FR3073006B1 - Dispositif de protection d'un capteur monte dans un canal de circulation de gaz d'ejection d'un turboreacteur - Google Patents

Dispositif de protection d'un capteur monte dans un canal de circulation de gaz d'ejection d'un turboreacteur Download PDF

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Abstract

L'invention se situe dans le domaine du contrôle et de l'optimisation du fonctionnement d'un moteur d'aéronef. Elle concerne un dispositif de protection d'un capteur destiné à être installé dans un canal de circulation des gaz d'éjection d'un turboréacteur et un système de surveillance d'un turboréacteur comprenant un tel dispositif de protection. Selon l'invention, le dispositif de protection comprend un bouclier de protection (21) du capteur et un actionneur (22) agencé pour pouvoir déplacer le capteur (16) et/ou le bouclier de protection (21) par rapport à la veine (14) entre une position de protection, dans laquelle le capteur est protégé de l'écoulement des gaz d'éjection par le bouclier de protection, et une position d'exposition, dans laquelle le capteur est exposé à l'écoulement des gaz d'éjection.

Description

DISPOSITIF DE PROTECTION D'UN CAPTEUR MONTÉ DANS UN CANAL DE CIRCULATION DE GAZ D'ÉJECTION D'UN TURBORÉACTEUR
DESCRIPTION
DOMAINE TECHNIQUE L'invention se situe dans le domaine du contrôle et de l'optimisation du fonctionnement d'un moteur d'aéronef. Elle concerne un dispositif de protection d'un capteur destiné à être installé dans un canal de circulation des gaz d'éjection d'un turboréacteur. L'invention concerne aussi un système de surveillance d'un turboréacteur comprenant un tel dispositif de protection.
ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE
La plupart des aéronefs sont équipés d'un système de surveillance, appelé «dispositif de surveillance de l'état de l'aéronef» ou, plus couramment, « ACMS », d'après la dénomination anglaise « Aircraft Condition Monitoring System ». Ce système de surveillance a pour fonction principale de collecter et d'enregistrer des données en provenance de différents systèmes, équipements de bord et capteurs de l'aéronef et d'effectuer des traitements numériques sur ces données afin de surveiller l'état des équipements de bord de l'aéronef ainsi que les conditions de vol et les conditions d'opération de ces équipements. L'ACMS permet notamment de surveiller les performances des turboréacteurs. La demande FR 2 974 929 Al décrit un tel système de surveillance. En l'occurrence, l'ACMS décrit dans cette demande est optimisé pour étudier les phénomènes transitoires se produisant dans un turboréacteur tout en limitant la génération, le transfert et le traitement des données.
Certains capteurs sont positionnés dans des zones soumises à de hautes températures et à d'importantes vibrations. Tel est notamment le cas des capteurs de température des gaz d'éjection, couramment appelés « capteurs EGT », d'après la dénomination anglaise « Exhaust Gas Température ». Ces capteurs sont placés dans la veine primaire, en aval de la chambre de combustion. Afin de pouvoir mesurer la température des gaz d'éjection avec la plus grande précision possible, les capteurs sont positionnés de manière à ce que leur partie sensible soit située dans le flux de gaz le plus chaud. Ce flux de gaz peut atteindre des températures de l'ordre de 1200 °C. Malgré l'utilisation de matériaux adaptés à de telles températures, la sensibilité des capteurs se dégrade et ceux-ci nécessitent un remplacement régulier. Les coûts de maintenance des turboréacteurs et la disponibilité des aéronefs en sont négativement impactés.
Une solution pour augmenter la durée de vie des capteurs EGT serait de les positionner dans des zones soumises à des températures moins élevées et de déterminer la température dans les zones les plus chaudes à partir des températures mesurées dans ces zones moins chaudes et de modèles de correction. Cependant, ces modèles de correction sont difficiles à établir et la précision des valeurs estimées serait fortement dégradée. Une autre solution serait de réaliser les capteurs à partir de matériaux plus résistants aux températures élevées. Toutefois, les capteurs actuels utilisent déjà les matériaux reconnus comme étant les plus résistants à la chaleur et les possibilités d'optimisation en la matière sont relativement limitées. L'invention a ainsi pour objectif d'augmenter la durée de vie des capteurs soumis à de fortes contraintes de température tout en conservant une même précision de mesure des zones les plus chaudes. L'invention a encore pour objectif de fournir un système de surveillance d'un turboréacteur dont les coûts de conception, de fabrication et de maintenance sont compatibles avec une utilisation à échelle industrielle.
