FR3120053A1 - Procede pour faire fonctionner un aeronef en fonction d’un mode de fonctionnement - Google Patents
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Abstract
La présente invention concerne un procédé pour faire fonctionner un aéronef, dans lequel l’aéronef présente au moins une propulsion pour propulser l’aéronef, dans lequel plusieurs éléments fournisseurs d’énergie se distinguant les uns des autres sont prévus pour alimenter la propulsion, dans lequel le procédé comprend : la définition d’un mode de fonctionnement, dans lequel le mode de fonctionnement comprend au moins une règle prédéfinie pour l’alimentation de la propulsion par les éléments fournisseurs d’énergie ; le fonctionnement de l’aéronef en fonction du mode de fonctionnement défini, dans lequel l’alimentation de la propulsion par les éléments fournisseurs d’énergie est soumise à la règle prédéfinie. Figure de l’abrégé : Figure 2
Description
La présente invention concerne un procédé pour faire fonctionner un aéronef, un système de commande pour exécuter un tel procédé, ainsi qu’un aéronef qui peut fonctionner avec le procédé.
Les aéronefs classiques, en particulier les aéronefs commerciaux de transport de marchandises et de passagers, disposent majoritairement d’une propulsion qui est alimentée en kérosène. Ainsi, les turbines à gaz, en particulier les réacteurs à turbines, se sont imposées dans quasiment toutes les catégories d’aéronefs. Des turbopropulseurs sont également employés sur des distances de fonctionnement plus courtes ou pour des usages spécifiques, par exemple dans le domaine militaire. Malgré les différences entre les types de réacteurs, le kérosène constitue toutefois l’élément fournisseur d’énergie majeur pour la propulsion des aéronefs.
Pour des raisons écologiques et du fait des prévisions de faible disponibilité des combustibles fossiles, il existe le souhait de créer des propulsions d’aéronef efficaces pour des éléments fournisseurs d’énergie alternatifs, en particulier sur la base de l’énergie électrique et/ou de l’hydrogène. Un objectif général consiste à pouvoir alimenter de moteurs électriques avec une consommation de puissance élevée en toute fiabilité et de manière électrique sur une période prolongée pour propulser en toute sécurité par exemple une ou plusieurs hélices pour générer la force de propulsion nécessaire pour voler. En variante ou en supplément, il est possible de recourir à des propulsions à turbine à gaz sensiblement classiques, qui sont toutefois alimentées en hydrogène.
Des technologiques de propulsion adaptées sont donc en principe disponibles pour employer des éléments fournisseurs d’énergie alternatifs pour des propulsions d’aéronef. Toutefois, l’un des problèmes réside dans le fait que les éléments fournisseurs d’énergie alternatifs ont souvent, en comparaison avec le kérosène, des exigences souvent spécifiques en matière de stockage sur un aéronef. Par exemple, des quantités plus importantes d’énergie électrique peuvent être stockées régulièrement seulement dans des accumulateurs qui présentent, en comparaison avec des réservoirs de kérosène, un poids élevé.
Il existe des problèmes similaires lors de l’utilisation d’hydrogène en tant qu’élément fournisseur d’énergie, car le stockage de l’hydrogène requiert des structures de réservoir spécifiques, en particulier des réservoirs à haute pression ou des réservoirs cryogéniques pour le stockage à très basses températures. A l’inverse, le kérosène présente plusieurs propriétés avantageuses pour l’emploi dans des aéronefs, comme un poids spécifique faible. De plus, il peut être logé sans problème dans des structures d’aéronef présentes de toute façon, habituellement dans l’aile de l’aéronef. Ainsi, les réservoirs de kérosène augmentent seulement légèrement le poids de l’aéronef. En revanche, les éléments fournisseurs d’énergie alternatifs servant à l’alimentation de propulsions d’aéronefs augmentent le poids de l’aéronef significativement si bien que l’efficacité de fonctionnement de l’aéronef s’en trouve d’autant réduite. En particulier, l’autonomie maximale possible par rapport à un fonctionnement purement au kérosène de l’aéronef est réduite. Il est certes possible de transporter proportionnellement en lieu et place de charge utile un poids supplémentaire d’un élément fournisseur d’énergie alternatif. Toutefois, l’efficacité de l’aéronef en termes de charge utile s’en trouve réduite.
Malgré les problèmes décrits ci-avant, les inventeurs ont identifié un potentiel spécifique pour l’utilisation d’éléments fournisseurs d’énergie alternatifs sur des distances de vol relativement courtes, par exemple sur une distance de quelques centaines de kilomètres. L’utilisation d’éléments fournisseurs d’énergie alternatifs peut prendre tout son sens sur des distances courtes de ce type également du point de vue économique. Toutefois, on estime que le marché d’aéronefs ayant une très petite autonomie est petit si bien que des aéronefs de ce type ne sont pas à l’heure actuelle produits en série et ne sont pas proposés. De plus, il est probable que la distance concernée, sur laquelle l’utilisation d’éléments fournisseurs d’énergie alternatifs est efficace, sera soumise dans le futur à une modification continue. Par voie de conséquence, il n’est guère rentable pour un fabricant d’aéronef de développer un aéronef pour une autonomie donnée très faible. Un autre frein en particulier est les exigences élevées en matière de sécurité dans l’aéronautique, qui vont de pair par exemple avec des procédures d’homologation très onéreuses pour des aéronefs récemment développés.
Les circonstances décrites sont insatisfaisantes, car des technologies de propulsion aptes au transport aérien se basant sur des éléments fournisseurs d’énergie alternatifs sont en principe connues, ce qui permettrait de tenir compte d’ores et déjà du souhait croissant de réduire les émissions polluantes des propulsions classiques en vol.
L’objectif visé est le développement d’aéronefs qui prévoient plusieurs éléments fournisseurs d’énergie pour l’alimentation d’une ou de plusieurs propulsions en vol. Ainsi, les inconvénients de divers éléments fournisseurs d’énergie sont censés être compensés. L’utilité limitée d’aéronefs hybrides par rapport à des propulsions à kérosène classiques est toutefois considérée jusqu’ici comme désavantageuse si bien qu’il n’existe aucune compétitivité suffisante par rapport à des aéronefs fonctionnant purement au kérosène.
La présente invention a pour objectif de fournir un aéronef sûr avec plusieurs éléments fournisseurs d’énergie prévus pour l’alimentation de la propulsion, étant entendu que l’aéronef peut présenter une utilisation flexible et efficace.
Résumé
La présente invention a pour objectif de fournir un aéronef sûr avec plusieurs éléments fournisseurs d’énergie prévus pour l’alimentation de la propulsion, étant entendu que l’aéronef peut présenter une utilisation flexible et efficace.
Il est proposé un procédé pour faire fonctionner un aéronef, dans lequel l’aéronef présente au moins une propulsion pour propulser l’aéronef, dans lequel plusieurs fournisseurs d’énergie se distinguant les uns des autres sont prévus pour l’alimentation de la propulsion, dans lequel le procédé comprend :
- la définition d’un mode de fonctionnement, dans lequel le mode de fonctionnement comprend au moins une règle prédéfinie pour l’alimentation de la propulsion par les fournisseurs d’énergie ;
- le fonctionnement de l’aéronef en fonction du mode de fonctionnement défini, dans lequel l’alimentation de la propulsion par les fournisseurs d’énergie est soumise à la règle prédéfinie.
- la définition d’un mode de fonctionnement, dans lequel le mode de fonctionnement comprend au moins une règle prédéfinie pour l’alimentation de la propulsion par les fournisseurs d’énergie ;
- le fonctionnement de l’aéronef en fonction du mode de fonctionnement défini, dans lequel l’alimentation de la propulsion par les fournisseurs d’énergie est soumise à la règle prédéfinie.
