FR2928020A1 - Capteur sans fil stratifil et procede d'utilisation dans un systeme de surveillance hums d'un vehicule - Google Patents
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Abstract
La présente invention concerne un système HUMS (150) à utiliser pour la surveillance de l'état et de l'isage d'un ou plusieurs composants d'un véhicule. L'invention utilise au moins un capteur sans fil stratifil qui peut être placé temporairement dans une prenière position pour surveiller un ou plusieurs composants du véhicule, puis être déplacé vers une auvre position pour surveiller un ou plusieurs autres composants du véhicule, réduisant ainsi le nombre total de capteurs utilisés pour surveiller le véhicule. Un système selon l'invention peut comprendre au moins un ou plusieurs capteurs sans fil stratifil ou plusieurs capteurs sans fil stratifil. utilisés en association avec un ou plusieurs capteurs câblés. L'invention concerne également un procédé de surveillance de l'état et de l'usage d'un ou plusieurs composants d'un véhicule.
Description
CAPTEUR SANS FIL STRATIFIL ET PROCEDE D'UTILISATION DANS UN SYSTEME DE SURVEILLANCE HUMS D'UN VEHICULE La présente invention concerne des systèmes de surveillance de l'état et de l'usage (systèmes HUMS, Health and Usage Monitoring Systems) utilisés pour surveiller l'état et l'usage d'un moteur et/ou de composants de propulsion de divers véhicules. Le dysfonctionnement en vol d'un moteur et/ou d'un composant de propulsion d'un aéronef peut être catastrophique. Par exemple, la défaillance d'un composant de propulsion d'un hélicoptère peut entraîner des pertes en vies humaines. S'il est vrai qu'une défaillance d'un composant d'un moteur d'un aéronef multimoteur n'entraîne pas forcément des pertes en vies humaines, cette défaillance peut être considérablement onéreuse, entraînant un entretien imprévu et onéreux de l'aéronef. En réponse aux problèmes associés à ces défaillances, certains corps gouvernementaux chargés de la régulation et du contrôle de l'aviation ont commencé à exiger l'utilisation des systèmes de surveillance HUMS (Health and Usage Monitoring Systems) pour divers aéronefs. Dans le passé, la surveillance des composants critiques d'un aéronef était réalisée par inspection manuelle avant et après les vols. Malheureusement, ces techniques d'inspection manuelles étaient au mieux insuffisantes et généralement, n'ont pu que confirmer la défaillance d'un composant critique. Les systèmes HUMS représentent des systèmes de surveillance à technologie avancée qui peuvent prévenir 2
la défaillance imminente d'un composant du moteur et/ou du système de propulsion d'un aéronef. Les systèmes HUMS classiques comprennent généralement une série de capteurs et un ou plusieurs systèmes d'acquisition de données. Les capteurs sont placés sur des éléments critiques du moteur et des systèmes de propulsion et le système d'acquisition des données rassemble les données relatives à la performance des composants contrôlés. Par exemple, un HUMS d'hélicoptère peut comprendre une série d'accéléromètres qui sont placés sur divers composants du moteur et du système de propulsion tels que des composants de boîte de transmission arrière, de boîtes de transmission intermédiaire, d'arbre de transmission arrière et de boîte de transmission principale. Un système d'acquisition des données réunit des données sur la vibration de chacun des capteurs et les données peuvent ensuite être analysées après le vol. Sur la base des réponses de fréquences connues des composants sous surveillance, les aberrations qui sont indicatives de défaillances imminentes de composants peuvent être notées pendant l'analyse. En conséquence, on peut programmer l'entretien des composants suspects avant leur défaillance. L'utilisation de systèmes HUMS a considérablement amélioré les rapports de sécurité générale des aéronefs utilisant cette technologie. Les rapports indiquent que l'utilisation de HUMS dans les aéronefs a entraîné des taux de succès élevés de détection des défauts ainsi que des réductions de vols de vérification, de tests et d'entretien non programmé. Par conséquent, l'utilisation de HUMS permet à un aéronef équipé de 3 conserver un niveau élevé de sécurité tout en augmentant sa disponibilité opérationnelle. Bien qu'ils so:ent avantageux, les systèmes HUMS introduisent généralement des compensations de poids, ce qui se traduit en fin de compte par une augmentation des coûts. Dans certains cas d'aéronefs à système rotatif, chaque poids supplémentaire dans un hélicoptère peut se traduire en milliers de dollars de coûts récurrents et en dizaines de milliers de dollars de coûts non récurrents, sans parler des coûts du système HUMS lui-même qui peut atteindre un millier de dollars ou plus par capteur. En outre, la complexité de l'aéronef peut augmenter ces coûts. Un système HUMS d'hélicoptère habituel peut comprendre plus de trente capteurs, chacun étant relié à un système d'acquisition des donrées. De plus, chaque cloison d'un aéronef nécessitera des raccords de traversée pour les fils des capteurs. Les connecteurs constituent non seulement des coûts et un poids supplémentaire mais également, ils nécessitent des durées d'installation accrues. Par conséquent, il existe un besoin de disposer d'un système HUMS amélioré pour l'utilisation dans la surveillance de l'état et de l'usage de divers composants d'un véhicule. Les HUMS améliorés doivent fournir une surveillance précise des composants essentiels du véhicule et doivent pouvoir s'adapter aux besoins de surveillance changeants tout en présentant des caractéristiques de coût et de poids efficaces. La présente invention répond aux besoins ci-dessus et procure d'autres avantages en fournissant un système HUMS à utiliser dans la surveillance de l'état et de
l'usage d'un ou plusieurs composants d'un véhicule. Dans divers modes de réalisation, le système utilise au moins un capteur sans fil stratifil qui peut être placé temporairement dans une première position pour surveiller un ou plusieurs composants du véhicule puis délacé dans une autre position pour surveiller un ou plusieurs autres composants du véhicule, réduisant ainsi le nombre total de capteurs utilisés pour surveiller le véhicule.
