FR3025183A1

FR3025183A1 - Systeme et procede de generation d'energie pneumatique dans un aeronef

Info

Publication number: FR3025183A1
Application number: FR1458026A
Authority: FR
Inventors: Franck Albero; Serge Thierry Roques
Original assignee: Labinal Power Systems SAS
Current assignee: Safran Electrical and Power SAS
Priority date: 2014-08-27
Filing date: 2014-08-27
Publication date: 2016-03-04
Anticipated expiration: 2034-08-27
Also published as: FR3025183B1

Abstract

L'invention concerne un système (1) de génération d'énergie pneumatique dans un aéronef (10) équipé de turbomoteurs (8, 8A, 8B), comprenant : - au moins un compresseur (3, 3A, 3B) mécanique destiné à la production d'énergie pneumatique ; - au moins une unité (4, 4A, 4B) électrique, apte à fonctionner en tant que moteur électrique ou en tant que générateur électrique, caractérisé en ce que : le compresseur (3, 3A, 3B) mécanique est connecté mécaniquement à l'unité (4, 4A, 4B) électrique et est apte à être connecté mécaniquement à une turbine (9) d'un turbomoteur (8, 8A; 8B), de sorte à ce que le compresseur (3) mécanique soit entraîné soit par l'unité (4, 4A, 4B) électrique configurée pour fonctionner en tant que moteur électrique, soit par la turbine (9).

Description

1 Domaine de l'invention L'invention concerne un système et un procédé de génération d'énergie pneumatique dans un aéronef comprenant des turbomoteurs.

Présentation de l'Art Antérieur A bord d'un aéronef, il est nécessaire d'avoir à disposition de l'énergie pneumatique sous forme d'air pressurisé, afin de pouvoir réaliser certaines fonctions, telles que le conditionnement d'air de la cabine de pilotage et de la cabine des passagers ou le dégivrage de certains organes de l'aéronef. A hautes altitudes, l'oxygène se raréfie et la pression de l'air baisse. Ceci implique, pour assurer le confort et la survie des passagers lors d'un vol, de pressuriser les cabines de l'aéronef. Pour cela, de l'air avec un niveau minimum de pression (en général entre 0,8 et 1 bar) et une température maitrisée (exigence réglementaire) doit être fourni au circuit de conditionnement d'air. Un aéronef est ainsi équipé (cf. Figure 1) d'un système de pressurisation et de climatisation qui alimente notamment en air comprimé des modules 100 de pressurisation de la cabine. Dans l'art antérieur, il est connu de prélever en vol (prélèvement symbolisé par la référence numérique 103 en Figure 1) de l'air comprimé sur une des turbomachines 101, et au sol (prélèvement symbolisé par la référence numérique 106 en Figure 1) sur l'unité auxiliaire de puissance 104 (en anglais APU, pour « Auxiliary Power Unit »). Des conduits 102 pneumatiques sont prévus pour le prélèvement et la transmission de l'air comprimé dans l'aéronef. La Figure 1 illustre également une unité électrique 106 de la turbomachine, une unité électrique 110 de l'unité auxiliaire de puissance, ainsi que des coeurs 105 électriques de l'aéronef, des connexions 107 électriques étant prévues entre ces différents sous-systèmes.

