristiques de carburant peut être améliorée.
Dans certains exemples, les paramètres de conditions atmosphériques ambiantes peuvent être obtenus à partir d’un capteur ou de capteurs à bord de l’aéronef qui sont agencés pour mesurer les conditions au voisinage de l’aéronef. Cela peut fournir une mesure directe des conditions actuelles dans lesquelles le moteur fonctionne. Dans d’autres exemples, les paramètres de conditions ambiantes peuvent être obtenus à partir d’une source de données météorologiques fournissant des informations en temps réel ou attendues sur les conditions ambiantes dans lesquelles le moteur fonctionne.
Dans certains exemples, la ou les plusieurs caractéristiques de carburant sont en outre déterminées sur la base d’un ou plusieurs paramètres de fonctionnement du moteur ou de l’aéronef. Les paramètres de fonctionnement de moteur peuvent par exemple comprendre le réglage de puissance du moteur.
Les paramètres de teneur en gaz d’échappement peuvent être mesurés à tout moment pendant le fonctionnement de l’aéronef. Dans certains exemples, des paramètres de teneur en gaz d’échappement peuvent être mesurés pendant une phase de fonctionnement avant le décollage de l’aéronef afin qu’un paramètre de carburant puisse être déterminé pour une utilisation ultérieure pendant le fonctionnement de la turbine à gaz pour ce vol spécifique. Dans certains exemples, les paramètres de teneur en gaz d’échappement peuvent être mesurés pendant une phase de démarrage ou de roulage du fonctionnement du moteur.
Dans encore d’autres exemples, les paramètres de teneur en gaz d’échappement peuvent être mesurés dans une première condition de fonctionnement de moteur, qui est associée à des niveaux élevés d’émission de la substance pertinente dans le gaz d’échappement produit, par rapport à une condition de fonctionnement de moteur dans laquelle on s’attendrait à ce qu’ils soient plus bas. Par exemple, si les paramètres de teneur en gaz d’échappement se rapportent à la teneur en nvPM du gaz d’échappement, ils peuvent être mesurés pendant une phase de fonctionnement du moteur dans laquelle la production de nvPM est censée être intrinsèquement élevée par rapport à d’autres phases d’émission à faible nvPM. La première condition de fonctionnement de moteur peut, par exemple, être une faible puissance de moteur, par rapport à une deuxième condition de fonctionnement qui peut être une condition de fonctionnement à puissance de moteur relativement plus élevée.
Dans certains exemples, le module de détermination de caractéristiques de carburant 152 peut baser la détermination de caractéristiques de carburant sur une comparaison des paramètres de teneur en gaz d’échappement mesurés dans différentes conditions de fonctionnement du moteur. Par exemple, la détermination de caractéristiques de carburant peut être basée sur une comparaison des paramètres de teneur en gaz d’échappement mesurés à différents niveaux de puissance de moteur.
La illustre un procédé 1050 de détermination d’une caractéristique de carburant d’un carburant d’aviation approprié pour alimenter un moteur à turbine à gaz d’un aéronef qui peut être réalisé par le système de détermination de caractéristiques de carburant 150 représenté sur la et décrit ci-dessus. Le procédé 1050 comprend la détermination 1051, lors de l’utilisation du moteur à turbine à gaz 10, d’un ou plusieurs paramètres de teneur en gaz d’échappement. Le ou les plusieurs paramètres de gaz d’échappement sont déterminés en réalisant 1052 une mesure de capteur sur un gaz d’échappement du moteur à turbine à gaz 10 comme décrit ci-dessus. Le procédé 1050 comprend en outre la détermination 1053 d’une ou plusieurs caractéristiques de carburant du carburant sur la base du ou des plusieurs paramètres de gaz d’échappement.
Le procédé 1050 peut comprendre la mesure des paramètres de teneur en gaz d’échappement dans une première condition de fonctionnement de moteur dans laquelle l’émission de la substance respective mesurée est supérieure à celle dans une deuxième condition de fonctionnement de moteur. La première condition de fonctionnement de moteur peut correspondre à une puissance de moteur inférieure par rapport à la deuxième. Dans encore d’autres exemples, la ou les plusieurs caractéristiques de carburant peuvent être déterminées sur la base d’une comparaison des paramètres de teneur en gaz d’échappement déterminés dans différentes conditions de fonctionnement de moteur (par exemple, les première et deuxième conditions de fonctionnement de moteur).
Détermination des caractéristiques du carburant en utilisant des mesures de performances de moteur
La illustre un autre exemple d’un système de détermination de caractéristiques de carburant 155, situé à bord de l’aéronef 1. Le système de détermination de caractéristiques de carburant 155 dans cet exemple est agencé pour déterminer une ou plusieurs caractéristiques de carburant du carburant fourni à un moteur à turbine à gaz de l’aéronef sur la base des mesures des paramètres de performance de ce moteur 10.
Le système de détermination 150 comprend un capteur de paramètre de performance 156 et un module de détermination de caractéristiques de carburant 157. Dans l’exemple représenté sur la , un système de détermination de caractéristiques de carburant 155 est prévu pour chaque moteur, mais dans d’autres exemples, un seul système de détermination de caractéristiques de carburant 155 pourrait être partagé entre eux, avec le/les capteur(s) de paramètre de performance 156 pour chaque moteur 10 fournissant des informations au seul module de détermination 157.
Le module de détermination de caractéristiques de carburant 157 est agencé pour déterminer un ou plusieurs paramètres de performance du moteur à turbine à gaz respectif 10 mesurés pendant une première période de fonctionnement du moteur (par exemple pendant le fonctionnement dans une première condition de fonctionnement de moteur). Les paramètres de performance peuvent être obtenus à partir d’une mesure réalisée par le capteur 156. Dans l’exemple décrit, le module de détermination de caractéristiques de carburant 157 est agencé pour obtenir les paramètres de performance directement à partir du capteur 156. Dans d’autres exemples, le capteur 156 peut être en communication avec l’EEC 42 du moteur 10, et peut être utilisé en tant que partie d’un procédé de commande de moteur existant. Le module de détermination de caractéristiques de carburant 157 peut, dans un tel exemple, obtenir des paramètres de performance à partir de l’EEC 42. Cela peut permettre au système de détermination de caractéristiques de carburant 155 d’utiliser des capteurs existants déjà prévus sur le moteur à turbine à gaz 10. Tandis que la représente le module de caractéristiques de carburant 157 qui est séparé de l’EEC 42 et en communication avec celui-ci, il peut, dans certains exemples, faire partie de l’EEC.
La ou les plusieurs caractéristiques de carburant peuvent être déterminées par le module de détermination de caractéristiques de carburant 157 après avoir été reçues du capteur 156. Les caractéristiques de carburant peuvent, dans certains exemples, être déterminées pendant une deuxième période de fonctionnement ultérieure (par exemple pendant le fonctionnement dans une deuxième condition de fonctionnement de moteur, différente de la première) après qu’elles aient été collectées pendant la première période de fonctionnement. Dans d’autres exemples, la détermination peut être effectuée pendant la première période de fonctionnement. Les inventeurs ont déterminé que certains paramètres de performance du moteur dépendront des caractéristiques du carburant utilisé, et que cela peut être utilisé pour déterminer diverses caractéristiques de carburant.
