FR2986269A1 - Systeme de detection d'un impact sur une roue aubagee de moteur d'aeronef - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un procédé et un système de détection d'un impact sur une roue aubagée (7) d'un moteur d'aéronef, caractérisé en ce qu'il comporte : - des moyens d'acquisition (13) pour acquérir un régime de rotation dudit moteur et un ensemble de signaux de déflexion représentatifs des déflexions sur les aubes de ladite roue aubagée audit régime de rotation, et - des moyens de corrélation (15) pour construire des signaux de détection d'impact sur ladite roue aubagée en corrélant chacun des signaux de déflexion avec une signature prédéterminée d'un choc sur une aube audit régime de rotation.

Description

SYSTÈME DE DÉTECTION D'UN IMPACT SUR UNE ROUE AUBAGÉE DE MOTEUR D'AÉRONEF DOMAINE TECHNIQUE La présente invention concerne le domaine des systèmes de surveillance d'un moteur et plus particulièrement, la détection automatique d'un impact sur une roue aubagée d'un moteur d'aéronef. ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE Au cours de leurs missions, les moteurs d'aéronef sont potentiellement exposés à l'ingestion de différents objets pouvant les endommager. Ces objets sont en général des corps étranger FOD (Foreign Object Damage) mais peuvent éventuellement être des petites pièces (par exemple rivets ou boulons) détachées du moteur DOD (Domestic Object Damage). L'ingestion d'un objet constitue la cause principale de retard ou d'annulation de vol D&C (Delays and Cancelation). En effet, dans la plupart des cas, le choc n'est pas perçu par le pilote pendant le vol et le constat sur l'aube est fait lors du contrôle de l'avion juste avant le redécollage. Des études ont montré que pour un FOD ayant un poids supérieur à environ 30 grammes, la probabilité que l'impact soit ressenti par le pilote devient significative. En revanche, en dessous d'environ 30 grammes, l'impact n'est plus ressenti par le pilote et les dégâts provoqués par ce type d'ingestion peuvent être à évolution lente et occasionner au final des dommages au moteur. Un exemple de ce type d'ingestion est l'impact d'un moineau sur la roue aubagée de la turbine HP dont les restes peuvent obstruer des trous de ventilation (HP nozzles) entraînant l'endommagement progressif de la turbine.

Différentes solutions connues existent pour détecter l'ingestion d'un objet par le moteur. L'une de ces solutions consiste à utiliser des instruments de mesure de type radars embarqués dans l'aéronef pour détecter la présence de FOD. Cette solution présente toutefois l'inconvénient de nécessiter une instrumentation supplémentaire qui est préjudiciable au bilan de masse de l'aéronef. Afin de résoudre ce genre de problèmes, le brevet FR2937079 de la demanderesse décrit un procédé permettant d'utiliser des accéléromètres à demeure sur le moteur. Le procédé est basé sur la reconnaissance de la signature caractéristique d'un impact sur le fan au niveau de la forme du signal temporel délivré par les accéléromètres présents sur le moteur.