Est indiqué un procédé pour faire fonctionner un aéronef, étant entendu que l’aéronef présente au moins une propulsion pour propulser l’aéronef. Plusieurs éléments fournisseurs d’énergie se distinguant les uns des autres sont prévus pour l’alimentation de la propulsion, étant entendu que le procédé comprend : la définition d’un mode de fonctionnement, étant entendu que le mode de fonctionnement comprend au moins une règle prédéfinie pour l’alimentation de la propulsion par les éléments fournisseurs d’énergie ; et le fonctionnement de l’aéronef en fonction du mode de fonctionnement défini, dans lequel l’alimentation de la propulsion par les éléments fournisseurs d’énergie est soumise à la règle prédéfinie.
Le procédé repose généralement sur un ou plusieurs modes de fonctionnement pour garantir une utilisation flexible et sûre dans le même temps des plusieurs éléments fournisseurs d’énergie. Un mode de fonctionnement correspondant comprend à cet effet une règle prédéfinie, qui indique la manière selon laquelle la propulsion de l’aéronef doit être alimentée par les plusieurs éléments fournisseurs d’énergie. Par exemple, un des éléments fournisseurs d’énergie peut être utilisé seulement pour une phase de vol définie, par exemple le décollage de l’aéronef, tandis qu’un autre élément fournisseur d’énergie peut être fourni pendant la totalité du vol pour l’alimentation de la propulsion. Une telle règle est adaptée pour remplir les exigences élevées en matière de sécurité imposées aux engins volants modernes, en particulier car une mauvaise utilisation des éléments fournisseurs d’énergie, par exemple une utilisation jusqu’à épuisement prématuré d’un élément fournisseur d’énergie, est évitée. En d’autres termes, il est garanti que l’aéronef ne fonctionne pas d’une manière quelconque eu égard aux éléments fournisseurs d’énergie disponibles, mais seulement dans une plage, qui est adaptée par exemple à un scénario de fonctionnement concret et remplit ainsi les exigences correspondantes en matière de sécurité. Par voie de conséquence, le mode de fonctionnement peut être défini par exemple en fonction d’un scénario de fonctionnement concret de l’aéronef, comme un vol sur une courte distance et peut se baser sur le fonctionnement de l’aéronef. L’utilisation de modes de fonctionnement du type décrit ci-avant garantit de plus un fonctionnement optimal en termes d’efficacité de l’aéronef en ce que des utilisations inefficaces des éléments fournisseurs d’énergie peuvent être exclues par une configuration adaptée de la règle prédéfinie. Par exemple, l’utilisation d’un élément fournisseur d’énergie qui déploie une efficacité maximale en lien avec une propulsion seulement à une hauteur de vol définie, peut être autorisée seulement à cette hauteur de vol définie. Ainsi, l’aéronef peut être employé efficacement sur des distances de vol différentes.
Des modes de réalisation de la présente invention sont divulgués dans les revendications dépendantes, la description et sur les figures.
Selon un mode de réalisation, la définition du mode de fonctionnement comprend : la sélection d’un parmi plusieurs modes de fonctionnement, étant entendu que chacun des modes de fonctionnement comprend au moins une parmi plusieurs règles prédéfinies pour l’alimentation de la propulsion par les plusieurs éléments fournisseurs d’énergie, étant entendu que les règles prédéfinies se distinguent les unes des autres entre certains des modes de fonctionnement. L’utilisation de plusieurs modes de fonctionnement augmente la flexibilité de l’aéronef pour différents scénarii de fonctionnement, par exemple pour différentes distances de fonctionnement ou charges utiles. En complément ou en variante à plusieurs modes de fonctionnement, une modification du mode de fonctionnement concerné peut également être rendue possible. On préfère toutefois qu’un mode de fonctionnement, en particulier la règle associée, ne puisse pas être modifié ou seulement de manière très limitée. Pour augmenter la flexibilité, plusieurs modes de fonctionnement peuvent être prévus en lieu et place, lesquels contiennent respectivement une règle d’utilisation claire pour les éléments fournisseurs d’énergie. Le risque d’erreur lié à des modifications erronées d’un mode de fonctionnement est de ce fait réduit.
Selon un autre mode de réalisation, l’alimentation de la propulsion est validée, bloquée et/ou modifiée par au moins un des éléments fournisseurs d’énergie dans le mode de fonctionnement défini en fonction d’au moins un paramètre de fonctionnement de l’aéronef. Ainsi, l’alimentation de la propulsion peut être adaptée au fonctionnement de l’aéronef – dans le cadre de la règle prédéfinie. Par exemple, un des éléments fournisseurs d’énergie peut être prévu en tant que réserve si bien que l’utilisation dudit élément fournisseur d’énergie pour l’alimentation de la propulsion est bloquée jusqu’à l’épuisement de la capacité d’un autre élément fournisseur d’énergie. L’alimentation de la propulsion par les éléments fournisseurs d’énergie peut être effectuée en supplément ou en variante par un schéma de fonctionnement de l’aéronef. Par exemple, l’alimentation peut être effectuée en fonction de segments de vol fixement définis, comme le décollage, la montée, le fonctionnement en altitude de croisière, le vol en phase d’approche ou l’atterrissage.
Selon un autre mode de réalisation, il est prévu que la valeur d’au moins un des éléments fournisseurs d’énergie pour l’alimentation de la propulsion est réglée dans le mode de fonctionnement défini en fonction d’au moins un paramètre de fonctionnement de l’aéronef. Par exemple, un rapport de contribution, par exemple respectivement une contribution de 50 % de deux éléments fournisseurs d’énergie, peut être prévu lorsque la propulsion fonctionne à pleine charge. En cas de charge réduite pendant un vol en altitude de croisière, un des éléments fournisseurs d’énergie peut en revanche présenter une contribution inférieure à celle de l’autre, par exemple 80 % et 20 %. Il est également possible qu’un des éléments fournisseurs d’énergie présente une contribution de 0 %, en d’autres termes ne présente aucune contribution. Il est également possible de prévoir des plages de contribution prédéfinies pour les éléments fournisseurs d’énergie respectifs pour permettre au pilote une utilisation des éléments fournisseurs d’énergie variable à l’intérieur des plages de contribution. De préférence, les plages de contribution sont fixées de telle sorte qu’une mission correspondante de l’aéronef peut être réalisée également alors en toute sécurité avec le mode de fonctionnement défini quand les plages de contribution sont totalement exploitées.
Dans un autre mode de réalisation, l’au moins un paramètre de fonctionnement prédéfini représente une des informations suivantes : distance de fonctionnement, état de fonctionnement, disponibilité d’au moins un des éléments fournisseurs d’énergie pendant le fonctionnement, information de temps, segment de vol, poids de l’aéronef. Il convient de ne pas comprendre cette liste comme exhaustive, autrement dit d’autres paramètres de fonctionnement sont également possibles. La prise en compte d’un ou de plusieurs paramètres de fonctionnement veille également à des possibilités d’utilisation encore plus flexibles, étant entendu que des aspects de sécurité sont intégrés de la même manière. Par exemple, il peut s’avérer au cours d’un vol que la consommation d’un des éléments fournisseurs d’énergie utilisés est plus élevée que la normale, autrement dit la disponibilité de l’élément fournisseur d’énergie concerné est inférieure aux prévisions. Le mode de fonctionnement activé peut alors être adapté de telle manière que la consommation de l’élément fournisseur d’énergie concerné est réduite, par exemple en ce que la propulsion fonctionne dans une autre plage de charge. En variante ou en supplément, d’autres éléments fournisseurs d’énergie peuvent être pris en compte de manière renforcée pour l’alimentation de la propulsion.
On préfère généralement que le mode de fonctionnement défini pour la durée totale d’un vol se base sur le fonctionnement de l’aéronef. Il est toutefois également envisageable que le mode de fonctionnement soit modifié ou changé pendant la durée du vol, par exemple dans le cas d’une situation de fonctionnement imprévue. On peut par exemple passer entre deux modes de fonctionnement prédéfinis.