La première période de fonctionnement pendant laquelle les paramètres de performance sont mesurés peut être une première phase de vol, par exemple une phase de décollage ou de montée. La deuxième période de fonctionnement pendant laquelle une ou plusieurs caractéristiques de carburant peuvent alors être déterminées (et éventuellement sur lesquelles il est possible d’agir en commandant le moteur en conséquence) peut être une deuxième phase de vol qui se produit plus tard dans une mission d’exploitation ou un vol par rapport à la première. La deuxième phase de vol peut être une phase de croisière. En utilisant des paramètres de performance mesurés pendant une phase de décollage ou de montée, le moteur peut fonctionner dans une condition de fonctionnement de moteur dans laquelle une plus grande variation de performances résultant des caractéristiques de carburant peut être observée. Par exemple, pendant la phase de montée, un aubage directeur d’entrée orientable (VIGV) du moteur peut être dans un état d’ouverture maximale, ce qui correspondrait à une plus grande dépendance observable des performances aux caractéristiques de carburant.
Divers paramètres de performance de moteur peuvent être mesurés par le(s) capteur(s) 156. Les paramètres de performance peuvent être déterminés directement par une mesure de capteur, ou peuvent être déterminés indirectement à partir d’une dépendance à un autre paramètre. Afin de déterminer la ou les plusieurs caractéristiques de carburant, le module de détermination de caractéristiques de carburant 157 peut être agencé pour comparer un paramètre de performance mesuré à une table de consultation de valeurs de paramètre de performance attendues correspondant à des carburants avec des caractéristiques de carburant connues dans la condition de fonctionnement de moteur correspondante pour déterminer les caractéristiques du carburant utilisé. Par exemple, les paramètres de performance mesurés peuvent être comparés à une ligne de base qui serait attendue pour un carburant de caractéristiques connues, tel que le kérosène ou le carburant standard Jet A-1.
Diverses caractéristiques de carburant telles que définies ou revendiquées ailleurs ici peuvent être déterminées sur la base des paramètres de performance de cette manière. Dans certains exemples, la teneur en SAF du carburant peut être déterminée sur la base des paramètres de performance. Dans d’autres exemples, la ou les plusieurs caractéristiques de carburant déterminées peuvent comprendre une indication que le carburant est du kérosène fossile. Cela peut être déterminé du fait que les paramètres de performance mesurés correspondent à ce qui serait attendu si du kérosène fossile a été soumis à une combustion par le moteur à turbine à gaz.
Dans un exemple, les paramètres de performance fournis au module de détermination de caractéristiques de carburant 157 peuvent comprendre la vitesse de rotation de la soufflante 23 et le débit de carburant distribué au moteur. La vitesse de rotation de la soufflante 23 pourra être déterminée par la vitesse de rotation turbine/compresseur basse pression N1, qui sera la même que la vitesse de soufflante 23 pour une architecture sans réducteur, ou liée à la vitesse de soufflante par le rapport d’engrange de la boîte à engrenages 30. La variation de la vitesse de soufflante avec les caractéristiques de carburant peut être liée à l’énergie de carburant différente par unité de volume et/ou par unité de masse de différents types de carburant. Le circuit de carburant du moteur comprend un débitmètre de carburant agencé pour mesurer le débit (par exemple en masse ou en volume) auquel le carburant est distribué au moteur, qui, s’il est combiné à la connaissance de la vitesse de soufflante résultante, peut permettre de déterminer le bénéfice apporté par le carburant (c’est-à-dire que plus d’énergie de carburant par unité de temps entraîne une vitesse de soufflante plus rapide). Sur la base de la vitesse de soufflante et du débit de carburant, le module de détermination de caractéristiques de carburant peut être agencé pour calculer la quantité d’énergie du carburant qui est introduite dans la chambre de combustion par unité de masse ou par unité de volume de flux de carburant, et ainsi déduire les caractéristiques du carburant, par exemple, si le carburant fourni est SAF, fossile ou un mélange en pourcentage des deux (c’est-à-dire déterminer la teneur en SAF en pourcentage).
Dans d’autres exemples, les paramètres de performance fournis au module de détermination de caractéristiques de carburant 157 peuvent comprendre une température d’entrée de turbine (TET). La TET peut être telle que définie ailleurs ici, et peut dans cet exemple être mesurée au niveau du premier rotor de la première turbine 17 dans une direction en aval de la chambre de combustion 16 (par exemple au niveau de la turbine à pression la plus élevée). La TET peut être mesurée directement, ou plus dans certains exemples être mesurée indirectement sur la base d’une mesure plus en aval dans le flux d’air de noyau, par exemple au niveau de la deuxième turbine 19. Les inventeurs ont déterminé que le pouvoir calorifique du carburant brûlé par la chambre de combustion a un effet sur la TET. Une mesure de la TET peut donc être utilisée par le module de détermination de caractéristiques de carburant afin de déterminer une ou plusieurs caractéristiques de carburant du carburant par comparaison avec la TET attendue pour des types de carburant connus. Par exemple, les inventeurs ont déterminé qu’une augmentation du pouvoir calorifique du carburant se traduirait par une augmentation de la TET. Cela peut être utilisé comme méthode pour déterminer si le carburant utilisé est du SAF, car le SAF a généralement un pouvoir calorifique supérieur à celui du kérosène. Dans certains exemples, une augmentation de TET d’environ 3K peut être observée lors de l’utilisation du SAF par rapport au kérosène.
Dans un autre exemple, la détermination de caractéristiques de carburant peut être basée sur un rapport carburant/air de la chambre de combustion. Cela peut être déterminé par la masse du flux de carburant vers la chambre de combustion par rapport au débit d’air de noyau. Les inventeurs ont déterminé que ce rapport diminuerait avec l’utilisation d’un carburant tel que le SAF, et peut donc fournir un autre moyen pour déterminer que le SAF est utilisé par le moteur.
Dans encore d’autres exemples, d’autres paramètres de performance de moteur peuvent être utilisés, y compris la vitesse de corps HP, T30 et/ou T40 (comme défini ailleurs ici). Dans d’autres exemples, le débit de carburant requis pour atteindre une vitesse de soufflante souhaitée dans les conditions ambiantes actuelles et la vitesse d’avancement d’aéronef (vitesse anémométrique) peuvent être utilisés pour déterminer les caractéristiques du carburant fourni au moteur. Pour SAF, le débit de carburant requis pour atteindre une vitesse de soufflante donnée sera inférieur (par rapport à la masse) ou supérieur (par rapport au volume) au débit de carburant fossile requis pour atteindre la même vitesse de soufflante dans les mêmes conditions de fonctionnement. Des comparaisons similaires entre les paramètres de performance mesurés et ceux attendus pour des caractéristiques de carburant connues peuvent être utilisées pour déterminer une variété de caractéristiques de carburant.