La solution de l'art antérieur présente toutefois des inconvénients dont certains sont cités ci-dessous : 3025183 2 les performances du turbomoteur sont diminuées en raison du prélèvement d'air venant dégrader le cycle de fonctionnement ; la température de l'air prélevé au niveau du compresseur dépasse largement la contrainte réglementaire (la contrainte réglementaire 5 impose une température maximale de cheminement des conduits pneumatiques sans risque de dégradation de son voisinage, notamment dans les zones carburant), ce qui nécessite un dispositif de refroidissement difficile à intégrer dans la nacelle ou dans le mat moteur (généralement appelé pré-refroidisseur - de l'anglais 10 « precooler ») avant envoi de l'air dans le circuit de l'aéronef ; la climatisation au sol n'est possible que si l'unité auxiliaire de puissance est allumée ; de nombreux conduits pneumatiques sont nécessaires pour relier les turbomachines, l'unité auxiliaire de puissance et le système de 15 pressurisation et de climatisation. Présentation de l'invention L'invention propose un système de génération d'énergie pneumatique dans un aéronef équipé de turbomoteurs, comprenant au 20 moins un compresseur mécanique destiné à la production d'énergie pneumatique, au moins une unité électrique, apte à fonctionner en tant que moteur électrique ou en tant que générateur électrique, caractérisé en ce que le compresseur mécanique est connecté mécaniquement à l'unité électrique et est apte à être connecté mécaniquement à une turbine d'un 25 turbomoteur, de sorte à ce que le compresseur mécanique soit entraîné soit par l'unité électrique configurée pour fonctionner en tant que moteur électrique, soit par la turbine. L'invention est avantageusement complétée par les caractéristiques suivantes, prises seules ou en une quelconque de leur combinaison 30 techniquement possible : - le système comprend un dispositif d'accouplement/désaccouplement mécanique configuré pour accoupler ou désaccoupler 3025183 3 mécaniquement le compresseur mécanique de la turbine du turbomoteur ; le dispositif d'accouplement/désaccouplement mécanique est choisi parmi un embrayage, un train épicycloïdal, ou un système de roue 5 libre ou tout autre système d'accouplement mécanique ; le système comprend une unité électronique d'alimentation apte à alimenter électriquement l'unité électrique, ladite unité électronique d'alimentation présentant une connexion électrique vers une source de puissance interne de l'aéronef de l'aéronef ou vers une source 10 d'alimentation externe à l'aéronef. L'invention concerne également un aéronef comprenant un ou plusieurs turbomoteurs présentant une turbine, caractérisé en ce qu'il comprend un système de génération d'énergie pneumatique tel que décrit précédemment, au moins un compresseur mécanique et une unité 15 électrique dudit système étant disposés sur au moins un des turbomoteurs. L'invention concerne également un procédé de génération d'énergie pneumatique dans un aéronef comprenant des turbomoteurs, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à : - dans au moins un premier mode de fonctionnement, entraîner au 20 moins un compresseur mécanique disposé dans un turbomoteur par une unité électrique du turbomoteur fonctionnant en tant que moteur électrique, et - dans au moins un deuxième mode de fonctionnement, entraîner le compresseur mécanique par une turbine dudit turbomoteur, 25 pour la production d'énergie pneumatique dans l'aéronef. L'invention est avantageusement complétée par les caractéristiques suivantes, prises seules ou en une quelconque de leur combinaison techniquement possible : dans le premier mode de fonctionnement, le turbomoteur est éteint, 30 et le compresseur mécanique et l'unité électrique sont désaccouplés mécaniquement de la turbine du turbomoteur ; 3025183 4 dans le premier mode de fonctionnement, une unité électronique d'alimentation alimente l'unité électrique, ladite unité électronique d'alimentation étant alimentée électriquement par une source de puissance interne de l'aéronef ou par une source d'alimentation 5 externe à l'aéronef ; dans le deuxième mode de fonctionnement, le turbomoteur est allumé, et le compresseur mécanique et l'unité électrique sont accouplés mécaniquement à la turbine du turbomoteur, et sont entraînés par celle-ci, l'unité électrique fonctionnant en tant que 10 générateur électrique ; dans un troisième mode de fonctionnement, au moins un turbomoteur est éteint et au moins un turbomoteur est opérationnel, ledit procédé comprenant les étapes consistant à entraîner un compresseur mécanique disposé sur le turbomoteur éteint par une 15 unité électrique dudit turbomoteur fonctionnant en tant que moteur électrique, entraîner un compresseur mécanique, et une unité électrique fonctionnant en tant que générateur électrique, du turbomoteur opérationnel par une turbine dudit turbomoteur. L'invention présente de nombreux avantages.