Dans un mode de réalisation, la présente invention propose un système HUMS à utiliser pour surveiller l'état et l'usage d'un ou plusieurs composants d'un véhicule, le système comprenant un point d'accès aux données, et au moins un capteur sans fil configuré pour être placé dans une première position et être placé dans au moins une autre position pour surveiller un ou plusieurs composants du véhicule et pour communiquer des données de surveillance au point d'accès aux données, le capteur sans fil étant en outre configuré pour pouvoir être retiré de la première position et être placé dans au moins une autre position pour surveiller un ou plusieurs autres composants du véhicule et pour communiquer les données de surveillance au point d'accès aux données, permettant ainsi à deux composants ou plus du véhicule d'être surveillés en utilisant le capteur sans fil. Dans certains modes de réalisation, le système peut comprendre en outre au moins un élément de traitement en communication avec le capteur sans fil et configuré pour contrôler celui-ci. Dans certains modes de réalisation, le système peut comprendre en outre au mois une alimentation électrique configurée pour fournir de l'électricité au capteur sans fil. Dans certains modes de réalisation, l'alimentation éle:trique peut comprendre au moins une batterie ou un dispositif fournissant de l'énergie. Dans certains modes de réalisation, l'alimentation électrique peut comprendre au moins un dispositif de fourniture d'énergie inductive ou un dispositif de fourniture d'énergie piézoélectrique. Dans certains modes de réalisation, le capteur sans fil peut comprendre un accéléromètre sans fil. Dans certains modes de réalisation, le système HUF4$ peut être configuré de façon à surveiller un ou plusieurs composants d'un hélicoptère. Dans certains modes de réalisation, un ou plusieurs composants de l'hélicoptère peuvent être choisis dans le groupe comprenant un ou plusieurs composants d'une boîte de transmission arrière de l'hélicoptère ; un ou plusieurs composants d'un bloc rotor arrière de l'hélicoptère ; un ou plusieurs composants d'une boîte de transmission in-_ermédiaire de l'hélicoptère ; un ou plusieurs relais de transmission ; un ou plusieurs composants d'un mol:eur d'hélicoptère ; un ou plusieurs composants d'une boite de transmission principale de l'hélicoptère ; un ou plusieurs composants d'un bloc rotor principal de l'hélicoptère ; et leurs combinaisons. Dans certains modes de réalisation, le ou les composants d'un hélicoptère peuvent comprendre le ou les composants d'uTle tête de rotor principal de l'hélicoptère ou un ou plusieurs composants du fuselage de l'hélicoptère. Dans certains modes de réalisation, l'élément de traitement peut comprendre un logiciel de gestion d'énergie configuré pour gérer l'utilisation de l'énergie du capteur sans fil. Dans certains modes de réalisation, l'élément de traitement peut être configuré pour fournir des taux d'échantillonnage de données programmables. Certains modes de réalisation peuvent comprendre en outre au moins un capteur câblé configuré pour surveiller un ou plusieurs composants de l'aéronef et cour communiquer des données de surveillance à un point d'accès aux données via un raccordement câblé. La présente invention propose également des modes de réalisation similaires pour un procédé de surveillance de l'état et de l'usage d'un ou plusieurs composants d'un véhicule.
Selon un mode de réalisation de la présente invention, le procédé de surveillance de l'état et de l'usage d'un ou plusieurs composants d'un véhicule peut comprendre . le placement d'au moins un capteur sans fil dans 20 une première position à proximité d'un ou plusieurs composants du véhicule ; la mise en fonctionnement du véhicule ; la surveillance d'un ou plusieurs composants du véhicule avec le capteur sans fil et la communication 25 des données de surveillance à un point d'accès aux don-fées ; le retrait du capteur sans fil de la première position ; le placement du capteur sans fil sur une deuxième 30 position à proximité d'un ou plusieurs autres composants du véhicule ; et 7
la surveillance d'un ou plusieurs autres composants du véhicule avec le capteur sans fil et la communication des données de surveillance au point d'accès aux données.