Bien que très efficace, ce procédé présente cependant quelques inconvénients. En particulier, la réponse type d'un choc amorti sur les signaux délivrés par les accéléromètres moteur n'est pas forcément celle d'un FOD mais peut être le résultat d'un contact rotor- stator. Par ailleurs, il ne permet pas d'identifier l'aube impactée. L'objet de la présente invention est par conséquent de proposer un système et un procédé de détection simple à mettre en oeuvre et qui est capable 30 de détecter avec précision et fiabilité un impact sur une roue aubagée d'un moteur sans présenter les inconvénients précités. EXPOSÉ DE L'INVENTION La présente invention est définie par un système de détection d'un impact sur une roue aubagée d'un moteur d'aéronef, comportant : - des moyens d'acquisition pour acquérir un régime de rotation dudit moteur et un ensemble de signaux de déflexion représentatifs des déflexions sur les aubes de ladite roue aubagée audit régime de rotation, et - des moyens de corrélation pour construire des signaux de détection d'impact sur ladite roue aubagée en corrélant chacun des signaux de déflexion avec une signature prédéterminée d'un choc sur une aube audit régime de rotation. Le système de la présente invention permet de détecter en temps réel, de manière fiable, et avec un 20 temps de calcul minimal, tout impact sur la roue aubagée causée par un objet de poids quelconque ingéré par le moteur. Plus particulièrement, ce système permet de déceler avec précision tout impact non ressenti par le pilote causé par exemple, par un corps étranger de 25 faible poids. Ainsi, le système de détection selon l'invention permet de surveiller de manière globale la `santé' de la soufflante (fan) ainsi que de tous les étages en aval de celle-ci. 30 Avantageusement, le système comporte un ensemble prédéterminé de pseudo-ondelettes représentant des chocs amortis sur une aube selon différents régimes de rotation du moteur, et ladite signature prédéterminée étant sélectionnée parmi ledit ensemble de pseudo-ondelettes en fonction dudit régime de rotation. Le recours à des pseudo-ondelettes permet de donner une représentation fidèle des chocs amortis sur une aube tout en facilitant leur corrélation avec les signaux de déflexion pour extraire des informations utiles et précises sur l'impact de manière simple, fiable, et avec un temps de calcul minimal. Avantageusement, les moyens de corrélation sont configurés pour construire un signal de détection par aube et par régime de rotation en calculant un produit de convolution normalisé entre le signal de déflexion relatif à ladite aube et la signature prédéterminée correspondant audit régime de rotation ; et pour comparer chacun desdits signaux de détection à un seuil prédéterminé afin d'attester la détection d'un impact au cas où au moins un signal de détection dépasse ledit seuil. Le produit de convolution entre un pseudosignal et un signal de déflexion permet de reconnaître automatiquement toute information d'impact intrinsèquement comprise dans le signal de déflexion. Autrement dit, grâce au pseudo-signal on peut essentiellement reconnaître le mode de déformation de l'aube. Ensuite, la comparaison de chacun des signaux de détection à un seuil de détection prédéterminé permet de confirmer que le signal de détection décrit bien un choc subi par la roue aubagée et non une simple perturbation électronique. Toute fausse alerte peut ainsi être écartée. Avantageusement, les moyens de corrélation sont en outre configurés pour repérer, au cas où un impact est détecté, l'aube impactée en premier et la date de cet impact en comparant les dates de dépassement de seuil des différents signaux de détection. Ainsi, le technicien de maintenance peut connaître l'identité de l'aube qui doit être inspectée de façon attentive. Avantageusement, le système comporte en outre des moyens de classification configurés pour : - déterminer la déflexion maximale de ladite aube impactée en premier ; - calculer l'énergie d'impact sur ladite aube impactée en premier en fonction de ladite déflexion maximale ; - déterminer la vitesse de l'objet heurtant la roue aubagée en fonction de la vitesse de l'aéronef et 20 du régime de rotation ; et - calculer la masse dudit objet en fonction de ladite énergie d'impact et de ladite vitesse de l'objet. La connaissance de la masse de l'objet fournit 25 aux opérateurs de maintenance un ordre de grandeur du phénomène détecté. Avantageusement, le système comporte en outre des moyens de génération de messages configurés pour enregistrer et/ou envoyer au sol un message de 30 maintenance du moteur comportant des données d'identification de l'impact parmi les données suivantes : la date de l'impact, l'aube impactée en premier, la masse de l'objet heurtant la roue aubagée, et le régime moteur à la date de l'impact. L'enregistrement ou l'émission d'un avis de 5 maintenance permet de prescrire une inspection des dégâts pour réparer le plus rapidement possible les dégâts engendrés suite à l'ingestion de l'objet et d'éviter la dégradation à long terme des performances du moteur. Ainsi, le technicien de maintenance peut 10 être informé très rapidement de la nature de l'ingestion et de l'aube impactée en premier pour faciliter la maintenance. L'invention vise également un calculateur destiné à être embarqué dans un aéronef ou dans un 15 moteur d'aéronef, comportant un système de détection selon l'une quelconque des caractéristiques ci-dessus. L'invention vise aussi un moteur d'aéronef, comportant un système de détection selon l'une quelconque des caractéristiques ci-dessus. 20 L'invention concerne aussi un procédé de détection d'un impact sur une roue aubagée d'un moteur d'aéronef, comportant les étapes suivantes : - acquérir un régime de rotation dudit moteur et un ensemble de signaux de déflexion 25 représentatifs des déflexions sur lesdites aubes audit régime de rotation, - construire des signaux de détection d'impact sur ladite roue aubagée en corrélant chacun des signaux de déflexion avec une signature 30 prédéterminée d'un choc sur une aube audit régime de rotation.