20 Les performances des turbomoteurs sont améliorées par la suppression du prélèvement d'air comprimé. Les performances énergétiques du système sont améliorées, étant donné qu'il n'est plus nécessaire de refroidir l'air dans un pré-refroidisseur. En outre, la chaîne de puissance est améliorée réduisant ainsi la 25 consommation du carburant. Le compresseur pneumatique peut présenter une géométrie de sortie variable permettant de réguler la pression de sortie à la demande. La climatisation au sol est possible via l'unité auxiliaire de puissance (ce qui assure une autonomie vis-à-vis de l'aéroport), ou via le GPU 30 (« Ground Power Unit »).

3025183 5 Au sol, une unique unité électronique d'alimentation (de type électronique de puissance ou contacteur) sert à la fois à démarrer le moteur et à alimenter l'unité électrique du système. En vol, l'unité électronique d'alimentation sert à la fois à redémarrer 5 un moteur éteint ou, en cas d'impossibilité de redémarrage du turbomoteur, à alimenter l'unité électrique du système à partir d'une unité auxiliaire de puissance afin de soulager le(s) turbomoteur(s) restant(s). Concernant les conduits pneumatiques, leur nombre est minimisé par la suppression de la liaison pneumatique depuis l'unité auxiliaire de 10 puissance jusqu'au système de pressurisation et de climatisation, et leur masse est réduite car leur dimensionnement n'a plus à tenir compte des surpressions occasionnelles dues à des défauts de régulation dans les systèmes de l'art antérieur. Enfin, la mutualisation de l'unité électronique d'alimentation de 15 pilotage du compresseur avec des fonctions de démarrage moteur permet de réduire la masse embarquée. Présentation des figures D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront 20 encore de la description qui suit, laquelle est purement illustrative et non limitative, et doit être lue en regard des dessins annexés sur lesquels : - la Figure 1 est une représentation d'un système de génération d'énergie pneumatique d'un aéronef, selon l'art antérieur ; - la Figure 2 est une représentation d'un système de génération 25 d'énergie pneumatique d'un aéronef, selon un mode de réalisation de l'invention ; - la Figure 3 est une représentation d'un turbomoteur comprenant un compresseur mécanique et une unité électrique, ainsi qu'un dispositif d'accouplement/désaccouplement mécanique ; 30 - la Figure 4 est une représentation d'un dispositif d'accouplement/désaccouplement mécanique configuré pour accoupler mécaniquement le compresseur mécanique et l'unité 3025183 6 électrique avec une turbine du turbomoteur, ou pour les désaccoupler ; - la Figure 5 est une représentation schématique d'un premier mode de fonctionnement du système, avec des vues 5 schématiques du fonctionnement de chacun des turbomoteurs ; - la Figure 6 est une représentation schématique d'un deuxième mode de fonctionnement du système, avec des vues schématiques du fonctionnement de chacun des turbomoteurs ; - la Figure 7 est une représentation schématique d'un troisième 10 mode de fonctionnement du système, avec des vues schématiques du fonctionnement de chacun des turbomoteurs. Description détaillée 15 Système de génération d'énergie pneumatique On a représenté schématiquement en Figures 2 et 3 un mode de réalisation d'un système 1 de génération d'énergie pneumatique dans un aéronef 10. Le système 1 permet la génération d'air comprimé et sa 20 transmission, notamment à la cabine de l'aéronef, à des fins de pressurisation et de climatisation. Le cas échéant, l'air comprimé fourni par le système 1 est transmis vers des zones de l'aéronef 10 à dégivrer, comme les ailes de l'aéronef 10. L'aéronef 10 comprend des turbomoteurs 8, qui sont par exemple 25 des turboréacteurs ou des turbopropulseurs (les indices A et B sont utilisés par la suite pour différencier les turbomoteurs, ainsi que leurs composants respectifs). Le système 1 comprend au moins un compresseur 3 mécanique. Chaque compresseur 3 mécanique est installé sur un turbomoteur 8 en plus 30 des compresseurs liés à la génération d'énergie propulsive. Différentes technologies peuvent être utilisées : compresseur à turbine, à vis, à palettes ou autres.