Le module de détermination de caractéristiques de carburant 157 peut être agencé pour déterminer chaque caractéristique de carburant sur la base d’une pluralité de paramètres de performance de moteur différents. La pluralité de paramètres de performance peut comprendre au moins deux paramètres de performance différents, et de préférence au moins trois paramètres de performance différents. La caractéristique de carburant peut être déterminée sur la base d’une comparaison de ces différents paramètres de performance entre eux. En utilisant plus d’un paramètre de performance, la précision ou la fiabilité de la détermination des caractéristiques de carburant peut être améliorée.
En réponse à la ou aux caractéristique(s) de carburant déterminée(s) par le module de détermination de caractéristiques de carburant, le fonctionnement du moteur à turbine à gaz (ou de l’aéronef) peut être ajusté ou modifié en conséquence pendant la deuxième période de temps de fonctionnement. Par exemple, il est possible d’agir sur des paramètres de performance de moteur, obtenus pendant la phase de décollage ou de montée, lors du fonctionnement en croisière ou lors de la descente.
Dans le présent exemple, dans lequel l’aéronef comprend des réservoirs de carburant qui peuvent être configurés pour stocker du carburant ayant différentes caractéristiques de carburant, le moteur à turbine à gaz ne fonctionne selon la ou les plusieurs caractéristiques de carburant pendant la deuxième période de temps que si le carburant est utilisé depuis le même réservoir de carburant, ou est un carburant connu pour avoir les mêmes caractéristiques de carburant, que pendant la première période de temps. Cela signifie que le fonctionnement du moteur change uniquement si le même carburant est utilisé, de sorte que le changement de réponse au carburant soit approprié.
Dans un exemple, un paramètre ou une caractéristique de consommation de carburant du moteur peut être commandé(e) sur la base de la caractéristique de carburant déterminée. Par exemple, le moteur peut être commandé pendant la phase de fonctionnement en croisière du point de vue de la consommation de carburant sur la base des caractéristiques de carburant déterminées à partir des paramètres de performance de la phase de décollage/de montée. Dans d’autres exemples, la vitesse de rotation N1 de la turbine/compresseur haute pression peut être modifiée en réponse à la ou aux plusieurs caractéristiques de carburant. Par exemple, la vitesse de rotation N1 peut être réduite pendant la montée afin que la TET résultante soit identique à la température correspondant à celle lors d’un fonctionnement au kérosène (dans un tel exemple, la première phase de vol peut être le décollage, et la deuxième une phase de montée). Dans d’autres exemples, la vitesse de rotation N1 pendant la croisière peut être modifiée en réponse aux caractéristiques de carburant déterminées pendant le décollage. Dans encore un autre exemple, la vitesse de rotation N1 peut être modifiée pendant une phase de vol en descente sur la base des caractéristiques de carburant déterminées, toujours en modifiant la vitesse de rotation N1 pour qu’elle corresponde à celle qui serait attendue si le moteur fonctionnait au kérosène. La vitesse de rotation N1 dans ces exemples peut être modifiée en changeant les tableaux de classement correspondants dans l’unité de commande de moteur (par exemple l’EEC 42).
La illustre un procédé 1058 de détermination d’une ou plusieurs caractéristiques de carburant d’un carburant d’aviation approprié pour alimenter un moteur à turbine à gaz d’un aéronef qui peut être réalisé par le système de détermination de caractéristiques de carburant 155 représenté sur la et décrit ci-dessus. Le procédé 1058 comprend la détermination 1059 d’un ou plusieurs paramètres de performance du moteur à turbine à gaz mesurés pendant une première période de temps de fonctionnement du moteur à turbine à gaz. Une fois les paramètres de performance déterminés, le procédé comprend la détermination 1060 d’une ou plusieurs caractéristiques de carburant du carburant sur la base du ou des plusieurs paramètres de performance. Dans certains exemples, la ou les plusieurs caractéristiques de carburant sont déterminées pendant une deuxième période de fonctionnement comme décrit ci-dessus, ou peuvent être déterminées pendant la première période de fonctionnement.
Dans certains exemples, le procédé 1058 fait partie d’un procédé de fonctionnement d’un aéronef ayant le moteur à turbine à gaz (par exemple le procédé 1065 décrit ci-dessous), et peut donc comprendre une étape 1061 de fonctionnement du moteur à turbine à gaz ou de l’aéronef selon la ou les plusieurs caractéristiques de carburant pendant la deuxième période de temps de fonctionnement. Le fonctionnement de l’aéronef ou du moteur à turbine à gaz peut comprendre la modification d’un paramètre de commande en réponse aux caractéristiques de carburant déterminées comme décrit ci-dessous.
L’une des caractéristiques décrites ci-dessus en relation avec le système de détermination de caractéristiques de carburant 157 en référence à l’exemple représenté sur la peut être incorporée dans le procédé de la .
Fonctionnement de l’aéronef selon une caractéristique ou un paramètre de carburant sur lequel/laquelle est basée la détermination de caractéristiques de carburant
Les caractéristiques de carburant déterminées en utilisant l’un des systèmes de détermination de caractéristiques de carburant ou des procédés de détermination d’une caractéristique de carburant dans les exemples ici peuvent être utilisées dans le fonctionnement de l’aéronef, et plus spécifiquement le fonctionnement du/des moteur(s) à turbine à gaz de l’aéronef. Cela peut permettre de modifier le fonctionnement de l’aéronef 1 en réponse à la caractéristique de carburant déterminée.
La présente demande fournit donc en outre un procédé 1065 de fonctionnement d’un aéronef 1 propulsé par un ou plusieurs moteurs à turbine à gaz 10 comme illustré sur la . Le procédé 1065 peut être un procédé de fonctionnement de l’aéronef 1 de l’un des exemples décrits ici. Le procédé 1065 comprend la détermination 1066 d’une ou plusieurs caractéristiques de carburant. Cela peut comprendre l’utilisation de l’un des procédés décrits ici. Le procédé 1065 comprend en outre le fonctionnement 1067 de l’aéronef 1 selon la ou les plusieurs caractéristiques de carburant. Le fonctionnement de l’aéronef 1067 peut plus spécifiquement comprendre le fonctionnement du/des moteur(s) à turbine à gaz 10 monté(s) sur l’aéronef 1, mais peut comprendre le fonctionnement d’autres parties de l’aéronef.