L'invention vise également un programme d'ordinateur comportant des instructions de code pour la mise en oeuvre du procédé de détection selon les caractéristiques ci-dessus lorsqu'il est exécuté par un calculateur. BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de modes de 10 réalisation préférentiels de l'invention faits en référence aux figures jointes parmi lesquelles : La Fig. 1 illustre de manière schématique un système de surveillance d'un moteur d'aéronef, selon l'invention ; 15 La Fig. 2 illustre de manière schématique un calculateur embarqué comportant le système de détection de la Fig. 1 ; La Fig. 3 est un logigramme par bloc illustrant un mode de réalisation préféré du système de détection, 20 selon l'invention ; La Fig. 4 illustre un ensemble de pseudoondelettes en fonction du régime de rotation, selon l'invention ; La Fig. 5 est un graphique illustrant le 25 seuillage des signaux de détection, selon l'invention ; La Fig. 6 est un graphique illustrant une évolution des signaux de détection, selon l'invention ; et La Fig. 7 illustre de manière schématique un 30 calculateur embarqué comportant le système de détection selon un autre mode de réalisation de l'invention.

EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS Le concept à la base de l'invention repose sur une reconnaissance automatique de la forme caractéristique du signal d'un choc amorti en oscillations libres. La Fig. 1 illustre de manière schématique un système de surveillance d'un moteur d'aéronef, selon l'invention.

Le système de surveillance 1 comporte un système de mesure 3 et un système de détection 5 d'un impact sur une roue aubagée 7 du moteur (non représenté). La roue aubagée 7 peut être celle d'une 15 soufflante (Fan) ou celle d'un compresseur haute pression (HP) ou celle d'un tout autre élément du moteur. Le système de mesure 3 comporte un ou plusieurs capteurs 11 donnant des informations sur le régime de 20 rotation du moteur et des éventuelles déflexions sur les aubes. Le système de détection 5 comporte des moyens d'acquisition 13 de données et des moyens de corrélation 15. 25 Les moyens d'acquisition 13 sont configurés pour acquérir depuis le système de mesure 3, le régime de rotation du moteur ainsi qu'un ensemble de signaux de déflexion représentatifs des déflexions sur les aubes de la roue aubagée 7 audit régime de rotation. 30 Conformément à l'invention, les moyens de corrélation 15 sont configurés pour construire des signaux de détection d'impact sur la roue aubagée 7 en corrélant chacun des signaux de déflexion avec une signature prédéterminée d'un choc sur une aube audit régime de rotation.

Ainsi, tout signal de détection qui présente une corrélation entre un signal de déflexion et la signature d'un choc est une indication d'un impact sur la roue aubagée. Les signaux de détection permettent de détecter 10 automatiquement tout impact sur la roue aubagée 7 quel que soit le poids de l'objet ingéré. Autrement dit, les signaux de détection permettent de détecter les impacts non ressentis par le pilote en plus de ceux ressentis par lui. Dans le dernier cas, la détection automatique 15 permet de confirmer celle faite par le pilote. De plus, lorsqu'un impact est détecté, une classification temporelle des signaux de détection permet d'indiquer l'ordre de ces impacts et en particulier, l'aube impactée en premier. 20 Ainsi, après la détection d'un impact sur la roue aubagée, le système de détection 5 peut émettre un message d'alerte 17. On notera que le système de détection 5 peut être intégré dans un boîtier spécifique ou faire partie 25 d'un boîtier électronique existant. Avantageusement, on peut exploiter les moyens d'acquisition et de traitement d'un calculateur embarqué dans l'aéronef ou dans un calculateur intégré dans le moteur d'aéronef de type EMU (Engine Monitoring Unit) pour exploiter le 30 système de détection selon l'invention. En particulier, le calculateur peut être utilisé pour exécuter un programme d'ordinateur enregistré dans des moyens de stockage du calculateur et comportant des instructions de code pour la mise en oeuvre du procédé de détection selon l'invention.