EXPOSÉ DE L'INVENTION À cet effet, l'invention exploite le fait que les mesures des capteurs soumis à de fortes contraintes de température ne sont pas utiles à chaque instant du vol d'un aéronef, mais seulement pendant certaines phases, notamment les phases pendant lesquelles le turboréacteur est exploité au maximum de sa puissance ou à une puissance proche du maximum. L'invention propose d'exposer le capteur au flux de gaz dont une propriété doit être mesurée par ce capteur pendant les phases de vol nécessitant une mesure précise et de protéger le capteur de ce flux de gaz pendant les phases de vol ne nécessitant pas de mesure ou pouvant s'accommoder d'une mesure moins précise.
Plus précisément, l'invention a pour objet un dispositif de protection d'un capteur destiné à être installé dans une veine d'un turboréacteur, des gaz d'éjection étant susceptibles de s'écouler dans la veine. Le dispositif de protection comprend un bouclier de protection du capteur et un actionneur agencé pour pouvoir déplacer le capteur et/ou le bouclier de protection par rapport à la veine entre une position de protection, dans laquelle le capteur est protégé de l'écoulement des gaz d'éjection par le bouclier de protection, et une position d'exposition, dans laquelle le capteur est exposé à l'écoulement des gaz d'éjection.
Selon une première forme particulière de réalisation, le bouclier de protection est fixe par rapport à la veine, l'actionneur étant agencé pour pouvoir déplacer le capteur par rapport à la veine.
Dans cette première forme de réalisation, le bouclier de protection est fixé solidairement à la veine, de manière à se trouver dans le flux des gaz d'éjection. Le capteur peut alors être déplacé par l'actionneur entre une position de protection, dans laquelle il se trouve en aval du bouclier de protection par rapport au flux de gaz, et une position d'exposition, dans laquelle il est dégagé du bouclier de protection et soumis au flux de gaz.
Le bouclier de protection forme par exemple une coque dont l'enveloppe extérieure est convexe/concave ou en forme d'ailette et orientée vers l'amont du flux des gaz d'éjection, de manière à rediriger le flux des gaz d'éjection de part et d'autre du bouclier de protection avec un minimum de perte de charge. Plus particulièrement, le bouclier de protection peut présenter une enveloppe extérieure de forme cylindrique ou de forme sphérique.
En fonction de l'écoulement des gaz d'éjection dans la veine, le bouclier de protection peut être disposé plus ou moins proche de la paroi de la veine. Il peut en être complètement dégagé ou former une surface continue avec la paroi.
Dans un exemple de réalisation, la veine comporte une paroi et un orifice ménagé dans la paroi, l'orifice étant agencé pour accueillir le capteur dans la position de protection, de manière à ce que la paroi forme le bouclier de protection du capteur.
Le capteur et l'actionneur peuvent être agencés de manière à ce que le capteur se déplace en translation ou en rotation par rapport à la veine. En particulier, lorsque le bouclier de protection est formé par une paroi de la veine, le capteur peut se déplacer selon un axe perpendiculaire à une surface locale de la paroi.
Selon une deuxième forme particulière de réalisation, le capteur est fixe par rapport à la veine, l'actionneur étant agencé pour pouvoir déplacer le bouclier de protection par rapport à la veine.
Dans cette deuxième forme de réalisation, le capteur est fixé solidairement à la veine, de manière à se trouver dans le flux des gaz d'éjection. Le bouclier de protection peut être déplacé par l'actionneur entre une position de protection, dans laquelle il vient se positionner en amont du capteur par rapport au flux des gaz d'éjection, et une position d'exposition, dans laquelle il ne s'oppose pas à ce que le capteur soit soumis au flux de gaz.
Comme dans la première forme de réalisation, le bouclier de protection peut former une coque dont l'enveloppe extérieure est convexe et orientée vers l'amont du flux des gaz d'éjection, de manière à rediriger le flux des gaz d'éjection de part et d'autre du bouclier de protection avec un minimum de perte de charge. Le bouclier de protection peut notamment présenter une enveloppe extérieure de forme cylindrique ou de forme sphérique.
Le bouclier de protection et l'actionneur peuvent être agencés de manière à ce que le bouclier de protection se déplace en translation ou en rotation par rapport à la veine.
