Les systèmes de propulsion des aéronefs sont parmi les systèmes les plus réglementés et les plus critiques en matière de sécurité. Leur conception garantit que les taux de défaillance des composants critiques sont extrêmement faibles et que même en cas de défaillance de ces composants critiques, des modes de fonctionnement dégradés et des systèmes de secours garantissent que l’avion peut continuer à fonctionner en toute sécurité jusqu’ à l’atterrissage.

Cet article propose un système qui en est à sa première phase conceptuelle et n’évalue pas le potentiel de navigabilité du concept. Cependant, une évaluation préliminaire de haut niveau du Processeur de Charge Capacitive montre qu’aucun point de défaillance singulier ne peut entraîner une perte totale de puissance de propulsion. Le concept proposé a été conçu avec une architecture modulaire dans laquelle deux types de modules sont utilisés : les Modules de Condensateurs Configurables (MCC) et les Modules de Recharge. Le système proposé dans cet article comprend cinq modules au total : quatre MCC et un Module de Recharge. L’effet d’une défaillance de l’un de ces cinq modules entraînerait une perte de fonctionnalité boost et le moteur fonctionnerait à la puissance nominale, où la tension de phase serait la tension de sortie de l’onduleur. Dans ce mode dégradé, les trois MCC restants seraient configurés comme un passage direct, chaque MCC reliant une phase de l’onduleur à une phase motrice. Pour entraîner une perte totale de propulsion, deux commutateurs bidirectionnels doivent tomber en défaillance en mode court-circuit dans le même MCC et du même côté (soit du côté onduleur, soit du côté moteur).

La sévérité des conditions de fonctionnement des transistors, notamment les contraintes thermiques dues aux échauffements et refroidissements répétitifs, accélèrent leur défaillance. Le concept proposé utilise modérément les transistors. La fréquence de commutation et les courants de commutation sont faibles. De plus, l’ajout de la tension amplifiée du condensateur en aval de l’onduleur réduit la tension sur les transistors de l’onduleur par rapport à la présence d’un convertisseur élévateur de tension en amont de l’onduleur, en réduisant ainsi la sévérité d’utilisation.

Finalement, l’architecture modulaire du Processeur de Charge Capacitive permet d’ajouter un MCC et/ou un Module de Recharge au système pour une redondance et une fiabilité supplémentaire. L’utilisation de chaque MCC et/ou Module de Recharge pendant le fonctionnement permettrait de détecter les pannes latentes.