En effet, la Fig. 2 illustre de manière schématique un calculateur 21 embarqué comportant le système de détection 5 selon l'invention. Plus particulièrement, le calculateur 21 embarqué (par exemple, un EMU) comporte une interface d'acquisition 23, un système de prétraitement 25, et le système de détection 5. L'interface d'acquisition 23 est adaptée pour acquérir des signaux temporels hautes fréquences (HF) relatifs aux aubes de la roue aubagée 7.

Ces signaux temporels HF sont acquis selon, par exemple, une opération de type « Tip Timing » en association avec au moins un capteur 11 installé au droit de la roue aubagée 7. En fonctionnement normal, sans impacts, les aubes vont passer devant le capteur 11 de manière régulière et l'intervalle de temps mesuré entre le passage de deux aubes consécutives est constant à régime donné définissant ainsi un signal temporel de référence. Toute modification de la position d'une aube au moment où elle passe devant le capteur 11 par rapport à sa position de référence est ainsi indicative d'une déflexion de l'aube. A titre d'exemple, le capteur 11 peut être un capteur à courants de Foucault ou un capteur de type capacitif. Ce genre de capteurs sont robustes, précis, peu encombrants et ne nécessitent pas de nettoyages spécifiques.

L'interface d'acquisition 23 est en outre adaptée pour acquérir le régime de rotation du moteur. On notera que le régime moteur peut être acquis soit de manière directe grâce à un capteur 11 dédié couplé à une roue phonique soit, selon la méthode de Tip Timing. En effet, une roue aubagée est presque en soi une roue phonique et le régime de rotation peut être déterminé à partir du passage des aubes. Ainsi, l'utilisation de l'opération de Tip Timing permet à la fois de surveiller les aubes et de déterminer le régime de rotation du moteur. Par ailleurs, les signaux temporels relatifs aux aubes sont échantillonnées à une haute fréquence qui dépend du régime de rotation ainsi que du nombre et de la forme des aubes (plus les aubes sont courtes, plus elles seront raides, et plus le premier mode sera élevé). L'interface d'acquisition 23 conditionne les mesures ou signaux temporels HF issus de chaque capteur 11 et envoie en temps réel ces signaux temporels d'entrée avec la mesure du régime moteur correspondant au système de prétraitement 25. De façon connue en soi, le système de prétraitement 25 permet de réduire les signaux temporels HF d'entrée qui sont indirectement représentatifs des déflexions sur les aubes en signaux de déflexion basses fréquences (BF). Les signaux de déflexion BF sont en fait des données réduites prenant la forme de fichiers de 30 faibles volumes où apparaissent les déflexions en sommet d'aube pour chaque aube de la roue aubagée 7.

Ainsi pour une roue aubagée 7 comportant n aubes, un fichier de données réduites comporte n signaux de déflexion en fonction du régime moteur. Plus particulièrement, à chaque incrément, le système de prétraitement 25 enregistre un signal de déflexion comportant une information de déflexion concernant une aube courante ainsi que la mesure du régime de rotation. Au bout de n incréments, les moyens de prétraitement forment ainsi un fichier d'entrée au format basse fréquence comportant n signaux de déflexion et le régime moteur correspondant. En outre, il y a autant de fichiers délivrés par le système de prétraitement qu'il y a de capteurs 11 en face des aubes.