3025183 7 Le compresseur 3 mécanique est installé sur le turbomoteur 8. Le système 1 comprend des conduits 11 pneumatiques qui reçoivent l'air comprimé produit par le compresseur 3 mécanique et le transportent par exemple vers les ailes de l'aéronef 10, ou vers la cabine de l'aéronef 10.

5 En particulier, des modules 13 de gestion de la pressurisation et de la climatisation de la cabine reçoivent l'air comprimé et le diffuse dans la cabine en fonction des conditions de vol et de la pression dans la cabine. Ces modules 13, qui sont configurés pour abaisser la pression et la température de l'air et pour réguler l'ambiance de la cabine, sont en soi 10 connus et font partie des systèmes ECS (Environmental Control System) classiquement installés dans un aéronef. Le système 1 comprend en outre au moins une unité 4 électrique. Cette unité 4 électrique est apte à fonctionner en tant que moteur électrique (c'est-à-dire que l'unité 4 peut fournir une énergie mécanique à partir d'une 15 énergie électrique) ou en tant que générateur électrique (c'est-à-dire que l'unité 4 peut fournir une énergie électrique à partie d'une énergie mécanique). L'unité 4 est donc un moteur/générateur (on peut par exemple trouver ce type d'unité dans les voitures ou dans certaines turbomachines) L'unité 4 électrique est également installée sur le turbomoteur 8. En 20 Figure 3, on a également représenté un starter et/ou générateur 7 qui peut notamment servir à démarrer le turbomoteur 8. Le compresseur 3 mécanique est connecté mécaniquement à l'unité 4 électrique pour l'entraînement du compresseur 3 mécanique par l'unité 4 électrique.

25 Un système d'engrainement 21 (par exemple comprenant un ou plusieurs arbres) est donc prévu entre l'unité 4 électrique et le compresseur 3 mécanique, pour la transmission du mouvement mécanique. En particulier, dans un premier mode de fonctionnement, l'unité 4 électrique est alors configurée pour entraîner le compresseur 3 mécanique, 30 l'unité 4 électrique fonctionnant alors en tant que moteur électrique. En outre, le compresseur 3 mécanique est apte à être connecté à une turbine 9 du turbomoteur 8, pour l'entraînement du compresseur 3 3025183 8 mécanique par la turbine 9. Il s'agit de la turbine 9 du turbomoteur 8 sur lequel le compresseur 3 mécanique est installé. Comme explicité par la suite, cette connexion mécanique entre le compresseur 3 mécanique et la turbine 9 peut être permanente ou être 5 gérée par un dispositif 12 d'accouplement/désaccouplement mécanique. En particulier, le système d'engrainement 21 qui lie l'unité 4 électrique et le compresseur 3 mécanique est connecté mécaniquement à une transmission 16 (par exemple un arbre tournant) de la turbine 9. La turbine 9 entraîne donc à la fois le compresseur 3 mécanique et 10 l'unité 4 électrique, qui fonctionne alors en tant que générateur électrique. Comme illustré en Figure 4, le système 1 peut comprendre un dispositif 12 d'accouplement/désaccouplement mécanique configuré pour accoupler ou désaccoupler mécaniquement le compresseur 3 mécanique de la turbine 9 du turbomoteur 8. En particulier, ce dispositif 12 permet 15 d'accoupler mécaniquement l'ensemble comprenant l'unité 4 électrique et le compresseur 3 mécanique à la turbine 9. De même, le dispositif 12 permet leur désaccouplement. Le dispositif 12 gère donc la liaison mécanique entre le système d'engrainement 21 et la transmission 16 de la turbine 9.

20 Divers modes de réalisation du dispositif 12 sont possibles. Dans un exemple de réalisation, le dispositif 12 est un embrayage permettant un entraînement par friction ou par dentures/cannelures. Dans un autre exemple de réalisation, le dispositif 12 est un train épicycloïdal permettant de transmettre ou non un couple en bloquant l'un 25 des étages du train épicycloïdal. Le système de blocage peut par exemple être un frein, de type à disque et mors, ou à tambour. Un autre exemple de réalisation du dispositif 12 consiste en un système de roue libre, étant donné que le couple moteur est toujours orienté dans le même sens de rotation. Cet exemple de réalisation présente 30 des avantages en termes de simplicité et de fiabilité. Par exemple, un système de roue libre à rouleaux peut être utilisé.