Selon une troisième forme particulière de réalisation, le bouclier de protection est fixé sur le capteur, le bouclier de protection enveloppant partiellement le capteur. L'actionneur est alors agencé pour pouvoir déplacer le capteur et le bouclier de protection.
Dans cette troisième forme de réalisation, le capteur et le bouclier de protection peuvent être déplacés par rapport à la veine et au flux de gaz d'éjection entre une position de protection, dans laquelle le bouclier de protection se trouve en amont du capteur par rapport au flux, et une position d'exposition, dans laquelle le bouclier de protection ne s'oppose pas à ce que le capteur soit soumis au flux de gaz.
Comme dans les première et deuxième formes de réalisation, le bouclier de protection peut former une coque dont l'enveloppe extérieure est convexe et orientée vers l'amont du flux des gaz d'éjection, dans la position de protection, de manière à rediriger le flux des gaz d'éjection de part et d'autre du bouclier de protection avec un minimum de perte de charge. Le bouclier de protection peut notamment présenter une enveloppe extérieure de forme cylindrique ou de forme sphérique.
Le capteur, le bouclier de protection et l'actionneur sont par exemple agencés de manière à ce que le capteur et le bouclier de protection se déplacent en rotation par rapport à la veine. En particulier, le capteur et le bouclier de protection peuvent être entraînés en rotation selon un axe perpendiculaire à un axe longitudinal de la veine.
Dans les différentes formes de réalisation, l'actionneur peut être un vérin, notamment un vérin hydraulique ou pneumatique.
Le capteur peut notamment être un capteur de température des gaz d'éjection, également appelé capteur EGT, d'après l'expression anglais « Exhaust Gas Température ». En particulier, le capteur peut comporter un thermocouple, la partie sensible du capteur étant formée par une soudure chaude. L'invention a également pour objet un système de surveillance d'un turboréacteur apte à équiper un aéronef. Le turboréacteur comprend une veine dans laquelle des gaz d'éjection sont susceptibles de s'écouler. Le système de surveillance comprend : un capteur destiné à être installé dans la veine du turboréacteur, un dispositif de protection du capteur tel que décrit précédemment, et un contrôleur agencé pour commander l'actionneur en fonction d'un ou plusieurs paramètres de l'aéronef.
Le contrôleur peut être agencé pour commander l'actionneur en fonction d'au moins l'un des paramètres suivants : une vitesse de rotation d'une turbine du turboréacteur, par exemple une turbine basse pression ou une turbine haute pression, une consigne de vitesse de rotation de la turbine du turboréacteur, une pression atmosphérique au voisinage de l'aéronef, une altitude de l'aéronef, une vitesse sol de l'aéronef, un angle de manette des gaz, un indicateur de poids sur le train d'atterrissage indiquant si l'aéronef est au sol ou en l'air.
Selon un premier mode de réalisation du système de surveillance, le contrôleur est agencé pour commander l'actionneur de sorte qu'il déplace le capteur et/ou le bouclier de protection dans la position d'exposition lorsqu'au moins l'une des conditions suivantes est remplie : la vitesse de rotation de la turbine du turboréacteur est supérieure à un premier seuil prédéterminé, la consigne de vitesse de rotation de la turbine du turboréacteur est supérieure à un deuxième seuil prédéterminé.
Le seuil de vitesse peut être déterminé par expérience, notamment afin de correspondre à des critères techniques du turboréacteur surveillé. À titre d'exemple, les premier et deuxième seuils de vitesse peuvent correspondre à une vitesse de rotation de la turbine haute pression représentative de la vitesse de décollage, à savoir environ 80% du régime maximal.
Avantageusement, un critère de stabilité en altitude de l'aéronef est ajouté à ces conditions. Ainsi, le contrôleur peut être agencé pour commander l'actionneur de sorte qu'il déplace le capteur et/ou le bouclier de protection dans la position d'exposition lorsqu'au moins l'une des conditions précitées est remplie et, qu'en outre, l'altitude de l'aéronef est restée stable pendant une durée prédéterminée. L'altitude de l'aéronef peut être déterminée par la pression atmosphérique au voisinage de l'aéronef. La durée prédéterminée est par exemple comprise entre 5 secondes et 1 minute. Elle est par exemple de 10 secondes. L'altitude peut être considérée comme étant stable lorsqu'elle ne varie pas de plus de 300 pieds (environ 91 mètres), de préférence lorsqu'elle ne varie pas de plus de 100 pieds (environ 30 mètres).
