FR3098592A1 - Monitoring of an anti-icing pneumatic circuit for an aircraft wing - Google Patents

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Abstract

L’invention concerne un procédé et un dispositif de surveillance d’un circuit pneumatique (1) d’antigivrage pour une voilure (9) d’aéronef, ledit circuit pneumatique (1) comportant une vanne de contrôle (5a, 5b) destinée à réguler le flux d’air chaud d’antigivrage à destination de la voilure (9), ledit dispositif de surveillance (13) comportant un contrôleur (15) configuré pour détecter une fuite d’air chaud au niveau de la voilure (9) à partir de l’angle d’ouverture de la vanne de contrôle (5a, 5b). Figure pour l'abrégé: Fig. 1The invention relates to a method and a device for monitoring a pneumatic anti-icing circuit (1) for an aircraft wing (9), said pneumatic circuit (1) comprising a control valve (5a, 5b) intended for regulating the flow of hot anti-icing air to the canopy (9), said monitoring device (13) comprising a controller (15) configured to detect a hot air leak from the canopy (9) to from the opening angle of the control valve (5a, 5b). Figure for the abstract: Fig. 1

Description

Surveillance d’un circuit pneumatique d’antigivrage pour une voilure d’aéronefMonitoring of a pneumatic anti-icing circuit for an aircraft wing

La présente invention concerne un procédé et un système de surveillance d’un circuit pneumatique d’antigivrage pour une voilure d’aéronef et plus particulièrement, la détection des fuites d’air chaud au niveau de la voilure.The present invention relates to a method and a system for monitoring a pneumatic anti-icing circuit for an aircraft wing and more particularly, the detection of hot air leaks at the level of the wing.

Etat de la technique antérieureState of the prior art

Le circuit pneumatique d’antigivrage d’un aéronef achemine de l’air chaud en provenance d’un système de prélèvement d’air chaud connecté au moteur de l’aéronef à la voilure et en particulier aux becs d’attaques de la voilure afin de les protéger contre le givre. Plus particulièrement, le système de prélèvement d’air chaud comprend un échangeur thermique destiné à réguler la température de l’air extrait du moteur de l’aéronef avant de le distribuer aux becs par les conduits du circuit pneumatique.The pneumatic anti-icing circuit of an aircraft routes hot air coming from a hot air bleed system connected to the engine of the aircraft to the wing and in particular to the attack slats of the wing in order to protect them against frost. More specifically, the hot air bleed system comprises a heat exchanger intended to regulate the temperature of the air extracted from the engine of the aircraft before distributing it to the slats through the ducts of the pneumatic circuit.

On rappelle que les becs d’attaques sont des parties mobiles couplés entre eux par des joints flexibles. Normalement, le mouvement des différents becs est synchrone mais il peut y avoir des petits désalignements entre eux qui peuvent éventuellement endommager les joints qui sont des éléments sensibles. Ceci a pour conséquence de générer des fuites d’air chaud à l’intérieur des becs qui peuvent mener à la dégradation de la structure environnante des becs.It is recalled that the attack slats are mobile parts coupled together by flexible joints. Normally, the movement of the different nozzles is synchronous but there may be small misalignments between them which can eventually damage the seals which are sensitive elements. This has the consequence of generating hot air leaks inside the nozzles which can lead to the degradation of the surrounding structure of the nozzles.

En outre, un système classique d’antigivrage fonctionne avec une vanne de contrôle qui régule le flux d’air à une pression relative fixe quel que soit le point de vol. La définition de la pression de régulation est fonction du point dimensionnant l’enveloppe de vol, c’est-à-dire celui nécessitant le plus d’énergie pour anti-givrer la voilure. La conséquence d’une régulation fixe en pression relative est que le système d’antigivrage délivre trop d’énergie dans les autres points de l’enveloppe de vol. Cela a aussi pour conséquence de sur-dimensionner l’échangeur thermique, en particulier, pour les points à haute altitude. En effet le système d’antigivrage prélève plus d’air que nécessaire à haute altitude et cet air doit être refroidi par l’échangeur thermique.Ceci nécessite d’avoir un échangeur thermique d’une grande taille générant une plus grande masse et des coûts supplémentaires.Also, a typical anti-icing system works with a control valve that regulates the airflow to a fixed relative pressure regardless of the flight point. The definition of the regulation pressure depends on the point sizing the flight envelope, that is to say the one requiring the most energy to anti-icing the wing. The consequence of a fixed relative pressure regulation is that the anti-icing system delivers too much energy in the other points of the flight envelope. This also has the consequence of oversizing the heat exchanger, in particular, for points at high altitude. Indeed, the anti-icing system takes in more air than necessary at high altitude and this air must be cooled by the heat exchanger . This requires having a heat exchanger of a large size generating a greater mass and additional costs.