Une fois qu’une ou plusieurs caractéristiques de carburant sont connues, le moteur à turbine à gaz 10 ou l’aéronef plus généralement peut être commandé ou fonctionner de diverses manières différentes pour tirer profit de cette connaissance. L’étape de fonctionnement 1067 du moteur à turbine à gaz ou de l’aéronef peut comprendre la modification 1067a d’un paramètre de commande de l’aéronef, et spécifiquement d’un paramètre de commande du moteur à turbine à gaz, en réponse à la ou aux plusieurs caractéristiques de carburant. La modification du paramètre de commande peut comprendre un ou plusieurs de ce qui suit :
i) La modification d’un paramètre de commande d’un système de gestion thermique du moteur à turbine à gaz (par exemple, un échangeur de chaleur carburant-huile 118) sur la base de la ou des plusieurs caractéristiques de carburant. En modifiant le fonctionnement de l’échangeur de chaleur 118, la température du carburant fourni à la chambre de combustion 16 du moteur 10 peut être changée. Dans un exemple, la modification du fonctionnement du système de gestion thermique ou le changement de la température du carburant peut comprendre l’augmentation de la température du carburant si les caractéristiques de carburant indiquent que le carburant peut tolérer un fonctionnement à une température plus élevée sans risque de cokéfaction ou de claquage thermique.
ii) Lorsque plus d’un carburant est stocké à bord d’un aéronef 1, la modification d’un paramètre de commande qui commande une sélection du carburant à utiliser pour telle ou telle opération (par exemple pour des opérations au sol par opposition au vol, pour un démarrage à basse température, ou pour des opérations avec des demandes de poussée différentes) sur la base de caractéristiques de carburant telles que le % de SAF, le potentiel de génération de nVPM, la viscosité et le pouvoir calorifique. Un système de distribution de carburant de l’aéronef peut donc être commandé de manière appropriée sur la base des caractéristiques de carburant. Le système de distribution de carburant peut être commandé pour alimenter le moteur en un carburant ayant une caractéristique de carburant différente de celle mesurée. Cela peut comprendre, par exemple, la fourniture d’un carburant avec une teneur en composés aromatiques relativement plus faible ; la fourniture d’un carburant avec une faible teneur en SAF ; ou la fourniture du carburant kérosène fossile. L’alimentation en carburant peut être commandée en commutant entre les réservoirs de carburant ou en changeant un rapport de mélange de carburant.
iii) La modification d’un paramètre de commande pour ajuster une ou plusieurs gouvernes de vol de l’aéronef 1, de manière à changer d’itinéraire et/ou d’altitude sur la base de la connaissance du carburant.
iv) La modification d’un paramètre de commande pour modifier le pourcentage de déversement d’une pompe à carburant (c’est-à-dire la proportion de carburant pompé remis en circulation au lieu d’être transmis à la chambre de combustion) d’un circuit de carburant de l’aéronef selon la ou les plusieurs caractéristiques de carburant, par exemple sur la base du % de SAF du carburant. La pompe et/ou une ou plusieurs soupapes peuvent donc être commandées de manière appropriée sur la base des caractéristiques de carburant.
v) La modification d’un paramètre de commande pour changer la programmation d’aubages directeurs d’entrée orientables (VIGV) sur la base des caractéristiques de carburant. Les VIGV peuvent être déplacés, ou un mouvement des VIGV peut être annulé, selon ce qui est approprié sur la base des caractéristiques de carburant.
Dans les exemples ci-dessus, le moteur à turbine à gaz ou l’aéronef fonctionne selon la ou les plusieurs caractéristiques de carburant en apportant des changements à la façon dont l’aéronef ou le moteur à turbine à gaz est commandé pendant son utilisation. Cela peut être effectué, par exemple, par un système de commande du moteur (tel que l’EEC 42) apportant des changements à divers paramètres de commande du moteur. Des changements similaires peuvent être mises en œuvre par d’autres systèmes de commande de l’aéronef pendant l’utilisation (par exemple pendant le vol). L’EEC peut être plus généralement désigné comme un exemple d’un système de commande 42 agencé pour commander le fonctionnement de l’aéronef (par exemple, il peut s’agir d’un module de commande d’un système de commande).
La présente demande fournit en outre un aéronef 1 ayant un système de détermination de caractéristiques de carburant selon l’un quelconque ou plusieurs des exemples divulgués ou revendiqués ici. L’aéronef comprend en outre un système de commande agencé pour commander le fonctionnement de l’aéronef selon une ou plusieurs caractéristiques de carburant déterminées par le système de détermination de caractéristiques de carburant. Le système de commande peut comprendre le moteur EEC 42, avec lequel le système de détermination de caractéristiques de carburant peut être en communication ou partiellement intégré à celui-ci. Dans d’autres exemples, d’autres systèmes de commande de l’aéronef peuvent être dotés de caractéristiques de carburant et l’aéronef peut être commandé en conséquence. Le système de commande peut être agencé pour commander le fonctionnement de l’aéronef selon un paramètre sur lequel une détermination de caractéristiques de carburant est basée directement, plutôt que d’exiger qu’une caractéristique de carburant soit déterminée comme décrit ci-dessous.
L’étape de fonctionnement 1067 du moteur à turbine à gaz ou de l’aéronef selon la ou les plusieurs caractéristiques de carburant peut être réalisée automatiquement en réponse à la détermination des propriétés de carburant sans aucune intervention du pilote. Dans certains exemples, elle peut être réalisée après approbation par un pilote, suite à la notification au pilote d’un changement proposé. Dans certains exemples, l’étape 1067a peut consister à réaliser automatiquement certains changements et à en demander d’autres, selon la nature du changement. En particulier, les changements qui sont « transparents » pour le pilote – tels que les changements internes des débits du moteur qui n’affectent pas la puissance de sortie du moteur et ne seraient pas remarqués par un pilote – peuvent être effectués automatiquement, alors que tout changement que le pilote remarquerait peut être notifié au pilote (c’est-à-dire une notification indiquant que le changement se produira à moins que le pilote n’en décide autrement) ou suggéré au pilote (c’est-à-dire que le changement ne se produira pas sans une contribution positive du pilote). Dans les mises en œuvre dans lesquelles une notification ou une suggestion est fournie à un pilote, celle-ci peut être fournie sur un écran de cockpit de l’aéronef et/ou envoyée à un dispositif séparé tel qu’une tablette portable ou un autre dispositif informatique, et/ou annoncée via un signal sonore tel qu’un discours synthétisé ou un message enregistré ou une tonalité particulière indiquant le changement proposé/notifié.
Dans d’autres exemples, l’étape de fonctionnement 1067 du moteur à turbine à gaz selon la ou les plusieurs caractéristiques de carburant peut comprendre la fourniture 1067b au moteur à turbine à gaz d’un carburant ayant des caractéristiques différentes de celles du carburant pour lequel la ou les plusieurs caractéristiques de carburant ont été mesurées dans étape 1066. Cette fourniture d’un carburant différent peut comprendre le chargement d’un carburant ayant des caractéristiques de carburant différentes dans les réservoirs de carburant de l’aéronef lors du ravitaillement de l’aéronef.