Ledit procédé peut comprendre en outre : le contrôle du capteur sans fil avec au moins un élément de traitement ; la fourniture d'électricité au capteur sans fil en utilisant au moins une alimentation électrique.
Dans le procédé selon la présente invention : l'alimentation électrique comprend au moins une bat-:erie ou un dispositif fournissant de l'énergie ; l'alimentation électrique comprend un dispositif de fourniture d'énergie inductive ou un dispositif de fourniture d'énergie piézoélectrique ; le capteur sans fil comprend un accéléromètre sans fil ; la mise en fonctionnement du véhicule comprend la mise en fonctionnement d'un hélicoptère ; la mise en fonctionnement du véhicule comprend la mise en fonctionnement d'un hélicoptère et dans lequel les première et deuxième positions sont proches d'un ou plusieurs composants de l'hélicoptère choisis dans le grctpe comprenant : un ou plusieurs composants d'une boîte de trarsmission arrière de l'hélicoptère ; un ou plusieurs composants d'un bloc rotor arrière de l'hélicoptère ; un ou plusieurs composants d'une boîte de 30 transmission intermédiaire de l'hélicoptère ;
un ou plusieurs relais de transmission de l'hélicoptère ; un ou plusieurs composants d'un moteur de l'hélicoptère ; un ou plusieurs composants d'une boîte de transmission principale de l'hélicoptère ; un ou plusieurs composants d'un bloc rotor principal de l'hélicoptère ; et leurs combinaisons ; l'élément de traitement comprend un logiciel de gestion d'énergie configuré pour gérer l'utilisation de l'énergie du capteur sans fil ; l'élément de traitement est configuré pour fournir des taux d'échantillonnage de données programmables ; la mise en fonctionnement du véhicule comprend la mise en fonctionnement d'un hélicoptère et dans lequel les première et deuxième positions sont proches d'un ou plusieurs composants d'une tête de rotor principale de l'hélicoptère ou d'un ou plusieurs composants d'un fuselage de l'hélicoptère. Selon encore un autre mode de réalisation, le procédé de surveillance de l'état et de l'usage d'un ou plusieurs composants d'un véhicule peut comprendre : le placement d'au moins un capteur câblé dans une position fixe à proximité d'un ou plusieurs composants du véhicule ; le placement d'au moins un capteur sans fil dans une première position à proximité d'un ou plusieurs composants du véhicule ; la mise en fonctionnement du véhicule ; 9 la surveillance d'un ou plusieurs composants avec le capteur câblé et la communication des données de surveillance à un point d'accès aux données via un raccordement câblé ; la surveillance d'un ou plusieurs composants du véhicule avec le capteur sans fil et la communication des données de surveillance à un point d'accès aux données ; le retrait du capteur sans fil de la première position ; le placement du capteur sans fil sur une deuxième position à proximité d'un ou plusieurs autres composants du véhicule ; et la surveillance d'un ou plusieurs autres composants du véhicule avec le capteur sans fil et la corununication des données de surveillance au point d'accès aux données. La présente invention et ces modes de réalisation seront mieux compris à la lecture de la description détaillée faisant référence aux figures annexées, où : la figure 1 présente un hélicoptère et le moteur et Les composants de transmission d'un hélicoptère, à titre d'exemple de véhicule auquel la présente invention peut s'appliquer ; la figure 2 présente un système HUMS selon un mode de réalisation de la présente invention ; et la figure 3 présente un hélicoptère utilisant un système HUMS pour surveiller l'état et l'usage de plusieurs composants de l'hélicoptère selon un autre mode de réalisation de la présente invention. 10
Il convient de noter que bien que la présente description et les dessins en annexe présentent et décrivent un système HUMS utilisé pour surveiller l'état et/ou l'usage d'un ou plusieurs composants d'un hélicoptère, divers autres modes de réalisation de la présente invention peuvent être utilisés pour surveiller l'état et/ou l'usage d'un ou plusieurs composants d'un véhicule comprenant, de manière non restrictive, les aéronefs, les navires et tout autre moyen de transport construit par l'homme, tel que train, automobiles, camions, motocycles, VTT, etc. Comme on l'a indiqué ci-dessus, toute diminution de poids ou de complexité des installations d'un système HUMS d'un hélicoptère peut se traduire par des économies de milliers de dollars. La présente invention diminue les coûts associés à la surveillance des composants d'un véhicule en utilisant au moins un capteur sans fil "stratifil" qui peut être placé à proximité de l'un ou plusieurs des composants du véhicule et qui peut être replacé à proximité d'un ou plusieurs autres composants du véhicule. En conséquence, le nombre total de capteurs utilisés pour surveiller le véhicule peut être significativement réduit. La figure 1 présente un hélicoptère 100 à titre d'exemple d'un véhicule auquel la présente invention peut. s'appliquer. Il convient de noter que bien que la ficure 1 et les figures suivantes présentent un mode de réalisation de la présente invention utilisé pour surveiller l'état et l'usage d'un ou plusieurs composants d'un hélicoptère 100, dans d'autres modes de réalisation, la présente invention peut être configurée 11
pour surveiller un ou plusieurs composants de tout véh-_cule comprenant d'autres aéronefs tels que d'autres aéronefs à voilure rotative ainsi que des aéronefs à voilure fixe.