Dans un autre mode de réalisation, la définition du mode de fonctionnement est effectuée en fonction d’au moins un paramètre de définition, étant entendu que le paramètre de définition représente de préférence un des paramètres suivants : distance de fonctionnement, poids de l’aéronef, poids maximal d’atterrissage, poids maximal de décollage, charge utile de l’aéronef, nombre de passagers, disponibilité d’au moins un des éléments fournisseurs d’énergie sur un aéroport, durée de fonctionnement. Cette liste n’est pas exhaustive, autrement dit d’autres paramètres de fonctionnement sont également possibles. En particulier, il est également possible qu’un paramètre de définition soit formé par un paramètre de fonctionnement de l’aéronef, en particulier un des paramètres de fonctionnement mentionnés plus haut. La définition en fonction d’un paramètre de fonctionnement simplifie globalement le fonctionnement de l’aéronef, en particulier lors de l’utilisation d’une règle de définition pour l’automatisation de la définition. Dans un exemple, la distance de vol et la charge utile peuvent être prises en compte lors de la définition, étant entendu qu’un premier mode de fonctionnement est défini. Si la disponibilité des éléments fournisseurs d’énergie sur l’aéroport est prise en compte en supplément, un deuxième mode de fonctionnement peut en revanche être défini. Par exemple, une quantité de méthanol ne peut pas être disponible en une quantité suffisante si bien que le deuxième mode de fonctionnement est défini, par voie de conséquence par exemple aucun méthanol n’est nécessaire.
Dans le mode de fonctionnement défini, au moins un des éléments fournisseurs d’énergie peut être prévu en tant qu’élément fournisseur d’énergie primaire et au moins un autre des éléments fournisseurs d’énergie peut être prévu en tant qu’élément fournisseur d’énergie secondaire, étant entendu que l’élément fournisseur d’énergie secondaire constitue de préférence un élément fournisseur d’énergie de réserve pour l’élément fournisseur d’énergie primaire. En variante ou en supplément, l’élément fournisseur d’énergie secondaire peut constituer un élément fournisseur d’énergie de soutien pour l’élément fournisseur d’énergie primaire. Un élément fournisseur d’énergie primaire peut être cet élément fournisseur d’énergie, qui précisément est utilisé majoritairement pour le fonctionnement de l’aéronef, par exemple pour la majeure partie du temps de vol en altitude de croisière de l’aéronef. L’élément fournisseur d’énergie primaire peut être en variante ou en supplément un élément fournisseur d’énergie qui est utilisé en priorité par rapport à un autre élément fournisseur d’énergie.
Un élément fournisseur d’énergie de réserve peut être de manière générale un élément fournisseur d’énergie, qui est utilisé quand un autre élément fournisseur d’énergie, en particulier un élément fournisseur d’énergie primaire, est épuisé. L’utilisation de l’élément fournisseur d’énergie de réserve peut être prévue en particulier pour une situation de fonctionnement imprévue, par exemple dans le cas d’un prolongement non planifié de la durée de fonctionnement ou d’une utilisation excessive imprévue de l’autre élément fournisseur d’énergie.
Un élément fournisseur d’énergie de soutien peut être de manière générale un élément fournisseur d’énergie qui est utilisé quand un autre élément fournisseur d’énergie, en particulier un élément fournisseur d’énergie primaire, doit être complété, par exemple pour maximiser une quantité d’énergie disponible pour la propulsion par unité de temps ou pour décharger l’autre élément fournisseur d’énergie.
Dans un exemple, le premier élément fournisseur d’énergie comprend au moins un dispositif de stockage d’énergie électrique, en particulier une batterie, étant entendu qu’un deuxième élément fournisseur d’énergie comprend du kérosène. Dans cette configuration, la propulsion est alimentée de manière primaire par une énergie électrique. Le kérosène fait de préférence office seulement de réserve et entre par exemple en jeu seulement lors de la survenue de circonstances imprévues qui rendent nécessaire un prolongement du temps de vol ou de la distance de vol planifié ou planifiée.
Dans un autre exemple, un des éléments fournisseurs d’énergie comprend de l’hydrogène et un autre des éléments fournisseurs d’énergie comprend du méthanol. L’élément fournisseur d’énergie méthanol peut être transformé en hydrogène par exemple à l’aide d’un reformeur d’hydrogène tant qu’il ne peut pas être directement utilisé par la propulsion si bien qu’une turbine à gaz ou similaire peut être alimentée exclusivement avec de l’hydrogène particulièrement avantageux d’un point de vue écologique. Le méthanol peut faire office seulement de réserve ou peut être utilisé sensiblement au même titre qu’un hydrogène stocké directement. Il est donc envisageable de prendre en compte le méthanol pour l’alimentation régulière de la propulsion dès que la réserve d’hydrogène est épuisée. Dans ce cas, le méthanol peut être considéré certes comme non prioritaire, autrement dit comme élément fournisseur d’énergie secondaire, toutefois pas seulement en tant que réserve pour un prolongement imprévu du temps de vol. L’aéronef peut présenter pour l’hydrogène et le méthanol un réservoir respectif qui peut être monté au choix sur l’aéronef.
Dans l’exemple décrit, l’alimentation de la propulsion avec de l’hydrogène et du méthanol peut être visée dans un itinéraire de vol. Il est toutefois également envisageable que seulement un des deux éléments fournisseurs d’énergie doive être utilisé dans un itinéraire de vol. Ainsi, un mode de fonctionnement peut être disponible, dans lequel un des deux éléments fournisseurs d’énergie, par exemple de l’hydrogène ou du méthanol, n’est pas pris en compte pour l’alimentation de la propulsion. Un réservoir pour l’élément fournisseur d’énergie non utilisé peut être avantageusement démonté de l’aéronef pour réduire le poids de l’aéronef. Un réservoir pour l’élément fournisseur d’énergie nécessaire est en revanche monté sur l’aéronef.
Selon un autre mode de réalisation, la définition du mode de fonctionnement, comprend la sélection d’un mode de fonctionnement parmi plusieurs modes de fonctionnement. Les modes de fonctionnement comprennent un premier et au moins un deuxième mode de fonctionnement, étant entendu que les éléments fournisseurs d’énergie comprennent un premier et au moins un deuxième élément fournisseur d’énergie. Dans le premier mode de fonctionnement, le premier élément fournisseur d’énergie est prévu en tant qu’élément fournisseur d’énergie primaire et le deuxième élément fournisseur d’énergie est prévu en tant qu’élément fournisseur d’énergie secondaire. Dans le deuxième mode de fonctionnement en revanche, le deuxième élément fournisseur d’énergie est prévu en tant qu’élément fournisseur d’énergie primaire et le premier élément fournisseur d’énergie est prévu en tant qu’élément fournisseur d’énergie secondaire. La priorisation des éléments fournisseurs d’énergie est ainsi inversée entre les modes de fonctionnement. La flexibilité de l’utilisation de l’aéronef est ainsi ce faisant améliorée, étant entendu que le nombre des éléments fournisseurs d’énergie impliqués peut rester inchangé.
Dans un exemple, le premier élément fournisseur d’énergie est de l’énergie électrique d’un accumulateur pouvant être monté sur l’aéronef, étant entendu que le deuxième élément fournisseur d’énergie est formé par du kérosène qui peut être entreposé dans un réservoir d’aile de l’aéronef. Dans le premier mode de fonctionnement, l’énergie électrique constitue la source d’énergie primaire. Le kérosène ne présente qu’une importance secondaire pour l’alimentation de la propulsion. Ainsi, un fonctionnement tout électrique de l’aéronef peut être prévu, étant entendu que le kérosène fait office par exemple seulement de réserve. Du fait de l’alimentation premièrement électrique, le premier mode de fonctionnement est adapté en règle générale seulement pour de faibles autonomies, par exemple jusqu’à 650 km. Pour permettre néanmoins une utilisation flexible de l’aéronef également pour des autonomies plus grandes, le kérosène est dans le deuxième mode de fonctionnement l’élément fournisseur d’énergie primaire. Le premier élément fournisseur d’énergie (énergie électrique d’une batterie pouvant être montée sur l’aéronef) peut être utilisé en complément comme réserve, comme soutien d’une propulsion alimentée en kérosène (par exemple un réacteur) et/ou pour soutenir une opération de décollage ou de relance des réacteurs. Le premier élément fournisseur d’énergie peut servir également seulement pour une phase de fonctionnement définie, par exemple pour le fonctionnement sur un tarmac d’un aéroport et/ou pour le vol en phase d’approche. En variante, il est possible de renoncer également totalement au premier élément fournisseur d’énergie, étant entendu que de préférence une batterie du premier élément fournisseur d’énergie est démontée de l’aéronef.
