FR3054332A1 - Surveillance d'un moteur d'aeronef stocke par execution de tests automatiques planifies - Google Patents

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Abstract

Système de surveillance de l'état du moteur (1.2) d'un aéronef stocké comprenant : - un module de surveillance (1.6) permettant de lancer des séquences de tests automatiques permettant un diagnostic de l'état d'au moins un composant du moteur ; - un ensemble (1.7, 1.8) d'actionneurs et/ou de capteurs associés audit module de surveillance ; caractérisé en ce qu'il comporte en outre : - une alimentation électrique supplémentaire (1.3) permettant d'alimenter spécifiquement ledit module de surveillance et l'ensemble d'actionneurs et/ou capteurs associés.

Description

054 332
57003 ® RÉPUBLIQUE FRANÇAISE
INSTITUT NATIONAL DE LA PROPRIÉTÉ INDUSTRIELLE © N° de publication :
(à n’utiliser que pour les commandes de reproduction)
©) N° d’enregistrement national
COURBEVOIE © Int Cl8 : G 05 B 23/02 (2017.01), B 64 F 5/00, G 06 Q 10/08, H 05 K 10/00
DEMANDE DE BREVET D'INVENTION A1
©) Date de dépôt : 22.07.16. © Demandeur(s) : SAFRAN AIRCRAFT ENGINES —
(© Priorité : FR.
@ Inventeur(s) : STOUKY YACINE, ANTHONY,
XAVIER.
(43) Date de mise à la disposition du public de la
demande : 26.01.18 Bulletin 18/04.
©) Liste des documents cités dans le rapport de
recherche préliminaire : Se reporter à la fin du
présent fascicule
(© Références à d’autres documents nationaux ® Titulaire(s) : SAFRAN AIRCRAFT ENGINES.
apparentés :
©) Demande(s) d’extension : (© Mandataire(s) : GEVERS & ORES Société anonyme.
SURVEILLANCE D'UN MOTEUR D'AERONEF STOCKE PAR EXECUTION DE TESTS AUTOMATIQUES PLANIFIES.
FR 3 054 332 - A1
Système de surveillance de l'état du moteur (1.2) d'un aeronef stocké comprenant:
- un module de surveillance (1.6) permettant de lancer des séquences de tests automatiques permettant un diagnostic de l'état d'au moins un composant du moteur;
- un ensemble (1.7, 1.8) d'actionneurs et/ou de capteurs associés audit module de surveillance;
caractérisé en ce qu'il comporte en outre:
- une alimentation électrique supplémentaire (1.3) permettant d'alimenter spécifiquement ledit module de surveillance et l'ensemble d'actionneurs et/ou capteurs associés.
Figure FR3054332A1_D0001
Figure FR3054332A1_D0002
Surveillance d’un moteur d’aéronef stocké par exécution de tests automatiques planifiés
La présente invention concerne le domaine de la surveillance des moteurs d’aéronefs. Plus particulièrement, elle concerne les systèmes de tests automatiques conduits par les systèmes électroniques de contrôle pour surveiller un ensemble de paramètres relatifs à l’état de santé d’un moteur.
Les moteurs d’aéronefs modernes sont typiquement contrôlés par des systèmes électroniques. Ces systèmes électroniques sont des dispositifs de traitement de l’information en charge du fonctionnement et du contrôle des paramètres du moteur. Par exemple, les turbomachines tels que les turboréacteurs, turbopropulseurs ou turbomoteurs, sont ainsi contrôlé par un FADEC (Full Authority Digital Engine Control en anglais) qui s’interface entre le cockpit et le moteur. Le FADEC est un système de régulation numérique centré sur un calculateur à deux voies symétriques, redondantes et à pleine autorité.