Selon un deuxième mode de réalisation, compatible avec le premier, le contrôleur est agencé pour commander l'actionneur de sorte qu'il déplace le capteur et/ou le bouclier de protection dans la position d'exposition lorsque les deux conditions suivantes sont remplies : la vitesse sol de l'aéronef est supérieure à un troisième seuil prédéterminé ou un angle de manette des gaz est supérieure à un quatrième seuil prédéterminé, et l'indicateur de poids sur le train d'atterrissage indique que l'aéronef est au sol.
Le troisième seuil prédéterminé est typiquement lié à la vitesse de décollage, appelée VI. Il correspond par exemple à 0,8*V1. La valeur 0,8 peut être ajustée selon les retours d'expérience et les conditions opérationnelles. Le quatrième seuil correspond par exemple à une position de la manette des gaz associée à une consigne pour décollage.
Selon le premier mode de réalisation, le contrôleur est essentiellement agencé pour commander le déplacement du capteur et/ou du bouclier de protection en position de protection ou en position d'exposition alors que l'aéronef est en vol. Selon le deuxième mode de réalisation, le contrôleur est agencé pour commande le déplacement du capteur et/ou du bouclier de protection alors que l'aéronef est au sol.
Le contrôleur peut être agencé de sorte que, lorsque les conditions ne sont pas réunies pour commander le déplacement en position d'exposition, il commande l'actionneur de sorte qu'il déplace le capteur et/ou le bouclier de protection dans la position de protection.
Le système de surveillance d'un turboréacteur peut comprendre, en outre, une unité de calcul agencée pour corriger un signal de sortie du capteur en fonction de la position du capteur et/ou du bouclier de protection. En particulier, l'unité de calcul peut être agencée pour corriger le signal de sortie du capteur selon que le capteur et/ou le bouclier de protection sont dans la position de protection ou dans la position d'exposition. Une correction graduelle entre la position de protection et la position d'exposition est aussi possible, par exemple au moyen d'une fonction de correction dont la variable est liée à une position du capteur et/ou du bouclier de protection par rapport à la veine. L'unité de calcul peut être intégrée au contrôleur.
BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif et faite en se référant aux dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 représente un turboréacteur à double flux et à double corps ; - les figures 2A et 2B représentent schématiquement, dans une vue en coupe transversale passant par le capteur de température 16, un premier exemple de dispositif de protection d'un capteur selon l'invention équipant un cœur de turboréacteur ; - les figures 3A et 3B représentent schématiquement, dans une vue analogue à celle des figures 2A et 2B, un deuxième exemple de dispositif de protection d'un capteur selon l'invention ; - les figures 4A et 4B représentent schématiquement, dans une vue analogue à celle des figures 2A, 2B, 3A et 3B, un troisième exemple de dispositif de protection d'un capteur selon l'invention ; - la figure 5 représente un système de surveillance d'un turboréacteur apte à équiper un aéronef, le système de surveillance comprenant le dispositif de protection d'un capteur des figures 3A et 3B ; - la figure 6 illustre un exemple de logique de commande pour un dispositif de protection d'un capteur selon l'invention.
EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS
La figure 1 représente un turboréacteur 10 à double flux et à double corps pour aéronef d'un type connu. Le turboréacteur 10 comporte une nacelle 11 de forme cylindrique et dans laquelle sont logés une roue de soufflante 12 et un cœur 13. Le cœur 13 comprend un carter interne 131, un compartiment inter-veine 132 et, d'amont en aval, un compresseur basse pression 133, un compresseur haute pression 134, une chambre de combustion 135, une turbine haute pression 136 et une turbine basse pression 137 logés entre le carter interne 131 et le compartiment inter-veine 132. La soufflante 12 est montée en amont du cœur 13 et est destinée à aspirer un flux d'air en entrée du turboréacteur 10. Ce flux d'air est divisé en un flux primaire circulant dans un canal d'écoulement de flux primaire, ci-après dénommé veine primaire 14, et un flux secondaire circulant dans un canal de flux secondaire, ci-après dénommé veine secondaire 15. La veine primaire 14 est formée au sein du cœur 13 et est délimitée intérieurement par une surface externe du carter interne 131 et extérieurement par une surface interne du compartiment inter-veine 132. La veine secondaire 15 est délimitée intérieurement par une surface externe du compartiment inter-veine 132 et extérieurement par une surface interne de la nacelle 11.