On notera que le ou les capteur(s) 11, l'interface d'acquisition 23 et le système de prétraitement 25 de la Fig. 2 correspondent au système de mesure 3 de la Fig. 1. Le système de détection 5 va ensuite traiter 20 les signaux de déflexion pour détecter et analyser tout impact sur la roue aubagée 7. La Fig. 3 est un logigramme par bloc illustrant un mode de réalisation préféré du système de détection 5, selon l'invention. Cette figure est également une 25 illustration des étapes d'un procédé de détection d'un impact, selon l'invention. Les blocs El à E3 correspondent aux moyens d'acquisition 13 dudit système de détection 5. Au bloc (ou à l'étape) El, le système de 30 détection 5 attend l'arrivée d'un fichier comportant les signaux de déflexion depuis le système de prétraitement 25. Le bloc E2 concerne la lecture des signaux de déflexion de toutes les aubes de la roue aubagée 7.

De même, le bloc E3 concerne la lecture du régime de rotation correspondant aux signaux de déflexion lus au bloc E2. Les blocs E4 à Ell explicitent avec plus de détails le fonctionnement des moyens de corrélation 15 10 dudit système de détection 5. Les moyens de corrélation 15 ont pour fonction de corréler chacun des signaux de déflexion avec une signature prédéterminée représentative d'un choc sur une aube au régime de rotation. 15 Une signature représentative d'un choc peut être une sorte de perturbation oscillatoire limitée dans le temps. En effet, en cas de choc sur une aube, celle-ci vibre sur ces modes propres, cette vibration s'amortit en quelques tours moteurs. 20 Avantageusement, la signature peut être définie par une sorte d'ondelette ou pseudo-ondelette ayant la forme d'une onde oscillatoire dont l'amplitude débute à zéro, croît pendant un petit laps de temps, et décroît ensuite pour revenir à zéro selon par exemple une 25 exponentielle décroissante . Ainsi, un catalogue ou un ensemble prédéterminé de pseudo-ondelettes représentant des chocs amortis sur une aube selon différents régimes de rotation du moteur peut être préenregistré dans des moyens de stockage 27. 30 La Fig. 4 illustre un ensemble de N pseudo- ondelettes wl,...,wN en fonction du régime de rotation (rpm). Plus particulièrement, chaque pseudo-ondelette wi est une signature d'un choc amorti sur le premier mode de flexion d'une aube en fonction du régime de rotation. Les pseudo-ondelettes wl,...,wN répondent ainsi à une spécification initiale de détection de FOD ou DOD combinées au régime de rotation du moteur. L'ensemble de pseudo-ondelettes wl,...,wN est construit préalablement à partir d'un modèle de détection d'impact selon le régime de rotation et/ou des essais sur banc. Avantageusement, ces pseudoondelettes sont obtenues d'abord par calculs, puis affinées par les essais. Ainsi, au bloc E4, la signature prédéterminée est sélectionnée parmi l'ensemble de pseudo-ondelettes wl,...,wN correspondant chacune à une signature représentative d'un choc amorti sur une aube en fonction du régime de rotation. Autrement dit, on utilise le régime de rotation comme un paramètre de sélection pour choisir comme signature, la pseudo-ondelette correspondant audit régime de rotation. Ceci permet de tenir compte du fait que la fréquence propre de l'aube change en fonction du régime de rotation. En effet, la forme de l'aube peut changer (par exemple, l'aube se dévrille) sous l'effet d'une force centrifuge entraînant ainsi une évolution de la fréquence propre de l'aube en fonction de la rotation du moteur. Au bloc E5, les signaux de déflexion sont filtrés selon des paramètres prédéterminés pour centrer 30 les signaux sur zéro en éliminant les composantes BF et HF éventuellement présentes dans les signaux. Ainsi, on obtient au bloc E6 des signaux de déflexion filtrés. Avantageusement, une opération de filtrage est également réalisée sur la pseudo-ondelette sélectionnée 5 au bloc E4 pour obtenir au bloc E7 une pseudo-ondelette filtrée. En effet, la filtration des signaux de déflexion peut éventuellement déphaser ces signaux. Ainsi, on choisit les mêmes paramètres de filtration 10 pour filtrer la pseudo-ondelette et les signaux de déflexion afin de permettre à la signature de ressembler le plus possible au choc présent dans les signaux de déflexion. Au bloc E8, on élimine les données isolées ou 15 aberrantes (outliers) éventuellement présentent dans les signaux de déflexion qui peuvent être dus par exemple, à des chocs électriques ou des erreurs aléatoires. Au bloc E9, les moyens de corrélation 15 sont 20 configurés pour construire un signal de détection par aube et par régime de rotation. Ainsi, pour une aube donnée, les moyens de corrélation 15 calculent le produit de convolution entre le signal de déflexion relatif à ladite aube et la signature prédéterminée 25 (i.e., la pseudo-ondelette choisie au bloc E4) correspondant audit régime de rotation. Avantageusement, le produit de convolution est normalisé (par exemple à 1) pour s'affranchir de l'amplitude du choc et reconnaître ce dernier 30 uniquement sur la forme due à la pseudo-fréquence propre et à l'amortissement (tous deux étant connus).