Dans certains exemples, le fonctionnement de l’aéronef peut être modifié en réponse à un ou plusieurs des paramètres divulgués ici sur la base desquels les caractéristiques de carburant sont déterminées. Cela peut comprendre, par exemple, le paramètre de vibration, le paramètre de gonflement, le paramètre de substance de trace, le paramètre de transmittance UV-Vis, le paramètre de traînée de condensation, le paramètre de gaz d’échappement et le paramètre de performance de moteur. L’aéronef peut donc être commandé sur la base de tels paramètres, sans qu’une caractéristique de carburant ne soit nécessairement également calculée.
Dans un tel exemple, le fonctionnement de l’aéronef peut être modifié en réponse au ou aux plusieurs paramètres de traînée de condensation, sans qu’une caractéristique de carburant ne soit déterminée. Un exemple d’un tel procédé est représenté sur la . La illustre un procédé 1070 de fonctionnement d’un aéronef 1 ayant un moteur à turbine à gaz 10. Le procédé 1070 comprend : la détermination 1071, lors de l’utilisation du moteur à turbine à gaz 10, d’un ou plusieurs paramètres de traînée de condensation liés à la formation de traînée de condensation par le moteur à turbine à gaz 10. La détermination 1071 du ou des plusieurs paramètres de traînée de condensation comprend la réalisation 1073 d’une mesure de capteur sur une région derrière le moteur à turbine à gaz dans laquelle une traînée de condensation est ou peut être formée comme décrit ci-dessus en relation avec l’exemple représenté sur la . Les paramètres de traînée de condensation sont déterminés à l’étape 1071 pendant un fonctionnement variable de l’aéronef (par exemple pendant une période de paramètre de fonctionnement de moteur variable et/ou de paramètre de condition ambiante). Les paramètres de traînée de condensation déterminés peuvent indiquer la valeur d’un paramètre variable auquel une traînée de condensation est d’abord formée. Une fois le ou les plusieurs paramètres de traînée de condensation ainsi déterminés, le procédé 1070 comprend en outre la commande 1074 d’un paramètre de fonctionnement de l’aéronef selon le ou les plusieurs paramètres de traînée de condensation et la valeur du paramètre variable à laquelle ils correspondent. Comme discuté ci-dessus, cela peut impliquer la mesure des paramètres de performance de moteur et/ou des conditions ambiantes dans lesquelles la formation de traînée de condensation commence pendant une phase de montée du fonctionnement de l’aéronef. La commande de l’aéronef peut comprendre en plus ou en variante l’un des exemples de commande de l’aéronef en réponse aux caractéristiques de carburant décrites ci-dessus.
Un autre exemple dans lequel l’aéronef est commandé sur la base d’un paramètre de capteur plutôt que d’une caractéristique de carburant est illustré sur la . Dans cet exemple, les étapes 1026, 1027 et 1028 du procédé 1025 représenté sur la sont incorporées dans un procédé de fonctionnement d’un aéronef. Par conséquent, dans cet exemple, la illustre un procédé de fonctionnement d’un aéronef 1090 qui comprend la mesure 1091 d’un paramètre de gonflement d’un matériau d’étanchéité (qui est le même matériau que celui des autres joints d’étanchéité 125 prévus sur l’aéronef 1) en utilisant les étapes du procédé 1025. Le procédé 1090 comprend en outre le fonctionnement 1092 de l’aéronef selon le paramètre de gonflement. Le fonctionnement 1092 de l’aéronef selon le paramètre de gonflement peut comprendre la fourniture 1093, au ou aux plusieurs moteurs à turbine à gaz, d’un carburant ayant une caractéristique différente par rapport au carburant pour lequel le paramètre de gonflement a été mesuré. Le carburant ayant une caractéristique différente peut être fourni en ravitaillant l’aéronef avec du carburant ayant une caractéristique différente de celui déjà dans son/ses réservoir(s) de carburant, ou en fournissant du carburant à partir d’un réservoir de carburant différent à bord de l’aéronef qui contient du carburant ayant une caractéristique différente. L’alimentation en carburant depuis une source de carburant différente à bord de l’aéronef peut comprendre la modification d’un mélange de carburants provenant de différentes sources de carburant, ou la commutation entre des carburants ayant des caractéristiques différentes. La fourniture d’un carburant ayant une caractéristique différente peut comprendre l’une quelconque ou plusieurs parmi : i) la fourniture d’un carburant ayant une teneur en composés aromatiques relativement plus élevée ; ii) la fourniture d’un carburant ayant une faible teneur en SAF ; iii) la fourniture de kérosène. Cela peut permettre d’augmenter le gonflement de joint d’étanchéité s’il est déterminé que le fonctionnement en utilisant le carburant actuel fournit un gonflement inadéquat de joint d’étanchéité, ce qui pourrait entraîner une réduction des performances d’étanchéité.
Dans les exemples décrits précédemment, les divers systèmes de détermination de caractéristiques de carburant sont agencés pour déterminer la ou les plusieurs caractéristiques de carburant sur la base uniquement du paramètre respectif décrit dans chaque exemple (par exemple, sur la base d’un seul parmi un paramètre de vibration, un paramètre de gonflement, un paramètre de substance de trace, un paramètre de transmittance UV-Vis, un paramètre de traînée de condensation, un paramètre d’échappement ou un paramètre de performance du moteur). Dans d’autres exemples, l’un des modules de détermination de caractéristiques de carburant ou des procédés de détermination d’une ou plusieurs caractéristiques de carburant décrits ou revendiqués ici peut être agencé pour baser les caractéristiques de carburant sur l’un quelconque ou plusieurs des paramètres décrits ici, c’est-à-dire l’un quelconque ou plusieurs parmi le paramètre de vibration, le paramètre de gonflement, le paramètre de substance de trace, le paramètre de transmittance UV-Vis, le paramètre de traînée de condensation, le paramètre d’échappement et le paramètre de performance du moteur. Cela peut permettre de déterminer une plus grande plage de types de caractéristiques de carburant, ou peut améliorer la précision ou la fiabilité de la détermination de caractéristiques de carburant.
Dans l’un des exemples décrits ici, les caractéristiques de carburant pendant qu’il est chargé sur l’aéronef peuvent être déterminées (par exemple, comme représenté dans les exemples des Figures 5, 9, 13, 15 et 19). Dans de tels exemples, la ou les plusieurs caractéristiques de carburant déterminées peuvent être communiquées à l’EEC 42 directement s’il fonctionne lors du ravitaillement, ou peuvent autrement être stockées et communiquées à l’EEC lorsqu’il est activé. Si l’EEC n’est pas actif lorsque les caractéristiques de carburant sont déterminées, elles peuvent être communiquées à un autre système de commande de l’aéronef.