L'hélicoptère 100 présenté sur le mode de réalisation décrit sur la figure 1 comprend généralement un corps 101 et un système de propulsion 103 Le système de propulsion 103 de l'hélicoptère 100 comprend un bloc rotor principal unique 105 sur lequel sont montées quatre pales de rotor principal 106 et un bloc rotor arrière 109 qui est intégré pour servir de couple antagoniste sur le corps 101, provoqué par le bloc rotor principal 105. Le bloc rotor arrière 109 comprend quatre lames de rotor arrière 111. Le bloc rotor principal 105 est mû par la boîte de transmission principale 107. Un premier arbre de transmission 113 est: relié à la boîte de transmission principale 107 et s'étend sur la longueur du corps de l'hélicoptère 101 jusqu'à une boîte de transmission intermédiaire 115.
Une série de paliers de suspension 117 (présentés sur la figure 3) soutiennent le premier arbre de transmission 113 sur la longueur du corps de l'hélicoptère 101. Un deuxième arbre de transmission 119 s'étend de la boîte de transmission intermédiaire 115 à une boîte de transmission arrière 121 qui meut le bloc rotor arrière 109. La figure 2 est une représentation schématique d'un système HUMS 150 selon un mode de réalisation de la présente invention. Le système HUMS 150 est conEiguré de façon à capturer les données de surveillance d'un ou plusieurs composants de l'aéronef 100 en utilisant une série de capteurs. Dans le mode de réaLisation représenté, les capteurs comprennent au mors un accéléromètre sans fil stratifil 152 et une série d'accéléromètres câblés 154. Les exemples d'accéléromètres sans fil appropriés comprennent, de manière non restrictive, les accéléromètres sans fil produits par Techkor Instrumentation et les accéléromètres sans fil produits par Micro Strain . Les exemples d'accéléromètres câblés appropriés comprennent de manière non restrictive, les accéléromètres produits par Endevco Corporation, Wilcoxon Research, PCB Piezotronics, Inc., et Dytran Instruments, Inc. Il convient de noter que dans d'autres modes de réalisation, les capteurs d'un système HUMS selon la présente invention ne doivent pas obligatoirement comprendre des capteurs câblés et peuvent comprendre ent_èrement un ou plusieurs capteurs sans fil stratifil. Dans encore d'autres modes de réalisation, le système peul: comprendre un nombre quelconque de capteurs sans fil et câblés. Dans le mode de réalisation représenté, l'accéléromètre sans fil stratifil 152 et une série d'accéléromètres câblés 154 sont configurés pour surveiller un ou plusieurs comcosants de l'aéronef 100 et pour communiquer des données de surveillance aux points d'accès aux données respectifs. En particulier, l'accéléromètre sans fil stratifil 152 est configuré de façon à communiquer sans fil des données de surveillance à un point d'accès aux données 156 et les acc:eléromètres câblés 154 sont configurés pour communiquer des données de surveillance via un 13
raccordement câblé à un second point d'accès aux données 158. Il convient de noter que bien que dans le mode de réalisation représenté, les points d'accès aux données 156 et 158 soient présentés en tant que diseositifs séparés, dans d'autres modes de réalisation, ils peuvent comprendre un dispositif unique qui est capable de recevoir à la fors des transmissions sans fil et câblées. L'accéléromètre sans fil stratifil 152 comprend une source d'électricité 160 et un élément de traitement 162. Dans le mode de réalisation représenté, la source d'électricité 160 comprend une batterie dédiée, toutefois, dans d'autres modes de réalisation, la source d'électricité 160 peut être tout dispositif ou combinaison de dispositifs configurés pour alimenter en électricité l'accéléromètre sans fil stratifil 152. Les exemples de ces dispositifs peuvent comprendre des dispositifs fournissant de l'énergie comprenant, de maniàre non restrictive, des dispositifs de fourniture d'énergie inductive (IEH) ou des dispositifs de fourniture d'énergie piézoélectrique (PEH). L'élément de traitement 162 est configuré de façon à contrôler l'accéléromètre sans fil stratifil 152. Bien que dans le mode de réalisation présenté, l'élément de traitement 162 comprenne un microprocesseur, dans divers modes de réalisation, =_'élément de traitement 162 peut être configuré de différentes manières. Par exemole, l'élément de traitement 162 peut être conEiguré comme un processeur, un microprocesseur, un co-processeur, un dispositif de contrôle ou divers autres moyens ou dispositifs de traitement comprenant les circuits intégrés tels que par exemple, un ASIC (circuit intégré à application spécifique) ou un FPGA (réseau prédiffusé programmable par l'utilisateur). Les accéléromètres câblés 154 comprennent également des éléments de traitement 164 configurés pour contrôler les accéléromètres câblés 154 qui peuvent être configurés comme on l'a décrit ci-dessus, et dans le mode de réalisation représenté, comprennent des microprocesseurs. Dans le mode de réalisation représenté, les accéléromètres câblés 154 comprennent des éléments de traitement individuel 164, toutefois, dans d'autres modes de réalisation, les accéléromètres câblés 154 peuvent avoir d'autres configurations telles que par exemple, des configurations dans lesquelles