Ces systèmes électroniques de contrôle des moteurs intègrent un module de surveillance (moniloring en anglais) de l’état du moteur. Le module de surveillance est connecté à un ensemble d’actionneurs et/ou de capteurs du moteur. Il est en charge d’exécuter des séquences de tests automatiques (built-in tests en anglais) permettant, par exemple, de tester le bon fonctionnement des actionneurs embarqués en testant le mouvement des géométries variables afin de détecter les grippages ou les actionneurs ne pouvant plus être déplacés ou encore qui ne sont plus déplacés avec la même dynamique. Ces tests automatiques vérifient également la validité des mesures des capteurs pour détecter un éventuel capteur défaillant. Le résultat de ces tests automatiques permet de connaître l’état de santé des composants du système de régulation et du moteur. Une interface utilisateur permet alors de consulter le résultat des tests sur un écran.
Les séquences de tests sont typiquement lancées au démarrage des moteurs et en tout état de cause lorsque ceux-ci sont alimentés. Ceci peut suffire lorsque les aéronefs sont utilisés de façon très régulière, comme c’est le cas, par exemple, des avions commerciaux généralement exploités plusieurs fois par jour. En revanche, si l’aéronef reste inutilisé pendant une longue période de temps, il n’est pas possible de détecter une éventuelle dégradation de l’état du moteur pendant la période d’inutilisation. On dit alors que le moteur est stocké, ce qui signifie qu’il n’est pas utilisé. Le terme « stocké », dans ce contexte, ne signifie pas que le moteur est nécessairement extrait de l’appareil pour un stockage indépendant, mais simplement que le moteur est non utilisé. Dans la pratique, le moteur peut soit être extrait de l’aéronef et effectivement stocké dans une enceinte dédiée soit maintenu en place accroché à l’aéronef. La dégradation d’un moteur non-utilisé ou stocké, peut survenir pour plusieurs raisons. Le moteur peut subir des chocs pendant sa non-utilisation. H peut également être soumis à des contraintes environnementales telles que l’humidité, la chaleur, une forte poussière ou du sable etc. Une telle dégradation de l’état du moteur ne sera alors détectée que lors de la remise en route de l’aéronef, c’est-à-dire à un moment où l’on souhaite justement utiliser l’aéronef et donc son moteur. Ce peut être, par exemple, le cas d’avions militaires non utilisés pendant une longue période et que l’on doit déployer rapidement, mais cette situation se retrouve dans le cas de l’aviation de tourisme, l’aviation d’affaire ou encore concernant des drones.
La présente invention a pour but de résoudre les inconvénients précités en proposant une alimentation supplémentaire permettant d’alimenter spécifiquement le module de surveillance et les différents actionneurs et/ou capteurs nécessaires aux tests. Ainsi, il est possible de lancer des séquences de tests sur des moteurs non-utilisés pendant la période de stockage et de détecter au plus tôt une dégradation de l’état du moteur.
Selon l'invention, l’invention concerne un système de surveillance de l’état du moteur d’un aéronef stocké comprenant :
un module de surveillance permettant de lancer des séquences de tests automatiques permettant un diagnostic de l’état d’au moins un composant du moteur ;
un ensemble d’actionneurs et/ou de capteurs associés audit module de surveillance ;
caractérisé en ce qu’il comporte en outre :
une alimentation électrique supplémentaire permettant d’alimenter spécifiquement ledit module de surveillance et l’ensemble d’actionneurs et/ou capteurs associés.