Plus le score normalisé du produit de convolution se rapproche de 1, plus la probabilité de détection est élevée. Cette opération est réalisée autant de fois qu'il y a d'aubes présentes sur la roue aubagée 7.

Le signal de détection indique alors l'existence ou la non existence d'une corrélation entre le signal de déflexion (représentative de la déflexion de l'aube) et la signature représentative d'un choc. Au bloc E10, les moyens de corrélation 15 sont 10 configurés pour comparer chacun des signaux de détection à un seuil de détection prédéterminé afin d'attester la détection d'un impact au cas où au moins un signal de détection dépasse ledit seuil. On notera que le seuil peut être réglé par expérimentation et/ou 15 par retour d'expérience. La Fig. 5 est un graphique illustrant un exemple de comparaison des signaux de détection Sl-S3 à un seuil T prédéterminé. Ce graphique illustre le cas de signaux de 20 détection normalisés (i.e., d'un produit de convolution normalisé) avec, à titre d'exemple, un seuil de l'ordre de 0,7. Le signal de détection S1 est indicatif d'un signal de déflexion sain. Le signal de détection S2 est 25 indicatif d'un signal de déflexion résultant d'un phénomène dynamique. Les signaux S1 et S2 ne dépassent pas la valeur du seuil T. Finalement, le signal de détection S3 présentant un pic qui dépasse la valeur du seuil T, est indicatif d'un signal de déflexion 30 résultant d'un impact sur une aube.

Ainsi, au bloc El0 on détermine si un signal de détection dépasse le seuil T ou non. Dans le premier cas, on va au bloc Ell et sinon, on reboucle au bloc El. Ces opérations sont réalisées simultanément pour chaque aube. En effet, si aucun dépassement de seuil n'est détecté, on retourne au bloc initial El pour attendre l'arrivée d'un autre fichier comportant les signaux de déflexion.

En revanche, au bloc Ell (i.e. au cas où un impact est détecté), les moyens de corrélation sont configurés pour repérer l'aube impactée en premier et la date de cet impact en comparant les dates de dépassement de seuil T des différents signaux de détection. Plus particulièrement, en classant dans le temps les différents signaux de détection relatifs aux différentes aubes, on peut repérer l'aube impactée en premier et plus généralement l'ordre de succession des impacts sur les différentes aubes. En effet, la Fig. 6 est un graphique illustrant l'évolution de quelques signaux de détection par rapport au seuil T de détection d'impact. Cet exemple montre l'évolution de trois signaux de détection Sa, Sb, Sc relatifs à trois aubes a, b, c (non représentées). Le signal de détection Sa présente un premier pic Pl qui dépasse la valeur du seuil T à l'instant tl. Ce premier pic Pl permet alors d'indiquer la première aube impactée et l'instant de cet impact. Les deuxième et troisième pics P2, P3 enseignent les identités des aubes impactées en deuxième et en troisième lieux respectivement et les instants t2, t3 de ces impacts. Les quatrième, cinquième et sixième pics P4, P5, P6 donnent les instants t4, t5, t6 des chocs secondaires sur les trois aubes. Ainsi, après la détection d'un impact sur la roue aubagée, le système de détection 5 peut émettre un message d'alerte 17 comportant une identification de l'aube impactée en premier.