les accéléromètres câblés 154 sont contrôlés par un élément de traitement unique 164. Dans le mode de réalisation représenté, les accéléromètres câblés 154 sont alimentés par une source d'électricité fixe 166, toutefois, dans d'autres modes de réalisation, les accéléromètres câblés 154 peuvent être alimentés par un dispositif ou des combinaisons de dispositifs configurés pour fournir de l'électricité à un accéléromètre câblé, comprenant une ou plusieurs batteries et/ou un ou plusieurs dispositifs de fourniture d'énergie. Dans le mode de réalisation représenté, l'élément de traitement 162 du capteur sans fil stratifil 152 et les éléments de traitement 164 des accéléromètres câblés 154 peuvent contrôler les accéléromètres respectifs 152, 154 de diverses façons comprenant le contrôle des accéléromètres 152, 154 selon une tecrnique de routine prédéfinie de façon à échantillonner et transmettre des données pendant une durée définie, s'arrêter pendant une certaine durée et répéter le processus. Dans d'autres cas, les éléments de traitement 162, 164 peuvent contrôler les accéléromètres 152, 154 pour échantillonner et transmettre des données de vibration en continu. Dans encore d'autres cas, les éléments de traitement 162, 164 peuvent contrôler les accéléromètres 152, 154 pour échantillonner des données de vibration en continu et transmettre des données périodiquement, par exemple après une durée définie ou lorsque le/les échantillon(s) de données dépasse(nt) ou est(sont) inférieur(s) à une valeur seuil. Dans d'autres cas, l'un ou les deux accéléromètres 152, 154 peuvent être contrôlés de façon à recueillir des données de telle sorte que le recueil de données soit synchrone par rapport à un signal externe comprenant, de manière non restrictive, un signal tachométrique. Dans d'autres modes de réalisation, un ou les deux accéléromètres 152, 154 peuvent être contrôlés de telle sorte que le recueil de données soit synchrone par rapport à un événement, comprenant de manière non restrictive, une manoeuvre de couple élevé. Dans divers cas, le contrôle de l'un ou des deux accéléromètres 152, 154 peut s'effectuer via les éléments de traitement respectifs 162, 164, les poins d'accès aux données 156, 158 ou une combinaison de ceux-ci. Dans des modes de réalisation, un ou les deux points d'accès aux données 156, 158 peuvent transmettre les données localement et/ou au niveau externe pour une analyse en temps réel. Dans d'autres mores de réalisation, l'un ou les deux points d'accès aux données 156, 158 peuvent être en communication avec un dispositif à mémoire qui peut comprendre par exemple, une mémoire volatile et/ou non volatile. Dans ce mode de réalisation, les données peuvent être disponibles pour qu'on y accède à un moment ultérieur, par exemple pencant un entretien standard et les processus d'inspection après chaque vol. De plus, l'élément de traitement 162 de l'accéléromètre sans fil stratifil 152 peut comprendre un logiciel qui peut être configuré pour assurer la gestion de l'énergie de la source d'énergie 160. Ainsi, l'élément de traitement 162 peut rendre efficace l'utilisation d'électricité fournie par la source d'électricité 160. L'élément de traitement 162 peut également être configuré pour fournir des taux d'échantillonnage de données programmables permettant à un utilisateur de régler l'accéléromètre sans fil stratifil 152 pour l'utilisation avec divers protocoles de zommunication sans fil différents comprenant, de manière non restrictive, les protocoles de communication sans fil ZigBee, Bluetooth et Ultrawideband (UWB). L'élément de traitement 162 peut également être configuré pour fournir des taux d'échantillonnage de données programmables, permettant à u:7 utilisateur de régler l'accéléromètre sans fil stratifil 152 pour différentes applications, par exemple la surveillance de la transmission (par exemple, en utilisant un taux d'échantillonnage de données élevé tel que 100 kHz), les fonctions de suivi du rotor et d'équilibrage (par exemple, en utilisant un taux d'échantillonnage de données médian tel que 2 500 Hz) et/ou une surveillance structurale (par exemple, en utilisant un taux d'échantillonnage de données faible tel que 40 à 500 Hz).
Comme on l'a indiqué ci-dessus, une défaillance d'ur moteur et/ou d'un composant de transmission d'un aércnef, en particulier un aéronef à voilure rotative tel qu'un hélicoptère 100 peut être catastrophique. Toutefois, toute augmentation de poids de ces aéronefs se Traduit par des augmentations importantes et des coûts récurrents et non récurrents associés au fonctionnement de l'aéronef, sans parler des coûts du système de surveillance lui-même. Afin d'établir un équilibre entre ces intérêts concurrents, le système HUM, du mode de réalisation présenté de la présente invention comprend au moins un capteur sans fil stratifil qui peut être utilisé conjointement avec une séri= de capteurs câblés. La figure 3 présente l'hélicoptère 100 de la figure 1 utilisant un système HUMS tel que le mode de réalisation du système HUMS décrit en relation avec la figure 2, pour surveiller l'état et l'usage de plusieurs composants du moteur et de la transmission de l'hélicoptère 100 selon un mode de réalisation de la présente invention.