Lorsque les caractéristiques de carburant sont déterminées pour le carburant chargé sur l’aéronef, ce carburant peut être mélangé avec du carburant déjà présent dans les réservoirs de carburant (par exemple provenant de vols précédents). Les caractéristiques de carburant déterminées peuvent donc être combinées avec celles déterminées à partir d’instants précédents où l’aéronef a été ravitaillé afin de déterminer les caractéristiques du carburant stocké dans les réservoirs de carburant de l’aéronef. Cela peut être effectué en utilisant une méthode de sommation dans laquelle la quantité de carburant chargé dans les réservoirs, la quantité de carburant utilisée pendant chaque vol et les caractéristiques correspondantes du carburant chargé sont enregistrées et combinées pour déterminer les caractéristiques de carburant du carburant réellement stocké dans les réservoirs de l’aéronef à un moment donné.
Génération de programme de maintenance selon les caractéristiques de carburant
La ou les plusieurs caractéristiques de carburant déterminées en utilisant l’un des procédés décrits ou revendiqués ici peuvent être utilisées dans la génération d’un programme de maintenance pour le moteur à turbine à gaz respectif, ou plus généralement l’aéronef sur lequel le moteur à turbine à gaz est monté.
La illustre un exemple d’un procédé 1080 de génération d’un programme de maintenance pour un aéronef. L’aéronef comprend un ou plusieurs moteurs à turbine à gaz, et peut être l’aéronef 1 décrit par rapport à l’un des autres exemples ici. Le procédé 1080 comprend la détermination 1081 d’une ou plusieurs caractéristiques de carburant d’un carburant avec lequel le moteur à turbine à gaz a été, ou doit être, alimenté. La ou les plusieurs caractéristiques de carburant peuvent être celles d’un carburant ou de carburants utilisé(s) lors d’utilisations précédentes du moteur à turbine à gaz, ou d’un carburant contenu dans les réservoirs de carburant de l’aéronef. La ou les plusieurs caractéristiques de carburant peuvent être déterminées en utilisant l’un des procédés décrits ici, mais ne sont pas limités aux seuls procédés dans d’autres exemples. Les caractéristiques de carburant peuvent être déterminées comme décrit ici et fournies automatiquement à un module de détermination de programme de maintenance sans intervention humaine. Dans certains autres exemples, la détermination de la ou des plusieurs caractéristiques de carburant peut impliquer qu’elles soient saisies manuellement dans un module de détermination de programme de maintenance, par exemple lors du ravitaillement de l’aéronef. Cela peut comprendre la lecture des caractéristiques de carburant à partir d’une spécification de carburant, ou à partir de la sortie d’un système de détermination de caractéristiques de carburant, et leur saisie manuelle par un utilisateur humain dans le module de détermination de programme de maintenance. Le procédé 1080 comprend en outre la génération 1082 d’un programme de maintenance selon la ou les plusieurs caractéristiques de carburant. Dans d’autres exemples, un ou plusieurs programmes de maintenance (par exemple un pour chaque moteur) peuvent être déterminés.
Les inventeurs ont déterminé que les caractéristiques du carburant qui a été utilisé pour alimenter la turbine à gaz ont un effet sur le fonctionnement du moteur à turbine à gaz et de l’aéronef en général et peuvent donc nécessiter un changement d’un programme de maintenance pour ce moteur à turbine à gaz ou cet aéronef. Le changement du programme de maintenance peut comprendre un changement des opérations de maintenance programmées et/ou un changement de l’heure/la fréquence à laquelle les opérations de maintenance sont réalisées. Dans certains exemples, la génération d’un programme de maintenance peut comprendre la modification d’un programme existant en réponse aux caractéristiques de carburant, ou la génération d’un nouveau programme.
L’étape de génération 1082 du programme de maintenance peut comprendre la comparaison 1083 de la ou des plusieurs caractéristiques de carburant déterminées avec une caractéristique de carburant attendue, et la modification 1084 d’un programme de maintenance en conséquence. Un programme de maintenance prédéfini existant pour un moteur à turbine à gaz, ou un aéronef en général, peut être associé à une caractéristique de carburant attendue. Par exemple, le programme de maintenance peut être déterminé selon un type de carburant spécifié à utiliser par l’aéronef de sorte que la maintenance puisse être réalisée sur la base de la façon dont le moteur est censé fonctionner en utilisant ce carburant. Le programme de maintenance existant peut être modifié en réponse à la détermination du fait qu’un écart par rapport aux caractéristiques de carburant attendues s’est produit. Cela peut permettre d’adapter le programme de maintenance au carburant qui a été réellement utilisé, plutôt que de supposer que le carburant spécifié a été utilisé.
Dans un exemple, le programme de maintenance existant peut spécifier le fonctionnement de l’aéronef 1 en utilisant un carburant ayant une teneur spécifique en SAF, par exemple, un carburant riche en SAF ayant une certaine proportion de SAF par rapport au kérosène fossile, ou exiger l’utilisation d’un carburant 100% SAF. L’écart par rapport à l’utilisation de carburant ayant la teneur spécifiée en SAF, comme indiqué par les caractéristiques de carburant déterminées, peut entraîner une modification du programme de maintenance pour tenir compte d’un fonctionnement en dehors des spécifications. Dans d’autres exemples, la modification du programme de maintenance peut être basée sur d’autres caractéristiques du carburant telles que définies ailleurs ici. Par exemple, la teneur en composés aromatiques du carburant, ou une indication que du kérosène fossile a été utilisé, peut être déterminée et le programme de maintenance peut être modifié ou autrement généré en conséquence.
Dans certains exemples, une mesure périodique des caractéristiques de carburant peut être réalisée sur laquelle la détermination du programme de maintenance est basée. Cela peut permettre au programme de maintenance d’être généré sur la base d’un effet sur les performances du moteur ou de l’aéronef qui peut se produire pendant une période d’utilisation prolongée avec un carburant ayant certaines propriétés. Cela peut permettre de prendre en compte des changements lents des performances du moteur, plutôt que d’utiliser une modification « en temps réel » du programme de maintenance sur la base d’une seule détermination de caractéristiques de carburant en temps réel. Par exemple, la ou les plusieurs caractéristiques de carburant déterminées à l’étape 1081 peuvent indiquer qu’un niveau seuil de cokéfaction de carburant ou de dégradation thermique a eu lieu. Cela peut conduire à l’accumulation de dépôts de surface dans les composants du moteur à turbine à gaz au fil du temps (par exemple les injecteurs de carburant), et peut nécessiter une maintenance plus fréquente ou le remplacement ou le nettoyage de composants sensibles. En utilisant la détermination périodique des caractéristiques de carburant, le niveau de cokéfaction peut être surveillé au fil du temps et le programme de maintenance peut être adapté en conséquence.