Par exemple, un turboréacteur conventionnel sans utilisation d’air de prélèvement (« réacteur bleedless »), dans lequel tous les systèmes de l’aéronef sont alimentés électriquement par un générateur du réacteur, peut être complété par une batterie. Celle-ci peut alimenter les systèmes électriques de l’aéronef par exemple lors du décollage de l’aéronef et propulser en supplément les générateurs électriques des réacteurs pour soutenir la propulsion. Dans le cas d’une puissance de sortie adoptée de 35 MW par générateur électrique d’un réacteur au niveau de l’aéroport et d’une puissance absorbée de 0,5 MW (1,5 % de la puissance de sortie) pour les systèmes électriques de l’aéronef, une augmentation de la puissance de la propulsion de globalement environ 3 % pour le décollage peut être visée lors de l’utilisation d’une batterie supplémentaire installée. Cela donne la possibilité de raccourcir la distance nécessaire au décollage de l’aéronef en comparaison avec un fonctionnement purement au kérosène. Une distance raccourcie de décollage n’est toutefois pas forcément judicieuse quand une distance de décollage très longue est disponible. Dans ce cas, il est possible de renoncer à la batterie supplémentaire, autrement dit la batterie peut être démontée pour ne pas augmenter de manière inutile le poids de l’aéronef.
Si le kérosène constitue l’élément fournisseur d’énergie primaire, il est possible de prévoir les modes de fonctionnement suivants. Dans un premier mode de fonctionnement, la propulsion est alimentée en premier lieu avec du kérosène, autrement dit la force de propulsion est générée par la combustion de kérosène. Dans ce mode de fonctionnement, aucune batterie supplémentaire n’est de préférence montée sur l’aéronef pour générer de l’énergie de propulsion au moyen d’une énergie électrique. Des batteries éventuelles peuvent être démontées ainsi pour ce mode de fonctionnement. Dans un deuxième mode de fonctionnement, une batterie avec une première capacité de stockage est montée sur l’aéronef. La force de propulsion est, également dans ce mode de fonctionnement, en premier lieu générée par la combustion de kérosène, étant entendu que de l’énergie électrique de la batterie montée est utilisée en complément pour soutenir la propulsion lors du décollage ou de la remise des gaz (fonction « boost »). Dans un troisième mode de fonctionnement, une batterie avec une deuxième capacité de stockage qui est supérieure à la première capacité de stockage est montée sur l’aéronef. Dans ce mode de fonctionnement, les systèmes électriques de l’aéronef sont alimentés par la batterie, étant entendu que la batterie est utilisée en supplément pour soutenir la propulsion, par exemple en ce que des générateurs sont opérés en tant que moteur électrique par un ou plusieurs réacteurs entraînant ainsi la turbine. Le troisième mode de fonctionnement peut être prévu pour des distances de fonctionnement plus courtes, par exemple jusqu’à 500 km, étant entendu que la batterie peut être réalisée par exemple en tant que batterie lithium-ion. D’autres types de batteries entrent également en ligne de compte. En raison de la capacité de stockage plus élevée, la batterie peut fournir par exemple 1 MW de puissance électrique. Celle-ci peut se situer dans la plage de 2,5 % de la puissance totale par réacteur.
Dans un autre exemple, plusieurs modes de fonctionnement sont prévus sur la base de plusieurs éléments fournisseurs d’énergie. Un des éléments fournisseurs d’énergie est formé par de l’énergie électrique d’une batterie montée sur l’aéronef. De préférence, une fraction minimale prédéfinie de l’énergie prévue pour la propulsion est stockée dans la batterie dans au moins un des modes de fonctionnement. Par exemple, la fraction minimale peut se situer avantageusement dans la plage entre 1 et 50 % si bien que des fractions de 5 ou de 20 % sont également possibles. D’autres valeurs sont également envisageables.
Dans un autre mode de réalisation, les éléments fournisseurs d’énergie comprennent un premier, un deuxième et un troisième élément fournisseur d’énergie, étant entendu que dans le mode de fonctionnement défini, le premier élément fournisseur d’énergie est prévu en tant qu’élément fournisseur d’énergie primaire et le deuxième et le troisième élément fournisseur d’énergie sont prévus en tant qu’éléments fournisseurs d’énergie secondaire. Les éléments fournisseurs d’énergie secondaire peuvent constituer des éléments fournisseurs d’énergie de réserve et/ou des éléments fournisseurs d’énergie de soutien pour l’élément fournisseur d’énergie primaire. L’utilisation en toute fiabilité et en toute sécurité de différents éléments fournisseurs d’énergie est ainsi également possible pour plus de deux éléments fournisseurs d’énergie différents. Par exemple, du kérosène peut faire office d’élément fournisseur d’énergie primaire et deux différentes batteries, qui peuvent avoir une capacité de stockage différente, font office de deuxième et troisième éléments fournisseurs d’énergie. Le deuxième élément fournisseur d’énergie peut être prévu par exemple pour soutenir l’élément fournisseur d’énergie primaire en ce que par exemple le deuxième élément fournisseur d’énergie alimente en soutien la propulsion en parallèle du premier élément fournisseur d’énergie. Le troisième élément fournisseur d’énergie peut faire office de réserve pour des situations d’urgence.
Dans un autre exemple, de l’hydrogène sert d’élément fournisseur d’énergie primaire et du méthanol issu de deux réservoirs de méthanol différents sert d’élément fournisseur d’énergie secondaire. L’ordre de priorité des éléments fournisseurs d’énergie en tant qu’élément fournisseur d’énergie primaire et élément fournisseur d’énergie secondaire peut également être inversé. Pour ces deux cas, un mode de fonctionnement respectif peut être prévu. Ainsi, l’aéronef peut être opéré en toute flexibilité et néanmoins en toute sécurité en cas de changement de la disponibilité de l’hydrogène et du méthanol sur un aéroport respectif et pour différentes autonomies et charges utiles.
Tant que du méthanol doit être utilisé comme élément fournisseur d’énergie, l’aéronef et/ou un réservoir de méthanol pouvant être monté sur l’aéronef sont équipés de préférence d’un reformeur pour extraire de l’hydrogène du méthanol. Dans un exemple, deux réservoirs de méthanol sont prévus pour un mode de fonctionnement, étant entendu qu’un des réservoirs de méthanol est intégré de manière fixe dans l’aéronef et l’autre réservoir de méthanol peut être monté de manière flexible sur l’aéronef. En supplément, un réservoir d’hydrogène, par exemple un réservoir cryogénique, peut être monté sur l’aéronef. Dans un premier mode de fonctionnement, de l’hydrogène, qui est stocké dans le réservoir d’hydrogène, est l’élément fournisseur d’énergie primaire, étant entendu que du méthanol dans les deux réservoirs de méthanol constitue les deuxième et troisième éléments fournisseurs d’énergie qui font office d’éléments fournisseurs d’énergie secondaire, en particulier de réserve. Dans un deuxième mode de fonctionnement, le méthanol dans les deux réservoirs de méthanol fait office de premier et de deuxième élément fournisseur d’énergie primaire, étant entendu que de l’hydrogène est prévu au choix comme élément fournisseur d’énergie secondaire. Ainsi, un mode de fonctionnement se basant exclusivement sur du méthanol peut être en particulier créé, dans lequel un réservoir d’hydrogène de l’aéronef peut rester vide. Dans un troisième mode de fonctionnement, de l’hydrogène est l’élément fournisseur d’énergie primaire, étant entendu que des réservoirs de méthanol de l’aéronef peuvent rester vides.