Bien que dans d'autres modes de réalisation, les capteurs du système HUMS selon la présente invention puissent ne pas comprendre des capteurs câblés (par exemple, les modes de réalisation qui comprennent uniquement un ou plusieurs capteurs sans fil stratifil), certains modes de réalisation peuvent comprendre des capteurs câblés des composants pour lesquels une 18 surveillance constante est souhaitée. En outre, un véhicule qui contient déjà un système HUMS comprenant des capteurs câblés peut être converti pour utiliser la présente invention en laissant en place certains capteurs câblés existants pour surveiller certains composants et en utilisant un ou plusieurs capteurs sans fil stratifil pour remplacer d'autres capteurs câblés qui sont éliminés. Dans le mode de réalisation représenté, les comoosants de la transmission sont surveillés en fixant une série d'accéléromètres câblés 154 sur des positions pro:hes de divers composants de transmission. Les composants de la boîte de transmission principale 107 sont surveillés en utilisant au moins un accéléromètre sans fil stratifil 152. Il convient de noter que les cap_surs peuvent être placés à proximité de certains composants afin de surveiller l'état et/ou l'usage de ce composant, les capteurs captant souvent des signaux d'autres composants de l'aéronef. En conséquence, dans une utilisation particulière du mode de réalisation repésenté de la présente invention, les données de surveillance d'un accéléromètre fixe 154 ou sans fil 152 peuvent indiquer un problème possible avec un autre composant particulier de l'aéroplane 100. Par conséquent, après évaluation des données de surveillance, les techniciens peuvent placer l'accéléromètre sans fil stratifil 152 à proximité d'un composant de l'aéronef afin de surveiller l'état et/ou l'usage de ce composant.
Dans le mode de réalisation représenté, les composants HUMS du bloc rotor arrière 109 et de la 19
boîte de transmission arrière 121 de l'aéronef 100 sont surveillés en fixant un accéléromètre câblé 154 à une position 140A à proximité de la sortie de la boîte de transmission arrière et à une position 140B à proximité de l'entrée de la boîte de transmission arrière. L'état et l'usage des composants de la boîte de transmission intermédiaire 115 sont surveillés en fixant un accéléromètre câblé 154 sur une position 140C à proximité de la sortie de la boîte de transmission intermédiaire et sur une position 140D à proximité de l'entrée de la boîte de transmission intermédiaire. L'état et/ou l'usage du premier arbre de transmission 113 et des paliers de suspension 117 sont surveillés en fixant des accéléromètres câblés 154 sur les positions 140E, 140F, 104G et 140H, à proximité des quatre paliers de suspension 117. L'état et/ou l'usage du palier de soutien du ventilateur de refroidisseur à huile sont surveillés en fixant. un accéléromètre câblé 154 sur une position 140J à proximité du déflecteur de ventilateur de refroidissement à huile. Dans le mode de réalisation représenté, l'accéléromètre sans fil stratifil 152 est utilisé pour surveiller divers composants de la boîte de transmission principale 107 et du bloc rotor principal 105. Ainsi, l'accéléromètre sans fil stratifil 152 peut être placé temporairement sur l'une quelconque des multiples positions à proximité d'un composant de la boîte de transmission principale 107 ou du bloc rotor prin:ipal 105 afin de surveiller et de communiquer des données de surveillance de ce composant au point d'accès aux données sans fil 156. Comme l'accéléromètre 20 saris fil stratifil 152 est configuré de façon à être amovible et comme il n'est pas relié par un câble à son point d'accès aux données 152, il peut être retiré ultérieurement de cette position et placé sur une autre position à proximité d'un autre composant de la boîte de transmission principale 107 ou du bloc rotor principal 105 afin de surveiller et de communiquer des donrées de surveillance d'un autre composant au point d'accès aux données sans fil 156.