Dans certains exemples, la détermination de la ou des plusieurs caractéristiques de carburant peut comprendre la mesure d’un changement des propriétés d’un composant de capteur, qui est exposé au carburant utilisé pour alimenter les moteurs 10 de l’aéronef. Le composant de capteur peut, dans certains exemples, être un cristal piézoélectrique, qui est exposé au carburant chargé sur l’aéronef ou utilisé par le moteur à turbine à gaz, comme discuté en relation avec les exemples représentés sur les Figures 5 à 8. Dans cet exemple, le procédé 1080 peut donc utiliser le système de détermination de carburant 114 décrit dans les exemples ci-dessus. La détermination de la ou des plusieurs caractéristiques de carburant dans un tel exemple peut comprendre la mesure d’un mode de vibration du cristal piézoélectrique, qui fournit une indication d’un dépôt de surface formé sur le cristal. Le programme de maintenance peut être modifié sur la base de la détection d’un tel dépôt de surface indiquant qu’un carburant ayant une caractéristique provoquant la formation de dépôts de surface dans le moteur ou le circuit de carburant a été utilisé, et la maintenance doit être réalisée en conséquence. Le programme de maintenance peut être modifié en fonction du dépassement d’un niveau seuil de cokéfaction ou de dégradation thermique de carburant. Dans un tel exemple, la caractéristique de carburant peut être une indication que le carburant a provoqué un dépôt de surface, plutôt que de nécessiter une autre détermination d’une caractéristique de carburant qui est associée à la découverte d’une telle formation de dépôt de surface. Cela peut permettre de modifier le programme de maintenance sur la base d’un dépôt de surface formé, quel que soit le mécanisme par lequel il s’est formé.
Dans d’autres exemples, le procédé 1081 peut utiliser le dispositif de détection 120 illustré sur les Figures 10, 11 et 13 et décrit ci-dessus. Dans cet exemple, le composant de capteur qui est exposé au carburant et sur lequel une détermination de caractéristiques de carburant est basée comprend un matériau d’étanchéité 121. Il peut s’agir d’un matériau d’étanchéité, qui est le même qu’un ou plusieurs joints d’étanchéité utilisés dans le circuit de carburant du moteur à turbine à gaz 10 comme décrit ci-dessus en relation avec les Figures 13 et 14. Comme discuté ci-dessus, une ou plusieurs caractéristiques de carburant peuvent être déterminées sur la base d’un paramètre de gonflement du matériau d’étanchéité. Les inventeurs ont déterminé que la ou les plusieurs caractéristiques de carburant déterminées de cette manière peuvent être utilisées pour générer un programme de maintenance selon l’effet que les caractéristiques de carburant auront sur les joints d’étanchéité qui sont exposés au carburant à bord de l’aéronef (par exemple, dans le circuit de carburant agencé pour stocker et fournir du carburant au moteur à turbine à gaz, et dans le moteur lui-même). Dans cet exemple, la ou les plusieurs caractéristiques de carburant sur la base desquelles le programme de maintenance est généré indiquent si un niveau seuil de gonflement du matériau d’étanchéité est atteint. Si le gonflement n’a pas dépassé un seuil prédéterminé, cela peut indiquer que les performances d’étanchéité peuvent avoir été inhibées et que le programme de maintenance doit être généré ou modifié en conséquence.
Le procédé 1080 de génération d’un programme de maintenance pour un aéronef peut faire partie d’un procédé de maintenance d’un aéronef. Un exemple d’un tel procédé 1085 est illustré sur la . Le procédé 1085 de maintenance d’un aéronef comprend la génération 1086 d’un programme de maintenance en utilisant le procédé 1080 décrit ci-dessus. Une fois que le programme de maintenance a été généré, le procédé 1085 comprend la réalisation 1087 d’une maintenance sur l’aéronef selon le programme de maintenance. La réalisation de la maintenance peut comprendre la réalisation d’une maintenance sur le/les moteur(s) à turbine à gaz 10, ou sur l’aéronef plus généralement. L’étape de réalisation de la maintenance peut comprendre des étapes effectuées par un technicien en réponse au programme de maintenance généré. Dans d’autres exemples, les étapes de maintenance peuvent être réalisées automatiquement sans l’intervention d’un technicien. Par exemple, des mises à jour logicielles ou des changements des programmes de commande (par exemple ceux de l’EEC) peuvent être réalisés automatiquement pendant le processus de maintenance sans intervention humaine.
La illustre un exemple d’un aéronef 1 ayant un système de génération de programme de maintenance 160 agencé pour réaliser le procédé 1085 de la . Le système de génération de programme de maintenance 160 dans cet exemple comprend un module de détermination de caractéristiques de carburant 117 correspondant à l’exemple décrit ci-dessus, dans lequel les caractéristiques de carburant sont déterminées sur la base d’un paramètre de vibration d’un cristal piézoélectrique (par exemple en utilisant un capteur 115, qui comprend un cristal piézoélectrique 116 comme décrit ci-dessus). Le module de détermination de caractéristiques de carburant peut cependant être l’un quelconque ou plusieurs de ceux divulgués ou revendiqués ailleurs ici.
Le système de génération de programme de maintenance 160 comprend en outre un module de génération de programme de maintenance 162 en communication avec le module de détermination de caractéristiques de carburant 117 et configuré pour générer un programme de maintenance selon la ou les plusieurs caractéristiques de carburant reçues de celui-ci. Le module de génération de programme de maintenance 162 peut être configuré pour générer le programme de maintenance comme décrit ci-dessus.
Le système de génération de programme de maintenance 160 peut être situé à bord de l’aéronef 1 comme représenté dans l’exemple de la . Dans cet exemple, un système de génération de programme de maintenance distinct 160 est prévu pour chaque moteur 10. Dans d’autres exemples, un seul système peut être prévu, par exemple ayant un seul module de génération 162 configuré pour recevoir des caractéristiques de carburant d’un seul module de détermination de caractéristiques de carburant à bord de l’aéronef, ou de modules de détermination de caractéristiques de carburant distincts prévus pour chaque moteur. Un seul programme de maintenance pour l’aéronef 1 dans son ensemble peut être produit, ou des programmes de maintenance distincts pour chaque moteur 10 peuvent être produits en conséquence.
Dans d’autres exemples, le système de génération de maintenance 160 peut être situé au moins partiellement à l’extérieur de l’aéronef 1. Par exemple, le module de génération de programme de maintenance 162 peut être situé séparément de l’aéronef 1, et peut être configuré pour communiquer via une connexion de liaison de données filaire ou sans fil avec un module de détermination de caractéristiques de carburant de sorte que la ou les plusieurs caractéristiques de carburant puissent être reçues et un programme de maintenance puisse être généré en conséquence.
Le module de génération de programme de maintenance 162 peut être agencé pour délivrer en sortie un programme de maintenance à un technicien réalisant une maintenance sur l’aéronef 1, ou à un système de surveillance de l’état de l’aéronef agencé pour gérer la maintenance de l’aéronef 1 (ou des moteurs 10 séparément). Dans certains exemples, le module de génération de maintenance 162 peut être en communication avec l’EEC 42 de sorte que des mises à jour ou une reconfiguration des paramètres de commande stockés dans l’EEC puissent être réalisées (par exemple automatiquement).