302 5 1 8 3 9 Le système 1 comprend en outre une unité électronique d'alimentation 14 permettant d'alimenter électriquement l'unité 4 électrique, dans certains modes de fonctionnement du système 1. L'unité électronique d'alimentation 14 est par exemple une électronique de puissance ou un 5 contacteur. Le cas échéant l'unité électronique d'alimentation 14 peut alimenter l'unité 4 électrique via des coeurs 22 de puissance de l'aéronef. L'unité électronique d'alimentation 14 peut en particulier être elle- même alimentée électriquement par une source d'alimentation interne à 10 l'aéronef, comme une unité 15 auxiliaire de puissance (APU) de l'aéronef. Une connexion électrique 19 lie l'unité 15 auxiliaire de puissance à l'unité électronique d'alimentation 14. Alternativement, le système 1 comprend une connexion 20 électrique entre l'unité électronique d'alimentation 14 et une source 17 d'alimentation 15 externe à l'aéronef. Cette source 17 d'alimentation externe se trouve typiquement dans les aéroports, et est désignée par l'acronyme GPU (« Ground Power Unit ») par l'homme du métier. L'aéronef 10 peut comprendre un ou plusieurs compresseurs 3 mécanique et une ou plusieurs unités 4 électriques par turbomoteur 8.

20 Le système 1 comprend enfin typiquement une unité de traitement qui permet de contrôler les modes de fonctionnement du système. En particulier l'unité de traitement reçoit des informations de l'aéronef sur l'état de vol de l'aéronef et l'état de fonctionnement des turbomoteurs, pour contrôler ainsi les modes de fonctionnement du système en fonction de ces 25 informations. Par exemple, l'unité de traitement commande l'unité électronique d'alimentation 14 afin que celle-ci alimente ou non l'unité 4 électrique. L'unité de traitement sélectionne également la source d'alimentation électrique de l'unité électronique d'alimentation 14 en fonction du mode de fonctionnement du système, ou en fonction des ordres 30 du pilote. Selon le mode de réalisation du dispositif 12 d'accouplement/désaccouplement, celui-ci peut être contrôlé par ladite unité 3025183 10 de traitement, via des commandes électromécaniques. Dans le cas d'un système de roue libre, celui-ci est autonome et il n'est pas nécessaire de le contrôler. L'unité de traitement peut également être configurée pour recevoir 5 des ordres du pilote afin de sélectionner les modes de fonctionnement du système 1. Procédé de génération d'énergie pneumatique 10 On décrit à présent un procédé de génération d'énergie pneumatique dans un aéronef, mettant en oeuvre le système 1 précédemment décrit. Des modes de fonctionnement sont illustrés en Figures 5 à 7. On note que les flèches ou parties hachurées correspondent à une fourniture d'énergie électrique, les flèches ou parties noires correspondent à une 15 fourniture d'énergie mécanique, et les flèches ou parties blanches correspondent à une fourniture d'énergie pneumatique. Dans un premier mode de fonctionnement (illustré en Figure 5), le procédé comprend l'étape consistant à entraîner le compresseur 3A, 3B mécanique installé sur un turbomoteur 8A, 8B de l'aéronef 10 par l'unité 20 4A, 4B électrique du turbomoteur 8 fonctionnant en tant que moteur électrique. Ce premier mode de fonctionnement est mis en oeuvre lorsque l'aéronef est au sol. Dans ce premier mode de fonctionnement, les turbomoteurs 8A, 8B 25 sont éteints, afin de réduire les pollutions sonores. Pour chaque turbomoteur 8A, 8B le compresseur 3A, 3B mécanique et l'unité 4A, 4B électrique sont désaccouplés mécaniquement de la turbine 9A, 9B dudit turbomoteur 8A, 8B, via le dispositif 12A, 12B d'accouplement/désaccouplement.