Dans le mode de réalisation présenté, par exemple, l'accéléromètre sans fil stratifil 152 peut être placé sur une position 140K à proximité de la couronne tribord afin de surveiller l'état et/ou l'usage de ce composant, sur une position 140L à proximité de la transmission radiale de décollage arrière (TTO) pour surveiller l'état et/ou l'usage de ce composant, sur une position 140M à proximité de la couronne bâbord pour surveiller l'état et/ou l'usage de ce composant, sur une position 140N à proximité de l'entrée de la boita de transmission accessoire bâbord pour surveiller l'état et/ou l'usage de ce composant, sur une position 1402 à proximité de la sortie de la boîte de transmission accessoire bâbord pour surveiller l'état et/oi l'usage de ce composant, sur une position 140Q à proximité de la transmission principale bâbord pour surveiller l'état et/ou l'usage de ce composant, sur une position 140R à proximité du mât principal pour surveiller l'état et/ou l'usage de ce composant, sur une position 1405 à proximité de la transmission principale tribord pour surveiller l'état et/ou l'usage de ce composant, sur une position 140T à proximité de 21 l'entrée de la boîte de transmission accessoire tribord pour surveiller l'état et/ou l'usage de ce composant, ou sur une position 140U à proximité de la sortie de la boîte de transmission accessoire tribord pour surveiller l'état et/ou l'usage de ce composant. Il convient de noter que dans le mode de réalisation présenté, l'accéléromètre sans fil stratifil 152 peut également être utilisé pour surveiller et/ou confirmer la surveillance d'un ou de plusieurs composants de la transmission ou tout autre composant de l'aéronef pour lequel la surveillance est souhaitée. Par conséquent, bien que les modes de réalisation de la présente invention puissent illustrer unigJement des exemples d'utilisation de la présente invention, dans d'autres modes de réalisation, divers autres composants et/ou composants supplémentaires du moteur et/ou de la transmission peuvent être surveillés par un système HUMS selon la présente invention. Ces composants peuvent comprendre, de manière non restrictive, divers arbres, paliers et engrenages du moteur et/ou de la transmission qui peuvent comprendre dans certains modes de réalisation, des centaines de composants individuels qui sont surveillés par une multiplicité de capteurs. D'autres composants peuvent comprendre de manière non restrictive, des composants rotatifs tels que la tête de rotor principal ou le fuselage lui-même. De nombreuses modifications et autres modes de réalisation de l'invention définis ici apparaîtront à l'homme du métier auquel la présente invention est destinée en mettant à profit les enseignements 22
présentés dans la description précédente et les dessins associés. Par conséquent, on comprendra que l'invention ne se limite pas aux modes de réalisation spécifiques décrits et que des modifications et autres modes de réalisation sont destinés à être inclus dans le cadre des revendications en annexe. Bien que des termes spécifiques soient employés ici, ils sont utilisés dans un sens générique et descriptif uniquement et non pour limiter l'invention.
Claims (24)
1. Système HUMS (150) à utiliser pour la surveillance de l'état et de l'usage d'un ou plusieurs composants d'un véhicule, caractérisé en ce qu'il comprend . un point d'accès aux données ; et au moins un capteur sans fil configuré pour être place temporairement dans une première position pour surveiller un ou plusieurs composants du véhicule et pour communiquer des données de surveillance au point d'accès aux données, le capteur sans fil étant en outre configuré pour pouvcir être retiré de la première position et être placé dans au moins une autre position pour surveiller un ou plusieurs autres composants du véhicule et pour communiquer les données de surveillance au point d'accès aux données, permettant ainsi à deux composants ou p]us du véhicule d'être surveillés en utilisant le capteur sans fil.
2. Système HUMS (150) selon la revendication 1, 20 comprenant en outre au moins un élément de traitement (162) en communication avec le capteur sans fil et configuré pour contrôler celui-ci.
3. Système HUMS (150) selon la revendication 1, comprenant en outre au moins une alimentation 25 élec:rique configurée pour fournir de l'électricité au capteur sans fil.
4. Système HUMS (150) selon la revendication 3, dans Lequel l'alimentation électrique comprend au moins une batterie ou un dispositif fournissant de l'énergie. 24
5. Système HUMS (150) selon la revendication 4, danE lequel l'alimentation électrique comprend au moins un dispositif de fourniture d'énergie inductive ou un dispositif de fourniture d'énergie piézoélectrique.
6. Système HUMS (150) selon la revendication 1, dans lequel le capteur sans fil peut comprendre un accéléromètre sans fil.
7. Système HUMS (150) selon la revendication 1, le système HUMS étant configuré de façon à surveiller un ou plusieurs composants d'un hélicoptère (100).
8. Système HUMS (150) selon la revendication 1, dans lequel le capteur sans fil est configuré pour surveiller un ou plusieurs composants de l'hélicoptère (10D), le ou les composants étant choisis dans le groioe consistant en : un ou plusieurs composants d'une boîte de transmission arrière de l'hélicoptère (100) ; un ou plusieurs composants d'un bloc rotor arrière de l'hélicoptère (100) ; un ou plusieurs composants d'une boîte de transmission intermédiaire de l'hélicoptère (100) ; un ou plusieurs relais de transmission de l'hélicoptère (100) ; un ou plusieurs composants d'un moteur de 25 l'hélicoptère (100) ; un ou plusieurs composants d'une boîte de transmission principale (107) de l'hélicoptère (100) ; un ou plusieurs composants d'un bloc rotor principal de l'hélicoptère (100) ; et 30 leurs combinaisons. 25
9. Système HUMS (150) selon la revendication 2, dans lequel l'élément de traitement (162) comprend un logiciel de gestion d'énergie configuré pour gérer l'ut:__lisation de l'énergie du capteur sans fil.
10. Système HUMS selon la revendication 2, dans lequel l'élément de traitement (162) est configuré pour =ourdir des taux d'échantillonnage de données proçrammables.