Dans l'ensemble de la description, la direction axiale X est la direction selon un axe longitudinal du turboréacteur, la direction verticale Z est la direction orthogonale à la direction axiale X et orientée selon la verticale lorsque le turboréacteur équipe un aéronef stationné au sol, et la direction transversale Y est orthogonale aux directions axiale X et verticale Z. Par ailleurs, la direction radiale désigne toute direction selon un axe perpendiculaire à l'axe longitudinal du turboréacteur. Les directions amont et aval sont définies par référence à l'écoulement général des gaz dans le turboréacteur.
Le turboréacteur 10 est en outre équipé d'un système de surveillance agencé pour collecter et traiter des données relatives au fonctionnement du turboréacteur. Ce système de surveillance est par exemple le système de surveillance de l'état de l'aéronef, couramment dénommé ACMS, d'après la dénomination anglaise « Aircraft Condition Monitoring System », destiné à surveiller l'état des équipements de l'aéronef et à générer des rapports pour la maintenance de l'aéronef. Le système de surveillance comprend un ensemble de capteurs aptes à mesurer des paramètres de fonctionnement du turboréacteur. Le système de surveillance peut notamment comporter un capteur de température des gaz d'éjection 16, également appelé capteur EGT, d'après la dénomination anglaise « Exhaust Gas Température ». Le capteur de température 16 est monté sur le compartiment inter-veine 132, de manière à ce que sa partie sensible se situe dans la veine primaire 14, en aval de la turbine basse pression 137. De préférence, la partie sensible du capteur de température 16 se situe dans la partie la plus chaude du flux primaire. Le capteur de température 16 comprend par exemple un thermocouple. La zone sensible est alors formée par une jonction de deux éléments conducteurs, appelée « soudure chaude ». Cependant, tout autre type de capteur de température pourrait être utilisé et, plus généralement, tout autre type de capteur pourrait être utilisé dans le cadre de l'invention, par exemple un capteur de pression.
Les figures 2A et 2B représentent schématiquement, dans une vue en coupe transversale selon un plan passant par le capteur de température 16, un premier exemple de dispositif de protection d'un capteur selon l'invention équipant un cœur de turboréacteur. La figure 2A représente le dispositif de protection dans une position dite « position d'exposition » et la figure 2B représente le dispositif de protection dans une position dite « position de protection ». Sur ces figures, le cœur 13 du turboréacteur 10 est schématiquement représenté par les surfaces délimitant la veine primaire 14, à savoir la surface externe 131B du carter interne 131 et la surface interne 132A du compartiment inter-veine 132. Le dispositif de protection 20 comprend un bouclier de protection 21 et un actionneur 22. Le bouclier de protection 21 est monté de manière fixe dans la veine primaire 14 du turboréacteur 10, de manière à se trouver dans le flux des gaz d'éjection lorsque le turboréacteur est en fonctionnement. Plus précisément, le bouclier de protection est solidairement fixé à la surface interne 132A du compartiment inter-veine 132. Le bouclier de protection 21 présente de préférence une section en arc de cercle dans un plan XY, c'est-à-dire un plan horizontal, en faisant saillie vers l'amont. Le flux de gaz peut ainsi contourner le bouclier de protection en subissant une perte de charge minimale. L'actionneur 22 est logé dans le compartiment inter-veine 132. Il est agencé pour pouvoir déplacer le capteur de température 16 entre la position d'exposition et la position de protection. En l'espèce, l'actionneur 22 est un vérin pneumatique dont une extrémité libre du piston est fixée au capteur de température 16. L'actionneur 22 est agencé pour permettre un déplacement du capteur de température 16 selon la direction verticale Z. Dans la position de protection, la partie sensible du capteur de température 16 est située en aval du bouclier de protection 21. Elle est protégée du flux de gaz du fait de sa déviation par le bouclier de protection 21. Dans la position d'exposition, la partie sensible du capteur de température 16 est exposée au flux de gaz. Elle est dégagée du bouclier de protection 21.