Avantageusement, le message d'alerte 17 peut comporter des informations plus précises sur l'impact et en particulier une classification ou une identification de l'objet à l'origine de l'impact. En effet, selon un autre mode de réalisation, la Fig. 7 montre que le système de détection 5 comporte des moyens de classification 31 en plus des moyens d'acquisition 13 et de corrélation 15. Les moyens de classification 31 sont explicités par les blocs E12 à E17 de la Fig. 3.

Au bloc E12, les moyens de classification 31 sont configurés pour déterminer l'amplitude maximale du signal de déflexion relatif à l'aube impactée en premier. Plus particulièrement, on fait un repérage du 25 pic maximal et du pic minimal sur le signal de déflexion (lu au bloc E2) relatif à la première aube impactée (déterminé précédemment au bloc Ell). Ceci permet d'obtenir au bloc E13, l'amplitude maximale sur la première pseudo-période du choc qui correspond en 30 fait à la valeur de déflexion maximale.

Au bloc E14, les moyens de classification 31 sont configurés pour calculer l'énergie d'impact sur l'aube impactée en premier en fonction de la valeur de déflexion maximale.

La recherche de correspondance entre le signal de déflexion et l'énergie d'impact peut être déduite en première approximation, à partir d'une modélisation préliminaire donnant les valeurs d'énergie en fonction de la déflexion de l'aube.

En variante, la relation entre le signal de déflexion et l'énergie d'impact consiste à établir une table de correspondance entre la déflexion mesurée et l'énergie d'impact à partir des essais expérimentaux et/ou des retours d'expérience.

Aux blocs E15 et E16, les moyens de classification 31 sont configurés pour déterminer la vitesse de l'objet heurtant la roue aubagée 7 (bloc E16) en fonction de la vitesse de l'aéronef et du régime de rotation du moteur (bloc E15). En effet, à partir de la vitesse de l'aéronef (correspondant globalement à la composante axiale de la vitesse de l'objet par rapport à l'aube) et du régime de rotation (donnant la composante tangentielle de la vitesse de l'objet par rapport à l'aube), on détermine la vitesse résultante de l'objet par rapport à l'aube. On fait tout de même l'hypothèse que la vitesse de l'objet par rapport à l'aube est égale à la vitesse de l'aéronef par rapport au sol. Ce qui est vrai en cas d'ingestion de cailloux ou de tout autre objet traînant sur la piste dans les phases de taxi et de décollage. Par contre pour un volatile, ce dernier n'est pas immobile par rapport à l'aéronef et, il peut s'en éloigner ou s'en rapprocher. Toutefois, l'erreur apportée par cette hypothèse est du second ordre car la vitesse du volatile vers l'aéronef, ou fuyant l'aéronef, est négligeable devant celle de l'aéronef en fin de décollage. De plus, la composition de vitesses montre que le moteur étant en régime de décollage c'est surtout la composante tangentielle qui est prépondérante devant la vitesse axiale.

Au bloc E17, les moyens de classification 31 sont configurés pour calculer la masse de l'objet en fonction de l'énergie d'impact (correspondant à l'énergie cinétique de l'objet) et de la vitesse de cet objet, en utilisant la formule de l'énergie cinétique.

Avantageusement, le système de détection comporte également des moyens de génération 33 de message (voir Fig. 7) correspondant aux blocs E18 et E19 de la Fig. 3. Au bloc E18, les moyens de génération 33 génèrent un message 17 de détection et d'identification d'impact comportant la date ou l'instant de l'impact, l'aube impactée en premier, la masse de l'objet causant l'impact, et le régime moteur à la date d'impact. Au bloc E19, les moyens de génération 33 sont 25 configurés pour enregistrer dans des moyens de stockage (par exemple, dans les moyens mémoires du calculateur 21), un message ou un avis de maintenance du moteur comportant les données d'identification de l'impact déterminées au bloc E18. Ainsi, l'avis de maintenance 30 peut être déchargé au sol par l'équipe de maintenance du moteur.