11. Système HUMS (150) selon la revendication 1, comprenant en outre au moins un capteur câblé configuré pour surveiller un ou plusieurs composants du véhicule et pour communiquer des données de surveillance à un point d'accès aux données via un raccordement câblé.
12. Système HUMS (150) selon la revendication 1, dans lequel le capteur sans fil est configuré pour surveiller un ou plusieurs composants d'un hélicoptère (100), le ou les composants comprenant un ou plusieurs composants parmi une tête de rotor principal de l'hélicoptère (100) ou un ou plusieurs composants d'un fuselage de l'hélicoptère (100).
13. Procédé de surveillance de l'état et de l'usage d'un ou plusieurs composants d'un véhicule, le procéié caractérisé en ce qu'il comprend : Le placement d'au moins un capteur sans fil dans 25 une première position à proximité d'un ou plusieurs composants du véhicule ; la mise en fonctionnement du véhicule ; La surveillance d'un ou plusieurs composants du véhicule avec le capteur sans fil et la communication 30 des données de surveillance à un point d'accès aux données ;26 le retrait du capteur sans fil de la première position ; le placement du capteur sans fil sur une deuxième position a proximite d'un ou plusieurs autres 5 composants du véhicule ; et la surveillance d'un ou plusieurs autres composants du véhicule avec le capteur sans fil et la communication des données de surveillance au point d'ac:ès aux données. 10
14. Procédé selon la revendication 13, comprenant en outre le contrôle du capteur sans fil avec au moins un élément de traitement (162).
15. Procédé selon la revendication 13, comprenant la fourniture d'électricité au capteur sans fil en 15 utilisant au moins une alimentation électrique.
16. Procédé selon la revendication 15, dans lequel l'alimentation électrique comprend au moins une batterie ou un dispositif fournissant de l'énergie.
17. Procédé selon la revendication 16, dans lequel 20 l'alimentation électrique comprend un dispositif de fourniture d'énergie inductive ou un dispositif de fourniture d'énergie piézoélectrique.
18. Procédé selon la revendication 13, dans lequel lie c6.pteur sans fil comprend un accéléromètre sans fil. 25
19. Procédé selon la revendication 13, dans lequel la mise en fonctionnement du véhicule comprend la mise en fonctionnement d'un hélicoptère (100).
20. Procédé selon la revendication 13, dans lequel la mise en fonctionnement du véhicule comprend la mise 30 en fcnctionnement d'un hélicoptère (100) et dans lequel les première et deuxième positions sont proches d'un ou 27 plusieurs composants de l'hélicoptère (100) choisis dans le groupe consistant en un ou plusieurs composants d'une boîte de transmission arrière de l'hélicoptère (100) ; un ou plusieurs composants d'un bloc rotor arrière de l'hélicoptère (100) ; un ou plusieurs composants d'une boîte de transmission intermédiaire de l'hélicoptère (100) ; un ou plusieurs relais de transmission de l'hélicoptère (100) ; un ou plusieurs composants d'un moteur de l'hélicoptère (100) ; un ou plusieurs composants d'une boîte de transmission principale (107) de l'hélicoptère (100) ; un ou plusieurs composants d'un bloc rotor principal de l'hélicoptère (100) ; et leurs combinaisons.
21. Procédé selon la revendication 14, dans lequel l'élément de traitement (162) comprend un logiciel de gestion d'énergie configuré pour gérer l'utilisation de l'énergie du capteur sans fil.
22. Procédé selon la revendication 14, dans lequel l'élément de traitement (162) est configuré pour fournir des taux d'échantillonnage de données programmables.
23. Procédé selon la revendication 13, dans lequel la mise en fonctionnement du véhicule comprend la mise en fonctionnement d'un hélicoptère (100) et dans lequel les première et deuxième positions sont proches d'un ou plusieurs composants d'une tête de rotor principale de28 l'hélicoptère (100) ou d'un ou plusieurs composants d'un fuselage de l'hélicoptère (100).
24. Procédé de surveillance de l'état et de l'usage d'un ou plusieurs composants d'un véhicule, 5 caractérisé en ce qu'il comprend : le placement d'au moins un capteur câblé dans une oos-_-.ion fixe à proximité d'un ou plusieurs composants du véhicule ; le placement d'au moins un capteur sans fil dans 10 une première position à proximité d'un ou plusieurs composants du véhicule ; la mise en fonctionnement du véhicule ; la surveillance d'un ou plusieurs composants avec le capteur câblé et la communication des données de 15 surveillance à un point d'accès aux données via un raccordement câblé ; la surveillance d'un ou plusieurs composants du véhicule avec le capteur sans fil et la communication des données de surveillance à un point d'accès aux 20 données ; le retrait du capteur sans fil de la première position , le placement du capteur sans fil sur une deuxième position à proximité d'un ou plusieurs autres 25 composants du véhicule ; et la surveillance d'un ou plusieurs autres composants du véhicule avec le capteur sans fil et la commu-lication des données de surveillance au point d'accès aux données.
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