30 Ce désaccouplement permet d'éviter que l'unité 4A, 4B électrique, qui fonctionne en tant que moteur électrique, n'entraîne également la turbine 9A, 9B du turbomoteur 8A, 8B ce qui n'est pas souhaité.

302 5 1 8 3 11 En outre, l'unité 4A, 4B électrique est alimentée électriquement par l'unité électronique d'alimentation 14. L'unité électronique d'alimentation 14 est elle-même alimentée soit par une source d'alimentation interne à l'aéronef comme l'unité 15 auxiliaire de puissance de l'aéronef, soit par une 5 source 17 d'alimentation externe à l'aéronef (de type GPU). Si l'alimentation est réalisée par la source 17, l'unité 15 auxiliaire de puissance peut être éteinte. Le choix de l'alimentation électrique de l'unité électronique d'alimentation 14 peut notamment dépendre la présence d'une unité 15 10 auxiliaire de puissance dans l'aéronef et de la présence d'une source 17 dans l'aéroport. Au sol, le système 1 gère en général uniquement la climatisation de la cabine de l'aéronef 10. Dans un deuxième mode de fonctionnement (illustré en Figure 6), le 15 procédé comprend l'étape consistant à entraîner le compresseur 3A, 3B mécanique par la turbine 9A, 9B du turbomoteur 8A, 8B. Dans ce deuxième mode de fonctionnement, qui correspond à une phase en vol ou à une phase de roulage/décollage, les turbomoteurs 8A, 8B sont allumés.

20 Pour chaque turbomoteur 8A ,8B, le compresseur 3A, 3B mécanique et l'unité 4A, 4B électrique sont accouplés mécaniquement à la turbine 9A, 9B dudit turbomoteur 8A, 8B, via le dispositif 12A, 12B d'accouplement, et sont entraînés par la turbine 9A, 9B, l'unité 4A, 4B électrique fonctionnant en tant que générateur électrique. L'énergie produite par l'unité 4A, 4B 25 électrique est utilisée par l'aéronef. Un excellent rendement est assuré car les transformations de puissance sont limitées. En outre, ce mode de fonctionnement est bénéfique pour la consommation en carburant, celle-ci étant réduite par rapport à l'état de l'art.

30 Dans ce mode de fonctionnement, l'unité 15 auxiliaire de puissance est en général éteinte.

3025183 12 On note qu'en phase de démarrage des turbomoteurs 8A, 8B, la climatisation est en général coupée (durée inférieure à une minute). L'unité électronique d'alimentation 14 pilote le starter/générateur 7 du turbomoteur 8A, 8B pour démarrer le turbomoteur 8A, 8B. L'unité électronique 5 d'alimentation 14 est elle-même alimentée par l'unité 15 auxiliaire de puissance de l'aéronef ou par batterie ou par la source 17 d'alimentation externe à l'aéronef, si celle-ci est disponible. On note donc que l'unité électronique d'alimentation 14 est utilisable pour assurer à la fois les fonctions de démarrage moteur et d'alimentation 10 du système 1 de génération d'énergie pneumatique. Cette mutualisation de l'unité électronique d'alimentation pour le pilotage du compresseur pneumatique avec des fonctions de démarrage moteur permet de réduire la masse embarquée. Dans un troisième mode de fonctionnement (illustré en Figure 7), au 15 moins un turbomoteur 8A est éteint et au moins un turbomoteur 8B est opérationnel. Ce mode de fonctionnement peut être mis en oeuvre au sol ou en vol. Le procédé comprend les étapes consistant à : entraîner le compresseur 3A mécanique du turbomoteur 8A éteint 20 par l'unité 4A électrique dudit turbomoteur ; entraîner le compresseur 3B mécanique, et l'unité 4B électrique fonctionnant en tant que générateur électrique, du turbomoteur 8B opérationnel par la turbine 9B dudit turbomoteur 8B. En particulier, dans le turbomoteur 8B opérationnel, le compresseur 25 3B mécanique et l'unité 4B électrique sont accouplés mécaniquement à la turbine 9B dudit turbomoteur 8B, et sont entraînés par celle-ci, l'unité 4B électrique fonctionnant en tant que générateur électrique. Dans le turbomoteur 8A éteint, le compresseur 3A mécanique et l'unité 4A électrique sont désaccouplés mécaniquement de la turbine 9A 30 dudit turbomoteur 8A. L'unité 4A électrique fonctionne en tant que moteur électrique pour entraîner le compresseur 3A mécanique. L'unité 4A électrique est alimentée électriquement par l'unité électronique 3025183 13 d'alimentation 14 de l'aéronef, l'unité électronique d'alimentation 14 étant elle-même alimentée par le turbomoteur 8B opérationnel ou par l'unité 15 auxiliaire de puissance. Dans les modes de fonctionnement précédemment décrit, l'énergie 5 pneumatique fournie par le système 1 sous forme d'air comprimé sert notamment à pressuriser la cabine et à la climatiser. En outre, l'air comprimé peut être amené vers des zones de l'aéronef pour en assurer le dégivrage, comme les ailes de l'aéronef. Les conduits 11 pneumatiques assurent le transport de l'air comprimé.