Le système selon l’invention peut comprendre les caractéristiques suivantes, prises isolément les unes des autres ou en combinaison les unes avec les autres :
un interrupteur entre ladite alimentation électrique supplémentaire et le module de surveillance pour commander l’alimentation d’une part du module de surveillance et de l’ensemble d’actionneurs et/ou capteurs associés ;
ledit interrupteur est un interrupteur automatique permettant de programmer les occurrences des séquences de tests automatiques ;
un module de transmission de données, alimenté par ladite alimentation électrique supplémentaire, pour transmettre les résultats desdites séquences de tests automatiques à une station au sol ;
ledit moteur est stocké dans une enceinte dédiée ; ledit interrupteur est compris dans ladite enceinte ;
ledit module de transmission de données est compris dans ladite enceinte ; ledit moteur est stocké accroché à l’aéronef ;
ledit interrupteur et ledit module de transmission de données sont compris dans une unité dédié à la surveillance connectée à l’aéronef par une prise spéciale permettant la connexion électrique et la transmission des résultats des séquences de tests automatiques ;
ladite alimentation électrique supplémentaire est fournie par une ou plusieurs batteries externes ; et ladite alimentation électrique supplémentaire est intégrée à ladite enceinte dédiée.
D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront encore dans la description ci-après en relation avec les dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs :
la Figure 1 illustre un premier mode de réalisation de l’invention ; la Figure 2 illustre un second mode de réalisation de l’invention.
L’alimentation électrique d’un aéronef est typiquement fournie par le ou les moteurs lorsque ceux-ci sont en marche. Le moteur actionne un alternateur qui fournit l’énergie électrique permettant l’alimentation de l’électronique de bord. Au démarrage, l’alimentation électrique est fournie par une batterie pour les petits avions monomoteurs. Les avions de plus grande taille et les avions disposant de turboréacteurs dont le démarrage requiert une grande quantité d’énergie électrique disposent d’une génératrice d’appoint ou APU (pour Auxiliary Power Unit en anglais) qui est un moteur indépendant dédié à la production d’électricité. Certains avions disposent en plus d’une prise de parc qui permet de les alimenter en électricité depuis le réseau électrique pour soulager la batterie lors du démarrage des moteurs. Que ce soit la batterie, l’APU ou la prise de parc, ces alimentations électriques sont conçues pour alimenter l’intégralité des systèmes électroniques de l’avion de façon temporaire et pour permettre l’allumage des moteurs. Elles ne sont pas prévues pour pouvoir alimenter en électricité l’aéronef sur de longues périodes pendant son stockage.
L’idée à la base de l’invention est de doter le moteur d’un aéronef d’une alimentation électrique supplémentaire pour permettre d’alimenter spécifiquement le module de surveillance des moteurs et les actionneurs et/ou capteurs associés pour permettre d’effectuer des séquences de tests automatiques permettant un diagnostic de l’état du moteur lorsque celui-ci est stocké et non utilisé sur une longue période de temps. Cette alimentation électrique supplémentaire peut être interne à l’aéronef ou à l’enceinte de stockage du moteur. Elle peut alors prendre la forme d’une batterie dédiée. Elle peut également être une alimentation externe, comme une batterie externe ou encore provenir du réseau électrique s’il est disponible dans l’environnement de stockage du moteur.
La puissance électrique nécessaire est réduite du fait que l’alimentation électrique supplémentaire n’alimente que le module de surveillance et les actionneurs et/ou capteurs associés au niveau du moteur. Elle est, en particulier, nettement plus faible que la puissance électrique requise pour le démarrage des moteurs qui est offerte par les alimentations électriques classiques existantes sur les aéronefs de l’art antérieur. De plus ces alimentations électriques classiques ne sont pas disponibles si le moteur est stocké dans une enceinte dédiée en dehors de l’aéronef. De ce fait, rutilisation d’une batterie permet d’envisager l’alimentation du module de surveillance sur de longues périodes.
Dans certains modes de réalisation de l’invention, cette alimentation électrique supplémentaire est dotée d’un interrupteur optionnel qui permet de couper l’alimentation en dehors des plages de temps où les séquences de tests automatiques sont effectivement exécutées. En effet, il n’est pas nécessaire d’exécuter des séquences de tests automatiques en continu. Par exemple, si un moteur d’aéronef est stocké sur une période de quelques années, une exécution hebdomadaire de la séquence de tests automatiques permet de détecter une éventuelle dégradation de l’état du moteur et de prendre les mesures appropriées pour y faire face. En coupant ainsi l’alimentation électrique supplémentaire il est possible de prolonger de manière notable la durée de vie d’une batterie qui serait utilisée comme source d’énergie. Il est à noter également que le fait de maintenir une alimentation permanente du module de surveillance pourrait impacter négativement la durée de vie de ce module de surveillance. Cet interrupteur peut être manuel ou encore déclenché de manière automatique par une horloge (timer en anglais).