Avantageusement, les moyens de génération 33 peuvent transmettre l'avis de maintenance au sol en utilisant le système de transmission de données de l'aéronef ACARS (Aircraft communication, addressing and reporting system). L'avis de maintenance permet à l'équipe de maintenance de réparer le plus rapidement possible les dégâts engendrés suite à l'ingestion de l'objet et d'éviter la dégradation à long terme des performances du moteur. On notera que la construction de signaux de détection ainsi que la classification des impacts nécessitent très peu de temps de calcul et peuvent être facilement réalisées en temps réel. En variantes, ces opérations peuvent aussi être réalisées en différé afin d'optimiser le temps de calcul du calculateur pendant le vol.

Claims (10)

1. REVENDICATIONS1. Système de détection d'un impact sur une roue aubagée (7) d'un moteur d'aéronef, caractérisé en ce qu'il comporte : - des moyens d'acquisition (13) pour acquérir un régime de rotation dudit moteur et un ensemble de signaux de déflexion représentatifs des déflexions sur les aubes de ladite roue aubagée audit régime de rotation, et - des moyens de corrélation (15) pour construire des signaux de détection d'impact sur ladite roue aubagée en corrélant chacun des signaux de déflexion avec une signature prédéterminée d'un choc sur une aube audit régime de rotation.
2. 2. Système de détection selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un ensemble prédéterminé de pseudo-ondelettes (wl,...,wN) représentant des chocs amortis sur une aube selon différents régimes de rotation du moteur, et en ce que ladite signature prédéterminée est sélectionnée parmi ledit ensemble de pseudo-ondelettes en fonction dudit régime de rotation.
3. 3. Système de détection selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les moyens de corrélation (15) sont configurés pour construire un signal de détection (Sa, Sb, Sc) par aube et par régime de 30 rotation en calculant un produit de convolution normalisé entre le signal de déflexion relatif à laditeaube et la signature prédéterminée correspondant audit régime de rotation ; et pour comparer chacun desdits signaux de détection à un seuil (T) prédéterminé afin d'attester la détection d'un impact au cas où au moins un signal de détection dépasse ledit seuil.
4. 4. Système de détection selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les moyens de corrélation (15) sont en outre configurés pour repérer, au cas où un impact est détecté, l'aube impactée en premier et la date de cet impact en comparant les dates de dépassement de seuil des différents signaux de détection.
5. 5. Système de détection selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de classification (31) configurés pour : - déterminer la déflexion maximale de ladite aube impactée en premier ; - calculer l'énergie d'impact sur ladite aube impactée en premier en fonction de ladite déflexion maximale ; - déterminer la vitesse de l'objet heurtant la roue aubagée en fonction de la vitesse de l'aéronef et 25 du régime de rotation ; et - calculer la masse dudit objet en fonction de ladite énergie d'impact et de ladite vitesse de l'objet. 30
6. 6. Système de détection selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens degénération (33) de messages configurés pour enregistrer et/ou envoyer au sol un message de maintenance du moteur comportant des données d'identification de l'impact parmi les données suivantes : la date de l'impact, l'aube impactée en premier, la masse de l'objet heurtant la roue aubagée, et le régime moteur à la date de l'impact.
7. 7. Calculateur destiné à être embarqué dans un aéronef ou dans un moteur d'aéronef, ledit calculateur comportant des moyens d'acquisition et de traitement, caractérisé en ce que lesdits moyens d'acquisition et de traitement sont configurés pour exploiter le système de détection selon l'une quelconque des revendications 1 à 6.
8. 8. Moteur d'aéronef, caractérisé en ce qu'il comporte un système de détection selon l'une quelconque des revendications 1 à 6.
9. 9. Procédé de détection d'un impact sur une roue aubagée (7) d'un moteur d'aéronef, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes : - acquérir un régime de rotation dudit 25 moteur et un ensemble de signaux de déflexion représentatifs des déflexions sur lesdites aubes audit régime de rotation, - construire des signaux de détection d'impact sur ladite roue aubagée en corrélant chacun 30 des signaux de déflexion avec une signatureprédéterminée d'un choc sur une aube audit régime de rotation.
10. 10. Programme d'ordinateur comportant des 5 instructions de code pour la mise en oeuvre du procédé de détection selon la revendication 9 lorsqu'il est exécuté par un calculateur.