On comprendra que l’invention n’est pas limitée aux exemples décrits ci-dessus et que diverses modifications et améliorations peuvent être apportées sans s’écarter des concepts décrits ici. Sauf exclusion mutuelle, n’importe laquelle des caractéristiques peut être utilisée séparément ou en combinaison avec toute autre caractéristique et la divulgation s’étend à et inclut toutes les combinaisons et sous-combinaisons d’une ou plusieurs caractéristiques décrites ici.
Claims (15)
- Procédé (1050) de détermination d’une ou plusieurs caractéristiques de carburant d’un carburant d’aviation (F) approprié pour alimenter un moteur à turbine à gaz (10) d’un aéronef (1), le procédé comprenant :
la détermination (1051), pendant l’utilisation du moteur à turbine à gaz, d’un ou plusieurs paramètres de teneur en gaz d’échappement en réalisant (1052) une mesure de capteur sur un gaz échappement du moteur à turbine à gaz (10) ; et
la détermination (1053) d’une ou plusieurs caractéristiques de carburant du carburant sur la base du ou des plusieurs paramètres de gaz d’échappement. - Procédé (1050) de la revendication 1, dans lequel le ou les plusieurs paramètres de teneur en gaz d’échappement comprennent un paramètre indicatif de la teneur en nvPM du gaz d’échappement.
- Procédé (1050) de la revendication 2, dans lequel la réalisation (1052) de la mesure de capteur comprend la réalisation d’une mesure d’incandescence induite par laser pour déterminer la concentration volumique de nvPM dans le gaz d’échappement.
- Procédé (1050) de la revendication 2 ou 3, dans lequel la réalisation (1052) de la mesure de capteur comprend la réalisation d’une mesure de comptage de particules de condensation pour déterminer un nombre de nvPM dans le gaz d’échappement.
- Procédé (1050) de l’une des revendications précédentes, dans lequel le ou les plusieurs paramètres de teneur en gaz d’échappement comprennent un paramètre indicatif de la teneur en SO2, CO2ou CO du gaz d’échappement.
et éventuellement dans lequel la réalisation (1052) de la mesure de capteur comprend la réalisation d’une mesure d’absorption non dispersive dans l’infrarouge. - Procédé (1050) de l’une des revendications précédentes, dans lequel le ou les plusieurs paramètres de teneur en gaz d’échappement comprennent une teneur en aérosols sulfatés du gaz d’échappement, et de préférence dans lequel la réalisation (1052) de la mesure de capteur comprend la réalisation d’une mesure par spectromètre de masse pour aérosols pour déterminer la présence de sulfates dans le gaz d’échappement.
- Procédé (1050) de l’une des revendications précédentes, dans lequel la ou les plusieurs caractéristiques de carburant sont en outre déterminées sur la base d’un ou plusieurs paramètres de conditions atmosphériques ambiantes, chacun étant indicatif des conditions atmosphériques ambiantes dans lesquelles le moteur à turbine à gaz (10) fonctionne actuellement.
- Procédé (1050) de l’une des revendications précédentes, dans lequel la ou les plusieurs caractéristiques de carburant sont en outre déterminées sur la base d’un ou plusieurs paramètres de fonctionnement du moteur, comprenant de préférence le réglage de puissance du moteur.
- Procédé (1050) de l’une des revendications précédentes, dans lequel :
a) la ou les plusieurs caractéristiques de carburant sont déterminées sur la base d’un paramètre de teneur en gaz d’échappement déterminé dans une première condition de fonctionnement du moteur dans laquelle l’émission de la substance respective mesurée est supérieure à celle dans une deuxième condition de fonctionnement du moteur ; et/ou
b) la ou les plusieurs caractéristiques de carburant sont déterminées sur la base d’une comparaison des paramètres de teneur en gaz d’échappement déterminés dans différentes conditions de fonctionnement du moteur. - Procédé (1050) de l’une des revendications précédentes, dans lequel la ou les plusieurs caractéristiques de carburant comprennent l’un quelconque ou plusieurs parmi :
(i) un rapport hydrogène sur carbone du carburant (F) ;
(ii) un pourcentage de carburant d’aviation durable dans le carburant (F) ;
(iii) une teneur en hydrocarbures aromatiques du carburant (F) ;
(iv) une teneur en naphtalène du carburant (F) ; et/ou
(v) une teneur en soufre du carburant (F). - Système de détermination de caractéristiques de carburant (150) pour déterminer une ou plusieurs caractéristiques de carburant d’un carburant d’aviation (F) adapté pour alimenter un moteur à turbine à gaz (10) d’un aéronef (1), le système comprenant :
un capteur de gaz d’échappement (151) agencé pour déterminer un ou plusieurs paramètres de teneur en gaz d’échappement, le capteur de gaz d’échappement (151) étant agencé pour réaliser une mesure sur un gaz d’échappement du moteur à turbine à gaz (10) ; et
un module de détermination de caractéristiques de carburant (152) agencé pour déterminer une ou plusieurs caractéristiques de carburant du carburant sur la base du ou des plusieurs paramètres de teneur en gaz d’échappement. - Système de détermination de caractéristiques de carburant (150) de la revendication 11, dans lequel la ou les plusieurs caractéristiques de carburant sont en outre déterminées par le module de détermination de caractéristiques de carburant (152) sur la base de :
i) un ou plusieurs paramètres de conditions atmosphériques ambiantes, chacun étant indicatif des conditions atmosphériques ambiantes dans lesquelles le moteur à turbine à gaz (10) fonctionne actuellement ; et/ou
ii) un ou plusieurs paramètres de fonctionnement du moteur, comprenant de préférence un réglage de puissance du moteur. - Système de détermination de caractéristiques de carburant (150) de la revendication 11 ou 12, dans lequel la ou les plusieurs caractéristiques de carburant comprennent l’un quelconque ou plusieurs parmi :
(i) un rapport hydrogène sur carbone du carburant (F) ;
(ii) un pourcentage de carburant d’aviation durable dans le carburant (F) ;
(iii) une teneur en hydrocarbures aromatiques du carburant (F) ;
(iv) une teneur en naphtalène du carburant (F) ; et/ou
(v) une teneur en soufre du carburant (F). - Procédé (1065) de fonctionnement d’un aéronef (1) ayant un moteur à turbine à gaz (10), le procédé comprenant :
la détermination (1066) d’une ou plusieurs caractéristiques de carburant en utilisant le procédé de l’une des revendications 1 à 10 ; et
le fonctionnement (1067) de l’aéronef (1) selon la ou les plusieurs caractéristiques de carburant. - Aéronef (1) comprenant un moteur à turbine à gaz (10) et le système de détermination de caractéristiques de carburant (150) de l’une des revendications 11 à 13, comprenant en outre un système de commande (42) agencé pour commander le fonctionnement de l’aéronef (1) selon la ou les plusieurs caractéristiques de carburant déterminées par le système de détermination de caractéristiques de carburant (150).
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