La Figure 1 illustre un premier mode de réalisation de l’invention. Dans ce mode, le moteur 1.2 est rangé dans une enceinte dédiée 1.1 lors de son stockage. Le moteur 1.2 non complètement représenté comprends un module de surveillance 1.6 associé à un ensemble d’actionneurs et/ou de capteurs 1.7 et 1.8. Dans ce mode de réalisation, l’alimentation électrique supplémentaire 1.3 est extérieure à l’enceinte dédiée 1.1, par exemple sous la forme d’une batterie extérieure ou encore d’une connexion à un réseau de fourniture d’énergie électrique. Alternativement, Γalimentation électrique supplémentaire 1.3 peut se situer dans l’enceinte dédiée 1.1. On notera que sur la figure 1, les alimentations électriques sont représentées par des flèches doubles tandis que les connexions de données sont représentées par des flèches simples. L’alimentation électrique supplémentaire 1.3 alimente un interrupteur 1.4. Cet interrupteur commande l’alimentation d’une part du module de surveillance 1.6 et d’autre part un module de transmission de données 1.5. Dans ce mode de réalisation, l’alimentation des actionneurs et/ou des capteurs 1.7 et 1.8 est fournie par le module de surveillance 1.6 et donc indirectement par l’alimentation électrique supplémentaire 1.3. L’interrupteur 1.4 peut être manuel ou automatique, sa fonction est de n’alimenter le module de surveillance que lorsque les séquences de tests automatiques doivent être lancées. Un interrupteur automatique permet de programmer les occurrences des séquences de tests automatiques. Ainsi, on évite une mise sous tension permanente du module de surveillance 1.6 et des actionneurs et/ou des capteurs associés 1.7 et 1.8. Lors de l’exécution des séquences de tests automatiques, des commandes peuvent être envoyées par le module de surveillance vers les actionneurs tandis que des données sont transmises des actionneurs et/ou des capteurs 1.7 et 1.8 vers le module de surveillance 1.6. Ces données sont alors utilisées pour générer des résultats de tests par le module de surveillance 1.6. Ces résultats sont transmis à une station au sol 1.10 (Ground Station en anglais) éventuellement à l’aide du module de transmission de données 1.5 si le module de surveillance n’est pas, lui-même, équipé d’un moyen de transfert de données.
La station au sol 1.10 comprends un module d’acquisition de données 1.11 qui reçoit les résultats transmis par le module de transmission de données 1.5. Ces résultats sont alors mémorisés dans une unité de stockage de données 1.12, typiquement une base de données sur disque. Ces données sont alors traitées par une unité de calcul 1.13 pour un affichage sur une interface homme-machine 1.14 typiquement un écran de visualisation pour un opérateur humain.
La Figure 2 illustre un second mode de réalisation de l’invention. Dans ce mode de réalisation, le moteur 1.2 reste en place au sein de l’aéronef 2.1. Il n’est pas démonté pour être entreposé dans une enceinte dédiée comme dans le premier mode de réalisation de l’invention. Etant monté sur l’aéronef, le moteur 1.2 dispose de l’alimentation électrique normale 2.2 de l’aéronef. Toutefois, comme expliqué plus haut, cette alimentation électrique normale n’est pas utilisée pendant une période de stockage. Comme dans le premier mode de réalisation de l’invention, l’alimentation électrique supplémentaire 1.3 est extérieure et constituée d’une batterie ou d’une connexion au réseau de fourniture d’énergie électrique. Dans ce mode de réalisation, l’interrupteur 1.4 et le module de transmission de données 1.5 sont rassemblés dans une unité dédiée à la surveillance 2.3 qui vient se connecter à l’aéronef via une prise spéciale supplémentaire permettant la connexion électrique et donc la fourniture d’énergie électrique au module de surveillance 1.6 pendant la phase de stockage alors que l’alimentation normale 2.2 ne peut pas être utilisée. Cette connexion permet également la transmission des résultats des séquences de tests automatiques depuis le module de surveillance 1.6 vers le module de transmission de données 1.5 qui peut faire partie de l’unité dédiée à la surveillance 2.3. Les autres éléments sont identiques aux éléments portant les mêmes références sur la Figure 1.