Les figures 3A et 3B représentent schématiquement, dans une vue analogue à celle des figures 2A et 2B, un deuxième exemple de dispositif de protection du capteur selon l'invention équipant un cœur de turboréacteur. La figure 3A représente le dispositif de protection dans la position d'exposition et la figure 3B représente le dispositif de protection dans la position de protection. Sur ces figures, le cœur 13 du turboréacteur est uniquement représenté par une portion de paroi du compartiment inter-veine 132. Le dispositif de protection 30 des figures 3A et 3B se distingue de celui des figures 2A et 2B en ce que le bouclier de protection est formé par une paroi de la veine primaire. Le compartiment inter-veine 132 comporte une paroi 1321 définissant sa surface interne 132A et un orifice 1322 ménagé dans cette paroi 1321. L'orifice 1322 s'étend radialement dans le compartiment inter-veine 132. Il débouche dans la veine primaire 14 et est agencé pour pouvoir contenir l'actionneur 22 et le capteur de température 16. De manière identique à l'exemple de réalisation des figures 2A et 2B, l'actionneur 22 permet de déplacer le capteur de température 16 entre la position d'exposition, dans laquelle la partie sensible du capteur de température 16 est située dans la veine primaire 14 et exposée au flux de gaz d'éjection, et la position de protection, dans laquelle la partie sensible du capteur de température 16 est située dans l'orifice 1322 et protégée du flux de gaz d'éjection.
Les figures 4A et 4B représentent schématiquement, dans une vue analogue à celle des figures 2A, 2B, 3A et 3B, un troisième exemple de dispositif de protection du capteur selon l'invention équipant un cœur de turboréacteur. La figure 4A représente le dispositif de protection dans la position d'exposition et la figure 4B représente le dispositif de protection dans la position de protection. Sur ces figures, le cœur 13 du turboréacteur est uniquement représenté par une portion de paroi 1321 du compartiment inter-veine 132. Le dispositif de protection 40 des figures 4A et 4B se distingue des dispositifs de protection des figures 2A, 2B, 3A et 3B en ce que le capteur de température 16 est fixe par rapport à la veine primaire, le passage de la position d'exposition à la position de protection étant effectué par un déplacement du bouclier de protection par rapport à la veine primaire 14. La partie sensible du capteur de température 16 est située dans la veine primaire 14, de manière à se trouver dans le flux des gaz d'éjection lorsque le turboréacteur est en fonctionnement. Le dispositif de protection 40 comporte un bouclier de protection 21 et un actionneur 22. L'actionneur 22 est logé dans le compartiment inter-veine 132. Il est agencé pour pouvoir déplacer le bouclier de protection 21 entre la position d'exposition et la position de protection. En l'espèce, l'actionneur 22 est un vérin pneumatique dont une extrémité libre du piston est fixée au bouclier de protection 21. L'actionneur 22 est agencé pour permettre un déplacement du bouclier de protection 21 selon la direction verticale Z. Dans la position de protection, le bouclier de protection 21 vient se positionner en amont de la partie sensible du capteur de température 16. Il protège le capteur de température 16 du flux de gaz du fait en le déviant localement. Dans la position d'exposition, le bouclier de protection 21 se rétracte dans le compartiment inter-veine 132, de manière à laisser la partie sensible du capteur de température 16 exposée au flux de gaz.
La figure 5 représente un système de surveillance d'un turboréacteur apte à équiper un aéronef. Sur cette figure, seule une partie du système de surveillance est représentée. Le système de surveillance 50 comporte un capteur de température des gaz d'éjection 16, un dispositif de protection 30 tel que décrit ci-dessus en référence aux figures 3A et 3B, et un contrôleur 51. Le contrôleur 51 est agencé pour recevoir des signaux de mesure en provenance d'une multitude de capteurs, notamment du capteur de température 16, et pour traiter ces données. Le contrôleur 51 permet par exemple de générer un rapport de maintenance. Le contrôleur 51 est par exemple un réseau prédiffusé programmable par l'utilisateur (FPGA), un processeur, un microprocesseur ou un microcontrôleur.
La température des gaz d'éjection est une information qui n'est utile que pendant certaines phases de vol de l'aéronef. Elle est notamment utile lorsque le turboréacteur fonctionne dans une plage de puissance maximale. Aussi, le capteur de température 16 ne nécessite d'être soumis au flux de gaz d'éjection que lorsque l'information est utile. Le contrôleur 51 est ainsi agencé, en outre, pour commander l'actionneur 22 en fonction d'un ou plusieurs paramètres de l'aéronef. Ces paramètres sont typiquement les signaux de mesure reçus des capteurs.