Il est préféré de manière générale qu’un ou plusieurs réservoirs, lesquels ne sont pas requis pour le mode de fonctionnement défini, soient démontés de l’aéronef avant que l’aéronef ne fonctionne dans le mode de fonctionnement défini. En particulier, lesdits réservoirs d’hydrogène et/ou réservoirs de méthanol peuvent être démontés de l’aéronef dans la mesure où ceux-ci ne sont pas intégrés fixement dans l’aéronef. L’efficacité de l’aéronef peut ainsi être augmentée.
Dans une autre configuration, la propulsion comprend au moins un moteur électrique, étant entendu que dans le mode de fonctionnement défini, au moins plusieurs des éléments fournisseurs d’énergie sont prévus pour l’alimentation du moteur électrique. Par exemple, de l’hydrogène et du méthanol peuvent être prévus en tant qu’éléments fournisseurs d’énergie. Les deux sources d’énergie peuvent être amenées à une pile à combustible de la propulsion et ainsi être transformées en énergie électrique qui est utilisée pour alimenter le moteur électrique. Dans la mesure où la propulsion présente un moteur électrique, celui-ci est utilisé de préférence pour propulser une hélice si bien que le moteur électrique et l’hélice forment conjointement une propulsion d’hélice pour l’aéronef. Il est toutefois également possible que le moteur électrique soit utilisé pour soutenir en continu une turbine à gaz, en particulier au cours du vol.
Selon un autre mode de réalisation, la propulsion comprend plusieurs propulsions se distinguant les unes des autres. Celles-ci comprennent une première propulsion et une deuxième propulsion, étant entendu que dans le mode de fonctionnement défini, un des éléments fournisseurs d’énergie est prévu pour l’alimentation de la première propulsion et un autre des éléments fournisseurs d’énergie est prévu pour l’alimentation de la deuxième propulsion. Les éléments fournisseurs d’énergie peuvent ainsi servir à l’alimentation sélective de propulsions associées. Ainsi, différentes technologiques de propulsion peuvent être combinées les unes aux autres, étant entendu que l’alimentation des diverses propulsions est garantie par les divers éléments fournisseurs d’énergie. Par exemple, la première propulsion comprend un moteur électrique ou est formée par un moteur électrique. Le premier élément fournisseur d’énergie peut dans ce cas être formé par l’énergie électrique d’une batterie pouvant être montée sur l’aéronef. La deuxième propulsion en revanche peut présenter une turbine à gaz, en particulier une turbine à gaz qui est alimentée en kérosène ou en hydrogène. Ainsi, une propulsion au kérosène classique peut être combinée à une propulsion électrique à la pointe de la technologie pour rendre possible avantageusement une utilisation flexible de l’aéronef qui est néanmoins efficace. Par exemple, une grande batterie peut être montée en tant que premier élément fournisseur d’énergie sur l’aéronef sur une distance de vol courte de par exemple 350 km pour rendre possible un vol sensiblement tout électrique. Pour des trajets plus longs, une batterie de plus petite taille en revanche peut être entraînée, laquelle est utilisée seulement à titre subsidiaire, autrement dit pour soutenir la propulsion au kérosène.
Dans le cas de plusieurs propulsions, celles-ci peuvent être couplées avantageusement à une transmission. Par exemple, l’aéronef peut présenter une propulsion électrique à hélice, qui présente au moins un moteur électrique couplé à une hélice. En supplément, l’aéronef peut présenter une turbine à gaz, qui est reliée à l’hélice par l’intermédiaire d’une transmission et qui peut propulser l’hélice en complément ou en variante par rapport au moteur électrique en un déplacement par rotation.
Selon un autre mode de réalisation, une des propulsions est prévue en tant que propulsion primaire et une autre des propulsions est prévue en tant que propulsion secondaire dans le mode de fonctionnement défini. En d’autres termes, la première propulsion peut être la propulsion primaire et la deuxième propulsion peut être la propulsion secondaire. En variante, la première propulsion est la propulsion secondaire, et la deuxième propulsion est la propulsion primaire. Ainsi, il est possible de fixer à l’aide du mode de fonctionnement défini la propulsion, qui doit être utilisée en premier lieu pour le vol. Par exemple, le moteur électrique peut être fixé de manière correspondante en tant que propulsion primaire pour un vol à effectuer majoritairement ou en totalité avec le moteur électrique, et un mode de fonctionnement correspondant peut être défini. Une propulsion au kérosène classique peut faire office de propulsion secondaire, qui fait office par exemple seulement de réserve si le moteur électrique ne pouvait plus fonctionner avec une puissance suffisante. A l’inverse, la propulsion au kérosène peut être fixée en tant que propulsion primaire pour de plus grandes autonomies et un mode de fonctionnement peut être défini à cet effet. Il est également envisageable que la sélection du mode de fonctionnement ne soit pas effectuée seulement en fonction de l’autonomie. Des paramètres de fonctionnement supplémentaires ou autres peuvent également être pris en compte ainsi que cela a été expliqué plus haut. Par exemple, le besoin de maintenance des propulsions respectives peut être pris en compte.
Selon un autre mode de réalisation, la définition du mode de fonctionnement comprend la sélection d’un ou de plusieurs modes de fonctionnement, étant entendu que les modes de fonctionnement comprennent un premier et au moins un deuxième mode de fonctionnement, étant entendu que dans le premier mode de fonctionnement, la première propulsion est prévue en tant que propulsion primaire et la deuxième propulsion est prévue en tant que propulsion secondaire, étant entendu que la propulsion secondaire constitue de préférence une propulsion de réserve pour la propulsion primaire. Dans le deuxième mode de fonctionnement, la première propulsion est prévue en tant que propulsion secondaire et la deuxième propulsion est prévue en tant que propulsion primaire, étant entendu que la propulsion secondaire constitue de préférence une propulsion de soutien pour la propulsion primaire. L’utilisation flexible de l’aéronef peut ainsi être concrétisée également sur le plan des propulsions, autrement dit les propulsions peuvent être employées différemment si besoin. Un moteur électrique de l’aéronef peut faire office dans différents modes de fonctionnement en tant que propulsion primaire ou en tant que propulsion secondaire. Dans le cas de la propulsion primaire, le moteur électrique peut propulser une hélice pour propulser électriquement principalement ou en totalité l’aéronef. Quand le moteur électrique est prévu en tant que propulsion secondaire, celui-ci peut propulser en soutien par exemple l’aube d’une turbine à gaz.
Dans un autre mode de réalisation, un des éléments fournisseurs d’énergie comprend au moins un dispositif de stockage d’énergie électrique, qui peut être monté de manière flexible sur l’aéronef pour alimenter la propulsion en énergie électrique. Un montage flexible du dispositif de stockage d’énergie permet de remplacer sans recourir à des moyens importants en termes de temps ou de montage le dispositif de stockage d’énergie. Par exemple, le dispositif de stockage d’énergie peut être remplacé facilement entre deux rotations si bien qu’une charge du dispositif de stockage d’énergie demandant beaucoup de temps sur l’aéronef est supprimée. En outre, il est possible de retirer le dispositif de stockage d’énergie après un vol totalement électrique pour effectuer sans retard un vol avec un autre élément fournisseur d’énergie primaire, comme le kérosène. Le dispositif de stockage d’énergie peut être monté dans un dispositif de logement séparé à l’intérieur de l’aéronef et être accessible facilement depuis l’extérieur par une trappe. En variante, le dispositif de stockage d’énergie peut être monté sur un côté extérieur de l’aéronef, par exemple sur une aile d’aéronef. Le dispositif de stockage d’énergie peut être formé par une batterie.