10 On note que les modes de fonctionnement des Figures 5 à 7 sont des exemples de réalisation et d'autres modes de fonctionnement peuvent être implémentés selon les besoins ou les configurations de vol de l'aéronef. Comme on le comprend, le système et le procédé de l'invention 15 offrent de nombreux avantages. Les performances des turbomoteurs sont améliorées par la suppression du prélèvement d'air comprimé. Les performances énergétiques du système sont améliorées, étant donné qu'il n'est plus nécessaire de refroidir l'air dans un pré-refroidisseur.

20 En outre, la chaîne de puissance est améliorée réduisant ainsi la consommation du carburant. Le compresseur pneumatique peut présenter une géométrie de sortie variable permettant de réguler la pression de sortie à la demande. La climatisation au sol est possible via l'unité auxiliaire de puissance 25 (ce qui assure une autonomie vis-à-vis de l'aéroport), ou via le GPU (« Ground Power Unit »). Au sol, une unique unité électronique d'alimentation (de type électronique de puissance ou contacteur) sert à la fois à démarrer le moteur et à alimenter l'unité électrique du système.

30 En vol, l'unité électronique d'alimentation sert à la fois à redémarrer un moteur éteint ou, en cas d'impossibilité de redémarrage du turbomoteur, 3025183 14 à alimenter l'unité électrique du système à partir d'une unité auxiliaire de puissance afin de soulager le(s) turbomoteur(s) restant(s). Concernant les conduits pneumatiques, leur nombre est minimisé par la suppression de la liaison pneumatique depuis l'unité auxiliaire de 5 puissance jusqu'au système de pressurisation et de climatisation, et leur masse est réduite car leur dimensionnement n'a plus à tenir compte des surpressions occasionnelles dues à des défauts de régulation dans les systèmes de l'art antérieur. Enfin, la mutualisation de l'unité électronique d'alimentation de 10 pilotage du compresseur avec des fonctions de démarrage moteur permet de réduire la masse embarquée.