La figure 6 illustre un exemple de logique de commande pouvant être appliquée par le contrôleur 51 pour commander l'actionneur 22 du dispositif de protection selon l'invention. La logique de commande considère comme paramètres d'entrée : une vitesse de rotation N2 de la turbine haute pression 136 du turboréacteur, une consigne de vitesse de rotation C de la turbine haute pression 136 du turboréacteur, une altitude de l'aéronef, une vitesse sol Vs de l'aéronef, un angle de manette des gaz Θ, un indicateur de poids sur le train d'atterrissage indiquant si l'aéronef est au sol ou en l'air.
Le contrôleur 51 est configuré pour commander l'actionneur 22 de sorte qu'il déplace le capteur de température 16 dans la position d'exposition dans chacune des situations suivantes : la vitesse de rotation N2 de la turbine haute pression est supérieure à un premier seuil Si et l'altitude de l'aéronef est restée stable pendant une durée prédéterminée Δι ; la consigne de vitesse de rotation C de la turbine haute pression est supérieure à un deuxième seuil S2 et l'altitude de l'aéronef est restée stable pendant la durée prédéterminée Δι ; la vitesse sol Vs de l'aéronef est supérieure à un troisième seuil S3 et l'indicateur de poids sur le train d'atterrissage indique que l'aéronef est au sol ; l'angle de manette des gaz Θ est supérieur à un quatrième seuil S4 et l'indicateur de poids sur le train d'atterrissage indique que l'aéronef est au sol.
Les deux premières situations sont notamment rencontrées alors que l'aéronef est en phase de vol stationnaire et les deux dernières situations sont rencontrées alors que l'aéronef est en phase de décollage. Le premier seuil Si est par exemple défini comme étant égal à 80% de la vitesse de rotation maximale de la turbine haute pression. Le deuxième seuil S2 est par exemple défini comme étant égal à 80% de la consigne maximale de vitesse de rotation de la turbine haute pression. La durée prédéterminée Δι est par exemple comprise entre 5 secondes et 1 minute. Elle est par exemple de 10 secondes. L'altitude de l'aéronef est par exemple considérée comme étant stable lorsque ne varie pas de plus de 300 pieds, soit environ 91 mètres, de préférence lorsqu'elle ne varie pas de plus de 100 pieds, soit environ 30 mètres. Le troisième seuil S3 est par exemple fixé comme étant égal à 0,8*V1, où VI désigne la vitesse de décollage. Le quatrième seuil S4 est par exemple défini comme étant égal à 80% de l'angle maximal de manette des gaz. Le contrôleur 51 est en outre configuré pour commander l'actionneur 22, lorsque les conditions ne sont pas réunies pour déplacer le capteur de température 16 dans la position d'exposition, de sorte que le capteur de température 16 soit déplacé dans la position de protection.
Par ailleurs, le contrôleur 51 peut être configuré pour corriger la mesure de température fournie par le capteur de température 16 en fonction de la position de ce capteur. En effet, puisque dans la position de protection, le capteur de température 16 n'est pas directement exposé au flux de gaz d'éjection, la température mesurée est inférieure à la température réelle de ces gaz d'éjection. La mesure de température peut notamment être corrigée en lui ajoutant une valeur constante prédéterminée ou une valeur proportionnelle à la valeur mesurée. Toute fonction de correction préalablement déterminée peut également être utilisée.
Il a été considéré, dans la description faisant référence aux figures 5 et 6, que le dispositif de protection selon l'invention est associé à un système de surveillance d'un turboréacteur. Ce système de surveillance peut notamment être le système de surveillance de l'état de l'aéronef (ACMS). Le dispositif de protection selon l'invention pourrait toutefois être associé à un système de régulation du turboréacteur, par exemple un système de régulation électronique numérique à pleine autorité du moteur, appelé « FADEC », d'après la dénomination anglaise « Full-Authority Digital Engine Control ».

Claims (12)

  1. REVENDICATIONS
    1. Dispositif de protection d'un capteur destiné à être installé dans une veine (14) d'un turboréacteur, des gaz d'éjection étant susceptibles de s'écouler dans la veine, le dispositif de protection (20, 30, 40) comprenant un bouclier de protection (21) du capteur et un actionneur (22) agencé pour pouvoir déplacer le capteur (16) et/ou le bouclier de protection (21) par rapport à la veine entre une position de protection, dans laquelle le capteur est protégé de l'écoulement des gaz d'éjection par le bouclier de protection, et une position d'exposition, dans laquelle le capteur est exposé à l'écoulement des gaz d'éjection.