Dans un autre mode de réalisation, un des éléments fournisseurs d’énergie comprend au choix un ou plusieurs dispositifs de stockage électriques, étant entendu que les dispositifs de stockage d’énergie peuvent être montés respectivement de manière flexible sur l’aéronef pour alimenter la propulsion en énergie électrique, et étant entendu que les plusieurs dispositifs de stockage d’énergie se distinguent au moins en partie les uns des autres par leur capacité de stockage et/ou étant entendu que la capacité de stockage d’au moins certains des plusieurs dispositifs de stockage d’énergie est identique. Les dispositifs de stockage d’énergie peuvent former avec l’aéronef ou plusieurs aéronefs un système pour l’alimentation électrique de propulsions d’aéronef avec une capacité de stockage variable. Par exemple, plusieurs modes de fonctionnement peuvent être prévus, qui sont conçus respectivement pour une autonomie différente de l’aéronef et prescrivent respectivement un nombre de dispositifs de stockage d’énergie adapté à l’autonomie, qui sont à monter sur l’aéronef concerné quand l’aéronef doit fonctionner dans le mode de fonctionnement associé. L’aéronef peut ainsi fonctionner de manière particulièrement flexible et malgré tout en toute efficacité et sécurité.
Selon un autre mode de réalisation, un des éléments fournisseurs d’énergie comprend une première source d’énergie, qui peut être logée dans un premier dispositif de stockage de source d’énergie de l’aéronef, étant entendu que le premier dispositif de stockage de source d’énergie est relié de manière fixe à l’aéronef ou de manière flexible sur l’aéronef pour alimenter la propulsion avec la première source d’énergie. La première source d’énergie peut être formée par une source d’énergie classique, en particulier par du kérosène. Une source d’énergie proposée en variante, par exemple de l’hydrogène ou du méthanol, est toutefois également possible. Le montage flexible de dispositifs de stockage de source d’énergie ouvre d’autres possibilités pour utiliser en toute flexibilité l’aéronef. Par exemple, le dispositif de stockage de source d’énergie peut être démonté quand un vol doit être effectué avec une autonomie très faible et qu’un mode de fonctionnement correspondant est défini à cet effet, dans lequel seulement un dispositif de stockage d’énergie électrique sert à l’alimentation d’une propulsion électrique. Dans le cas d’une autonomie plus importante en revanche, le dispositif de stockage de source d’énergie peut être monté de manière flexible. La première source d’énergie peut être formée par du kérosène, de l’hydrogène ou du méthanol.
Selon un mode de réalisation avantageux, un autre des éléments fournisseurs d’énergie comprend une deuxième source d’énergie, qui peut être logée dans un deuxième dispositif de stockage de source d’énergie de l’aéronef, étant entendu que le deuxième dispositif de stockage de source d’énergie est relié de manière fixe à l’aéronef ou peut être monté de manière flexible sur l’aéronef pour alimenter la propulsion avec la deuxième source d’énergie. L’utilisation flexible de l’aéronef peut être améliorée ainsi. Par exemple, la deuxième source d’énergie peut être formée par du méthanol, qui par exemple peut être utilisé au moyen d’un reformeur ou d’une autre manière pour générer de l’hydrogène. Le méthanol pose des exigences inférieures à l’hydrogène en termes de stockage et est ainsi attractif en tant que source d’énergie dans le domaine de l’aéronautique. La combinaison d’un ou de plusieurs réservoirs d’hydrogène à un ou plusieurs réservoirs de méthanol pouvant être montés de manière flexible permet de plus une utilisation efficace de l’aéronef pour différentes autonomies. Deux types de dispositifs de stockage de source d’énergie peuvent toutefois en principe être montés de manière flexible sur l’aéronef. De préférence, un ou plusieurs réservoirs d’hydrogène sont intégrés de manière fixe dans l’aéronef. Un ou plusieurs réservoirs de méthanol peuvent en revanche être montés de préférence de manière flexible sur l’aéronef.
De préférence, la propulsion forme une propulsion en vol de l’aéronef. En d’autres termes, la propulsion, qui peut comprendre comme déjà expliqué également plusieurs propulsions différentes les unes des autres, sert à générer la force de propulsion en vol nécessaire. La propulsion peut présenter en particulier un moteur électrique pour propulser une hélice de l’aéronef. En variante ou en supplément, la propulsion peut présenter au moins une turbine à gaz, qui est alimentée par une source d’énergie. Deux types de propulsion peuvent également être réalisés, en particulier dans une réalisation multiple, par exemple sur l’aile gauche et l’aile droite sur un aéronef. En supplément, la propulsion peut présenter une pile à combustible, qui génère de l’énergie électrique sur la base d’hydrogène et/ou de méthanol, qui peut être employée pour alimenter le moteur électrique et/ou pour soutenir une turbine à gaz. Dans le cas d’un soutien de la turbine à gaz, un générateur disposé dans la turbine à gaz peut fonctionner en tant que moteur électrique.
Selon un autre mode de réalisation, les éléments fournisseurs d’énergie sont fournis en fonction du mode de fonctionnement défini si bien que les éléments fournisseurs d’énergie sont disponibles au cours du fonctionnement de l’aéronef pour l’alimentation de la propulsion en fonction de la règle prédéfinie du mode de fonctionnement défini.
La fourniture des éléments fournisseurs d’énergie peut comprendre au moins une des étapes de procédé suivantes : le démontage d’au moins un premier dispositif de stockage d’énergie électrique sur l’aéronef ; le montage d’au moins un deuxième dispositif de stockage d’énergie électrique sur l’aéronef ; le démontage d’au moins un premier dispositif de stockage de source d’énergie de l’aéronef ; le montage d’au moins un deuxième dispositif de stockage de source d’énergie sur l’aéronef ; le remplissage du dispositif de stockage de source d’énergie monté et/ou d’un dispositif de stockage de source d’énergie fixe de l’aéronef avec au moins une source d’énergie. Le montage du dispositif de stockage d’énergie peut être effectué en particulier de telle manière que le dispositif de stockage d’énergie est inséré ou enfilé dans un dispositif de logement réalisé sur l’aéronef de sorte que les contacts électriques du dispositif de logement et du dispositif de stockage d’énergie sont en contact les uns avec les autres. Les contacts du dispositif de logement sont reliés électriquement à la propulsion, qui comprend en particulier un moteur électrique, si bien qu’ainsi la propulsion peut être alimentée par le dispositif de stockage d’énergie. Le démontage peut être effectué de manière inversée pour le montage.
Selon un mode de réalisation, la fourniture des éléments fournisseurs d’énergie se distingue en fonction du mode de fonctionnement défini entre plusieurs modes de fonctionnement. Par exemple, des systèmes de stockage définis peuvent être montés sur l’aéronef pour un premier mode de fonctionnement. Les systèmes de stockage sont toutefois démontés pour un deuxième mode de fonctionnement, étant entendu que d’autres systèmes de stockage sont montés sur l’aéronef.
En général, la fourniture des éléments fournisseurs d’énergie peut comprendre une modification d’un ou de plusieurs systèmes de stockage montés sur l’aéronef, étant entendu que des systèmes de stockage peuvent être par exemple les dispositifs de stockage d’énergie et/ou dispositifs de stockage de source d’énergie susmentionnés. En particulier, des systèmes de stockage peuvent être démontés et/ou remplacés au moins en partie en ce qu’un premier système de stockage est démonté et un deuxième système de stockage est monté sur l’aéronef. Ainsi, une batterie vidée peut être remplacée par exemple par une batterie rechargée, ou une batterie avec un premier poids peut être remplacée par une batterie avec un deuxième poids, qui est plus grand que le premier poids. Il est également possible de démonter seulement un ou plusieurs systèmes de stockage dans la mesure où selon le mode de fonctionnement défini, ces systèmes de stockage ne sont pas prévus en tant qu’éléments fournisseurs d’énergie.
La présente invention concerne en outre un système de commande pour faire fonctionner un aéronef. L’aéronef présente au moins une propulsion pour propulser l’aéronef, étant entendu que plusieurs éléments fournisseurs d’énergie se distinguant les uns des autres sont prévus pour l’alimentation de la propulsion, étant entendu que le système de commande est réalisé pour exécuter le procédé selon au moins l’un quelconque des modes de réalisation décrits ci-avant.
Selon un autre aspect de l’invention, un programme informatique est prévu, qui comprend des instructions, qui amènent, lors de l’exécution du programme informatique par un ordinateur, celui-ci à exécuter les étapes du procédé selon au moins l’un quelconque des modes de réalisation décrits ci-avant.