Ainsi, dans ces deux modes de réalisation, il est possible d’alimenter régulièrement le module de surveillance depuis l’alimentation électrique supplémentaire afin de réaliser des séquences de tests automatiques de l’état du moteur, de transmettre les résultats à une station au sol pour leur exploitation par un opérateur.
Naturellement, pour satisfaire des besoins spécifiques, une personne compétente dans le domaine de l’invention pourra appliquer des modifications dans la description précédente.
Bien que la présente invention ait été décrite ci-dessus en référence à des modes de réalisation spécifiques, la présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation spécifiques, et les modifications qui se trouvent dans le champ d'application de la présente invention seront évidentes pour une personne versée dans l'art.

Claims (11)

  1. REVENDICATIONS
    1. Système de surveillance de l’état du moteur (1.2) d’un aéronef stocké comprenant :
    - un module de surveillance (1.6) permettant de lancer des séquences de tests automatiques permettant un diagnostic de l’état d’au moins un composant du moteur ;
    - un ensemble (1.7, 1.8) d’actionneurs et/ou de capteurs associés audit module de surveillance ;
    caractérisé en ce qu’il comporte en outre :
    - une alimentation électrique supplémentaire (1.3) permettant d’alimenter spécifiquement ledit module de surveillance et l’ensemble d’actionneurs et/ou capteurs associés.
  2. 2. Système de surveillance selon la revendication 1, caractérisé en ce qu’il comporte en outre :
    - un interrupteur (1.4) entre ladite alimentation électrique supplémentaire et le module de surveillance pour commander l’alimentation d’une part du module de surveillance et de l’ensemble d’actionneurs et/ou capteurs associés.
  3. 3. Système de surveillance selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit interrupteur est un interrupteur automatique permettant de programmer les occurrences des séquences de tests automatiques.
  4. 4. Système de surveillance selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu’il comporte en outre :
    - un module de transmission de données (1.5), alimenté par ladite alimentation électrique supplémentaire, pour transmettre les résultats desdites séquences de tests automatiques à une station au sol.
  5. 5. Système de surveillance selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ledit moteur est stocké dans une enceinte dédiée.
  6. 6. Système de surveillance selon les revendications 2 et 5, caractérisé en ce que ledit interrupteur est compris dans ladite enceinte.
  7. 7. Système de surveillance selon les revendications 4 et 5, caractérisé en ce que ledit module de transmission de données est compris dans ladite enceinte.
  8. 8. Système de surveillance selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ledit moteur est stocké accroché à l’aéronef.
  9. 9. Système de surveillance selon les revendications 2, 4 et 8 caractérisé en ce que ledit interrupteur et ledit module de transmission de données sont compris dans une unité dédié à la surveillance (2.3) connectée à l’aéronef par une prise spéciale permettant la connexion électrique et la transmission des résultats des séquences de tests automatiques.
  10. 10. Système de surveillance selon l’une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que ladite alimentation électrique supplémentaire est fournie par une ou plusieurs batteries externes.
  11. 11. Système de surveillance selon la revendication 5, caractérisé en ce que ladite alimentation électrique supplémentaire est intégrée à ladite enceinte dédiée.
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