Claims

REVENDICATIONS1. Système (1) de génération d'énergie pneumatique dans un aéronef (10) équipé de turbomoteurs (8, 8A, 8B), comprenant : au moins un compresseur (3, 3A, 3B) mécanique destiné à la production d'énergie pneumatique ; au moins une unité (4, 4A, 4B) électrique, apte à fonctionner en tant que moteur électrique ou en tant que générateur électrique, caractérisé en ce que : le compresseur (3, 3A, 3B) mécanique est connecté mécaniquement à l'unité (4, 4A, 4B) électrique et est apte à être connecté mécaniquement à une turbine (9) d'un turbomoteur (8, 8A; 8B), de sorte à ce que le compresseur (3) mécanique soit entraîné soit par l'unité (4, 4A, 4B) électrique configurée pour fonctionner en tant que moteur électrique, soit par la turbine (9).
2. Système selon la revendication 1, comprenant un dispositif (12) d'accouplement/désaccouplement mécanique configuré pour accoupler ou désaccoupler mécaniquement le compresseur (3, 3A, 3B) mécanique de la turbine (9) du turbomoteur (8, 8A, 8B).
3. Système selon la revendication 2, dans lequel le dispositif (12) d'accouplement/désaccouplement mécanique est choisi parmi : un embrayage ; un train épicycloïdal ; un système de roue libre.
4. Système selon l'une des revendications 1 à 3, comprenant une unité électronique d'alimentation (14) apte à alimenter électriquement l'unité (4, 4A, 4B) électrique, ladite unité électronique d'alimentation (14) présentant une connexion électrique (19, 20) vers une source (15) de puissance 3025183 16 interne de l'aéronef ou vers une source (17) d'alimentation externe à l'aéronef.
5. Aéronef (10) comprenant un ou plusieurs turbomoteurs (8, 8A, 8B) 5 présentant une turbine (9), caractérisé en ce qu'il comprend un système de génération d'énergie pneumatique selon l'une des revendications 1 à 4, au moins un compresseur (3, 3A, 3B) mécanique et une unité (4, 4A, 4B) électrique dudit système étant disposés sur au moins un des turbomoteurs (8, 8A, 8B). 10
6. Procédé de génération d'énergie pneumatique dans un aéronef comprenant des turbomoteurs (8, 8A, 8B), caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à : - dans au moins un premier mode de fonctionnement, entraîner au 15 moins un compresseur (3, 3A, 3B) mécanique disposé dans un turbomoteur (8, 8A, 8B) par une unité (4, 4A, 4B) électrique du turbomoteur fonctionnant en tant que moteur électrique, et - dans au moins un deuxième mode de fonctionnement, entraîner le compresseur (3, 3A, 3B) mécanique par une turbine (9) dudit 20 turbomoteur (8, 8A, 8B), pour la production d'énergie pneumatique dans l'aéronef.
7. Procédé selon la revendication 6, dans lequel, dans le premier mode de fonctionnement : 25 le turbomoteur (8, 8A, 8B) est éteint, et le compresseur (3, 3A, 3B) mécanique et l'unité (4, 4A, 4B) électrique sont désaccouplés mécaniquement de la turbine (9) du turbomoteur (8, 8A, 8B). 30
8. Procédé selon la revendication 7, dans lequel, dans le premier mode de fonctionnement, une unité électronique d'alimentation (14) alimente l'unité (4, 4A, 4B) électrique, ladite unité électronique d'alimentation (14) étant 3025183 17 alimentée électriquement par une source (15) de puissance interne de l'aéronef ou par une source (17) d'alimentation externe à l'aéronef.
9. Procédé selon la revendication 6, dans lequel, dans le deuxième mode 5 de fonctionnement : le turbomoteur (8, 8A, 8B) est allumé, et le compresseur (3, 3A, 3B) mécanique et l'unité (4, 4A, 4B) électrique sont accouplés mécaniquement à la turbine (9) du turbomoteur (8, 8A, 8B), et sont entraînés par celle-ci, l'unité (4, 4A, 4B) électrique 10 fonctionnant en tant que générateur électrique.
10. Procédé selon l'une des revendications 6 à 9, dans lequel, dans un troisième mode de fonctionnement, au moins un turbomoteur (8A) est éteint et au moins un turbomoteur (8B) est opérationnel, ledit procédé comprenant 15 les étapes consistant à : entraîner un compresseur (3A) mécanique disposé sur le turbomoteur (8A) éteint par une unité (4A) électrique dudit turbomoteur fonctionnant en tant que moteur électrique ; entraîner 20 o un compresseur (3B) mécanique, et o une unité (4B) électrique fonctionnant en tant que générateur électrique, du turbomoteur (8B) opérationnel par une turbine (9) dudit turbomoteur (8B). 25 30