La présente invention concerne par ailleurs un aéronef avec au moins une propulsion pour propulser l’aéronef. Plusieurs éléments fournisseurs d’énergie différents les uns des autres sont prévus pour l’alimentation de la propulsion. L’aéronef est en outre adapté pour fonctionner avec le procédé selon au moins l’un des modes de réalisation décrits ci-avant.
L’aéronef peut présenter un système de commande qui est réalisé pour exécuter le procédé selon au moins l’un quelconque des modes de réalisation décrits ci-avant. Il est toutefois également possible de ne pas faire exécuter diverses étapes du procédé par le système de commande, mais autrement. Par exemple, la définition du mode de fonctionnement peut être effectuée sur un calculateur central. Ce mode opératoire peut être lancé et surveillé en particulier par un exploitant de l’aéronef. Il est ce faisant possible également de sauvegarder dans un fichier la définition, effectuée sur le calculateur central, du mode de fonctionnement puis de la transmettre sans fil à un système de commande de l’aéronef, qui est censé fonctionner en fonction du mode de fonctionnement défini. Outre l’emploi d’un calculateur central, il est également envisageable que la définition soit réalisée en totalité ou en partie par un homme. Par exemple, un planificateur opérationnel de l’aéronef peut décider, à l’aide de l’autonomie et de la charge utile prévues dans un scénario de fonctionnement concret le mode de fonctionnement dans lequel l’aéronef est censé fonctionner. Pour des raisons de sécurité, une définition automatisée du mode de fonctionnement peut toutefois être préférée.
Selon un mode de réalisation, l’au moins une propulsion comprend une première propulsion et une deuxième propulsion, étant entendu que la première propulsion comprend au moins un moteur électrique et étant entendu que la deuxième propulsion comprend au moins une turbine à gaz. Le moteur électrique peut être réalisé séparément de la turbine à gaz et peut servir en particulier à propulser une hélice. Le moteur électrique et la turbine à gaz sont couplés l’un à l’autre ou au choix peuvent être couplés l’un à l’autre par l’intermédiaire d’une transmission.
Selon un autre mode réalisation, l’aéronef présente un premier dispositif de stockage de source d’énergie pour loger un premier des plusieurs éléments fournisseurs d’énergie. En outre, l’aéronef présente un deuxième dispositif de stockage de source d’énergie pour loger un deuxième des plusieurs éléments fournisseurs d’énergie. L’au moins une propulsion est adaptée pour être alimentée par deux éléments fournisseurs d’énergie au cours du vol. Par exemple, une pile à combustible peut être alimentée en hydrogène, qui est stocké dans le premier dispositif de stockage de source d’énergie. En supplément, du méthanol peut être stocké dans le deuxième dispositif de stockage de source d’énergie et peut être pris en compte pour l’alimentation de la pile à combustible. Les éléments fournisseurs d’énergie peuvent être formés en général par des sources d’énergie.
Il va de soi que des caractéristiques décrites en lien avec un des modes de réalisation décrits ci-avant peuvent être concrètement réalisées par exemple en lien avec le procédé de la même manière dans d’autres modes de réalisation par exemple par rapport à l’aéronef décrit. L’inverse est vrai aussi.
La présente invention est décrite à titre d’exemple ci-après en se référant aux figures, étant entendu que des parties identiques sur le plan fonctionnel sont pourvues des mêmes numéros de référence.
D’autres caractéristiques, détails et avantages apparaîtront à la lecture de la description détaillée ci-après, et à l’analyse des dessins annexés, sur lesquels :
Fig. 1
Fig. 2
Fig. 3
Claims (27)
- Procédé pour faire fonctionner un aéronef (14), dans lequel l’aéronef (14) présente au moins une propulsion (18, 20) pour propulser l’aéronef (14), dans lequel plusieurs fournisseurs d’énergie (22, 24) se distinguant les uns des autres sont prévus pour l’alimentation de la propulsion (18, 20), dans lequel le procédé comprend :
- la définition d’un mode de fonctionnement (B1, B2), dans lequel le mode de fonctionnement (B1, B2) comprend au moins une règle prédéfinie pour l’alimentation de la propulsion (18, 20) par les fournisseurs d’énergie (22, 24) ;
- le fonctionnement de l’aéronef (14) en fonction du mode de fonctionnement (B1, B2) défini, dans lequel l’alimentation de la propulsion (18, 20) par les fournisseurs d’énergie (22, 24) est soumise à la règle prédéfinie. - Procédé selon la revendication 1, dans lequel la définition du mode de fonctionnement (B1, B2) comprend en outre :
- la sélection d’un parmi plusieurs modes de fonctionnement (B1, B2), dans lequel chacun des modes de fonctionnement (B1, B2) comprend au moins une parmi plusieurs règles prédéfinies pour l’alimentation de la propulsion (18, 20) par les plusieurs fournisseurs d’énergie (22, 24), dans lequel les règles prédéfinies se distinguent les unes des autres entre certains des modes de fonctionnement (B1, B2). - Procédé selon la revendication 1 ou 2, dans lequel dans le mode de fonctionnement (B1, B2) défini, l’alimentation de la propulsion (18, 20) est validée, bloquée et/ou modifiée par au moins un des fournisseurs d’énergie (22, 24) en fonction d’au moins un paramètre de fonctionnement de l’aéronef (14), de préférence un schéma de fonctionnement de l’aéronef (14).
- Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la contribution d’au moins un des fournisseurs d’énergie (22, 24) à l’alimentation de la propulsion (18, 20) est réglée dans le mode de fonctionnement (B1, B2) défini en fonction d’au moins un paramètre de fonctionnement de l’aéronef (14), de préférence un schéma de fonctionnement de l’aéronef (14).
- Procédé selon la revendication 3 ou 4, dans lequel l’au moins un paramètre de fonctionnement prédéfini représente au moins l’un des paramètres suivants : distance de fonctionnement (28), état de fonctionnement, disponibilité d’au moins un des fournisseurs d’énergie pendant le fonctionnement, information de temps, segment de vol, poids de l’aéronef (30).
- Procédé selon au moins l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la définition du mode de fonctionnement (B1, B2) est effectuée en fonction d’au moins un paramètre de définition, dans lequel le paramètre de définition représente de préférence l’un des paramètres suivants : distance de fonctionnement (28), poids de l’aéronef, poids maximal à l’atterrissage, poids maximal au décollage (30), charge utile de l’aéronef (NB1, NB2), nombre de passagers, disponibilité d’au moins un des fournisseurs d’énergie sur un aéroport, durée de fonctionnement.
- Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel dans le mode de fonctionnement (B1, B2) défini, au moins un des fournisseurs d’énergie (22, 24) est prévu en tant que fournisseur d’énergie primaire et au moins un autre des fournisseurs d’énergie (22, 24) est prévu en tant que fournisseur d’énergie secondaire, dans lequel le fournisseur d’énergie secondaire forme de préférence un fournisseur d’énergie de réserve pour le fournisseur d’énergie primaire.
- Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la définition du mode de fonctionnement (B1, B2) comprend la sélection d’un parmi plusieurs modes de fonctionnement (B1, B2), dans lequel les modes de fonctionnement (B1, B2) comprennent un premier et au moins un deuxième mode de fonctionnement, dans lequel les fournisseurs d’énergie (22, 24) comprennent un premier et au moins un deuxième fournisseur d’énergie, dans lequel
- dans le premier mode de fonctionnement (B1), le premier fournisseur d’énergie (22) est prévu en tant que fournisseur d’énergie primaire et le deuxième fournisseur d’énergie (24) est prévu en tant que fournisseur d’énergie secondaire, et
- dans le deuxième mode de fonctionnement (B2), le deuxième fournisseur d’énergie (24) est prévu en tant que fournisseur d’énergie primaire et le premier fournisseur d’énergie (22) est prévu en tant que fournisseur d’énergie secondaire. - Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les fournisseurs d’énergie comprennent un premier, un deuxième et un troisième fournisseur d’énergie (22, 24), dans lequel dans le mode de fonctionnement (B1, B2) défini, le premier fournisseur d’énergie est prévu en tant que fournisseur d’énergie primaire et le deuxième et le troisième fournisseur d’énergie sont prévus en tant que fournisseurs d’énergie secondaire,
dans lequel les fournisseurs d’énergie secondaire forment de préférence des fournisseurs d’énergie de réserve pour le fournisseur d’énergie primaire. - Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la propulsion (18) comprend au moins un moteur électrique, dans lequel dans le mode de fonctionnement (B1, B2) défini, au moins certains des fournisseurs d’énergie (22, 24) sont prévus pour l’alimentation du moteur électrique, dans lequel les quelques fournisseurs d’énergie (22, 24) comprennent de préférence de l’hydrogène et du méthanol.
- Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes,
dans lequel la propulsion comprend plusieurs propulsions (18, 20) se distinguant les unes des autres, dans lequel les propulsions (18, 20) comprennent une première propulsion (18) et une deuxième propulsion (20), dans lequel dans le mode de fonctionnement (B1, B2) défini, au moins un des fournisseurs d’énergie (22, 24) est prévu pour l’alimentation de la première propulsion (18) et un autre des fournisseurs d’énergie (22, 24) est prévu pour l’alimentation de la deuxième propulsion (20),
dans lequel la première propulsion (18) comprend de préférence un moteur électrique et dans lequel la deuxième propulsion (20) comprend de préférence une turbine à gaz. - Procédé selon la revendication 11,
dans lequel dans le mode de fonctionnement (B1, B2) défini
- la première propulsion (18) est prévue en tant que propulsion primaire et la deuxième propulsion (20) est prévue en tant que propulsion secondaire ou
- la première propulsion (18) est prévue en tant que propulsion secondaire et la deuxième propulsion (20) est prévue en tant que propulsion secondaire. - Procédé selon la revendication 11,
dans lequel la définition du mode de fonctionnement (B1, B2) comprend la sélection d’un parmi plusieurs modes de fonctionnement (B1, B2), dans lequel les modes de fonctionnement (B1, B2) comprennent un premier et au moins un deuxième mode de fonctionnement, dans lequel dans le premier mode de fonctionnement (B1), la première propulsion (18) est prévue en tant que propulsion primaire et la deuxième propulsion (20) est prévue en tant que propulsion secondaire, dans lequel la propulsion secondaire forme de préférence une propulsion de réserve pour la propulsion primaire, et
dans lequel dans le deuxième mode de fonctionnement (B2), la première propulsion (18) est prévue en tant que propulsion secondaire et la deuxième propulsion (20) est prévue en tant que propulsion primaire, dans lequel la propulsion secondaire forme de préférence une propulsion de soutien pour la propulsion primaire. - Procédé selon au moins l’une quelconque des revendications précédentes,
dans lequel un des fournisseurs d’énergie (22, 24) comprend au moins un dispositif de stockage d’énergie électrique, qui peut être monté de manière flexible sur l’aéronef (14) pour alimenter la propulsion (18, 20) en énergie électrique. - Procédé selon au moins l’une quelconque des revendications 1 à 13,
dans lequel un des fournisseurs d’énergie comprend au choix un des plusieurs dispositifs de stockage d’énergie électrique, dans lequel les dispositifs de stockage d’énergie peuvent être montés de manière respectivement flexible sur l’aéronef (14) pour alimenter la propulsion (18, 20) en énergie électrique, dans lequel les plusieurs dispositifs de stockage d’énergie se distinguent les uns des autres au moins en partie dans leur capacité de stockage et/ou dans lequel la capacité de stockage d’au moins certains des plusieurs dispositifs de stockage d’énergie est au moins sensiblement identique. - Procédé selon au moins l’une quelconque des revendications précédentes,
dans lequel un des fournisseurs d’énergie (22, 24) comprend une première source d’énergie qui peut être logée dans un premier dispositif de stockage de source d’énergie de l’aéronef (14), dans lequel le premier dispositif de stockage de source d’énergie est relié de manière fixe à l’aéronef (14) ou peut être monté de manière flexible sur l’aéronef (14) pour alimenter la propulsion (18, 20) avec la première source d’énergie. - Procédé selon la revendication 16,
dans lequel un autre des fournisseurs d’énergie (22, 24) comprend une deuxième source d’énergie, qui peut être logée dans un deuxième dispositif de stockage d’énergie de l’aéronef, dans lequel le deuxième dispositif de stockage de source d’énergie est relié de manière fixe à l’aéronef ou peut être monté de manière flexible sur l’aéronef pour alimenter la propulsion (18, 20) avec la deuxième source d’énergie. - Procédé selon au moins l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la propulsion (18, 20) forme une propulsion en vol de l’aéronef (14).
- Procédé selon au moins l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le procédé comprend en outre :
la fourniture des fournisseurs d’énergie (22, 24) en fonction du mode de fonctionnement (B1, B2) défini si bien que les fournisseurs d’énergie (22, 24) sont disponibles pendant le fonctionnement de l’aéronef (14) pour alimenter la propulsion (18, 20) en fonction de la règle prédéfinie du mode de fonctionnement (B1, B2) défini. - Procédé selon la revendication 19, dans lequel la fourniture des fournisseurs d’énergie (22, 24) comprend au moins une des étapes de procédé suivantes :
- le démontage d’au moins un premier dispositif de stockage d’énergie électrique de l’aéronef (14) ;
- le montage d’au moins un deuxième dispositif de stockage d’énergie sur l’aéronef (14) ;
- le démontage d’au moins un premier dispositif de stockage de source d’énergie de l’aéronef (14) ;
- le montage d’au moins un deuxième dispositif de stockage de source d’énergie sur l’aéronef (14) ;
- le remplissage du deuxième dispositif de stockage de source d’énergie monté et/ou d’un dispositif de stockage de source d’énergie fixe de l’aéronef (14) avec au moins une source d’énergie. - Procédé selon la revendication 19 ou 20, dans lequel la fourniture des fournisseurs d’énergie se distingue en fonction du mode de fonctionnement défini entre plusieurs modes de fonctionnement.
- Système de commande (26) pour faire fonctionner un aéronef (14), dans lequel l’aéronef (14) présente au moins une propulsion (18, 20) pour propulser l’aéronef (14), dans lequel plusieurs fournisseurs d’énergie (22, 24) se distinguant les uns des autres sont prévus pour l’alimentation de la propulsion (18, 20), dans lequel le système de commande (26) est réalisé pour exécuter le procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes.
- Programme informatique comprenant des instructions, qui amènent, lors de l’exécution du programme informatique par un ordinateur, celui-ci à exécuter au moins en partie les étapes du procédé selon au moins l’une quelconque des revendications 1 à 20.
- Aéronef (14) avec au moins une propulsion (18, 20) pour propulser l’aéronef (14), dans lequel plusieurs fournisseurs d’énergie (22, 24) se distinguant les uns des autres sont prévus pour l’alimentation de la propulsion (18, 20), dans lequel l’aéronef (14) est adapté pour fonctionner avec le procédé selon au moins l’une quelconque des revendications 1 à 20.
- Aéronef (14) selon la revendication 24, dans lequel l’aéronef (14) présente un système de commande (26) selon la revendication 21.
- Aéronef (14) selon la revendication 24 ou 25, dans lequel l’au moins une propulsion comprend une première propulsion (18) et une deuxième propulsion (20), dans lequel la première propulsion (18) comprend au moins un moteur électrique et dans lequel la deuxième propulsion (20) comprend au moins une turbine à gaz.
- Aéronef (14) selon au moins l’une quelconque des revendications 24 à 26, dans lequel l’aéronef (14) présente un premier dispositif de stockage de source d’énergie pour loger un premier des fournisseurs d’énergie et dans lequel l’aéronef (14) présente un deuxième dispositif de stockage de source d’énergie pour loger un deuxième des fournisseurs d’énergie, dans lequel la propulsion (18, 20) est adaptée pour être alimentée au cours du vol par le premier et le deuxième fournisseur d’énergie
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