  2. 2. Dispositif de protection selon la revendication 1, dans lequel le bouclier de protection (21) est fixe par rapport à la veine (14), l'actionneur (22) étant agencé pour pouvoir déplacer le capteur (16) par rapport à la veine.
  3. 3. Dispositif de protection selon la revendication 2, dans lequel la veine (14) comporte une paroi (1321) et un orifice (1322) ménagé dans la paroi, l'orifice étant agencé pour accueillir le capteur (16) dans la position de protection, de manière à ce que la paroi forme le bouclier de protection du capteur.
  4. 4. Dispositif de protection selon la revendication 1, dans lequel le capteur (16) est fixe par rapport à la veine (14), l'actionneur (22) étant agencé pour pouvoir déplacer le bouclier de protection (21) par rapport à la veine.
  5. 5. Dispositif de protection selon la revendication 1, dans lequel le bouclier de protection (21) est fixé sur le capteur (16), le bouclier de protection (21) enveloppant partiellement le capteur (16), l'actionneur (22) étant agencé pour pouvoir déplacer le capteur et le bouclier de protection.
  6. 6. Dispositif de protection selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le capteur est un capteur de température des gaz d'éjection (16).
  7. 7. Système de surveillance d'un turboréacteur apte à équiper un aéronef, le turboréacteur (10) comprenant une veine (14) dans laquelle des gaz d'éjection sont susceptibles de s'écouler, le système de surveillance (50) comprenant : un capteur (16) destiné à être installé dans la veine du turboréacteur, un dispositif de protection du capteur (20, 30, 40) selon l'une des revendications précédentes, et un contrôleur (51) agencé pour commander l'actionneur (22) en fonction d'un ou plusieurs paramètres de l'aéronef.
  8. 8. Système de surveillance d'un turboréacteur selon la revendication 7, dans lequel le contrôleur (51) est agencé pour commander l'actionneur (22) en fonction d'au moins l'un des paramètres suivants : une vitesse de rotation d'une turbine (136) du turboréacteur, une consigne de vitesse de rotation de la turbine (136) du turboréacteur, une pression atmosphérique au voisinage de l'aéronef, une altitude de l'aéronef, une vitesse sol de l'aéronef, un angle de manette des gaz, un indicateur de poids sur le train d'atterrissage indiquant si l'aéronef est au sol ou en l'air.
  9. 9. Système de surveillance d'un turboréacteur selon la revendication 8, dans lequel le contrôleur (51) est agencé pour commander l'actionneur (22) de sorte qu'il déplace le capteur (16) et/ou le bouclier de protection (21) dans la position d'exposition lorsqu'au moins l'une des conditions suivantes est remplie : la vitesse de rotation de la turbine du turboréacteur est supérieure à un premier seuil prédéterminé, la consigne de vitesse de rotation de la turbine du turboréacteur est supérieure à un deuxième seuil prédéterminé.
  10. 10. Système de surveillance d'un turboréacteur selon la revendication 9, dans lequel le contrôleur (51) est agencé pour commander l'actionneur (22) de sorte qu'il déplace le capteur (16) et/ou le bouclier de protection (21) dans la position d'exposition lorsqu'au moins l'une desdites conditions est remplie et, qu'en outre, l'altitude de l'aéronef est restée stable pendant une durée prédéterminée.
  11. 11. Système de surveillance d'un turboréacteur selon l'une des revendications 8 à 10, dans lequel le contrôleur (51) est agencé pour commander l'actionneur (22) de sorte qu'il déplace le capteur (16) et/ou le bouclier de protection (21) dans la position d'exposition lorsque les deux conditions suivantes sont remplies : la vitesse sol de l'aéronef est supérieure à un troisième seuil prédéterminé ou un angle de manette des gaz est supérieure à un quatrième seuil prédéterminé, et l'indicateur de poids sur le train d'atterrissage indique que l'aéronef est au sol.
  12. 12. Système de surveillance d'un turboréacteur selon l'une des revendications 7 à 11 comprenant, en outre, une unité de calcul agencée pour corriger un signal de sortie du capteur en fonction de la position du capteur et/ou du bouclier de protection.
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