L’objet de la présente invention est par conséquent de proposer un système de surveillance d’un circuit pneumatique d’antigivrage remédiant aux inconvénients précités, en particulier, en détectant les fuites d’air chaud optimisant ainsi la consommation d’air chaud tout en limitant la taille de l’échangeur thermique.The object of the present invention is therefore to propose a system for monitoring a pneumatic anti-icing circuit remedying the aforementioned drawbacks, in particular, by detecting hot air leaks, thus optimizing the consumption of hot air while limiting the size of the heat exchanger.

L’invention concerne un dispositif de surveillance d’un circuit pneumatique d’antigivrage pour une voilure d’aéronef, ledit circuit pneumatique comportant une vanne de contrôle destinée à réguler le flux d’air chaud d’antigivrage à destination de la voilure, ledit dispositif de surveillance comportant un contrôleur configuré pour détecter une fuite d’air chaud au niveau de la voilure à partir de l’angle d’ouverture de la vanne de contrôle.The invention relates to a device for monitoring a pneumatic anti-icing circuit for an aircraft wing, said pneumatic circuit comprising a control valve intended to regulate the flow of hot anti-icing air to the wing, said monitoring device comprising a controller configured to detect a hot air leak at the wing from the opening angle of the control valve.

Ce dispositif permet de détecter une éventuelle fuite d’air chaud au niveau de la voilure de manière simple et efficace sans aucun besoin d’installer des capteurs et câbles au niveau des extrémités mobiles de la voilure. La détection d’une fuite permet de maintenir l’efficacité d’antigivrage tout en protégeant la structure de l’aéronef.This device makes it possible to detect a possible leak of hot air at the level of the wing in a simple and effective way without any need to install sensors and cables at the level of the mobile ends of the wing. Leak detection helps maintain anti-icing effectiveness while protecting the aircraft structure.

Avantageusement, le dispositif de surveillance comporte :
- au moins un capteur de pression aval installé en aval de la vanne de contrôle, le capteur de pression aval étant configuré pour mesurer une pression aval de l’air chaud dans le circuit pneumatique d’antigivrage,
- au moins un capteur de température installé au niveau d’un système de prélèvement d’air chaud alimentant le circuit pneumatique d’antigivrage, le capteur de température étant configuré pour mesurer la température d’air du système de prélèvement d’air chaud,
et le contrôleur étant configuré pour :
- déterminer une pression aval de consigne au niveau de l’emplacement dudit capteur de pression aval en fonction de la température d’air du système de prélèvement d’air chaud ainsi que de données avioniques acquises sur le réseau de l’aéronef, et
- piloter l’ouverture de la vanne de contrôle pour que la pression aval mesurée par le capteur de pression aval soit égale à la pression aval de consigne.
Advantageously, the monitoring device comprises:
- at least one downstream pressure sensor installed downstream of the control valve, the downstream pressure sensor being configured to measure a downstream pressure of the hot air in the pneumatic anti-icing circuit,
- at least one temperature sensor installed at a hot air bleed system supplying the pneumatic anti-icing circuit, the temperature sensor being configured to measure the air temperature of the hot air bleed system,
and the controller being configured for:
- determining a setpoint downstream pressure at the location of said downstream pressure sensor as a function of the air temperature of the hot air bleed system as well as avionics data acquired on the network of the aircraft, and
- control the opening of the control valve so that the downstream pressure measured by the downstream pressure sensor is equal to the downstream pressure setpoint.

Ainsi, en plus de la détection de fuites, le contrôleur est également utilisé pour contrôler le débit du circuit pneumatique permettant d’optimiser la taille de l’échangeur thermique et de limiter la quantité d’énergie prélevée par ce circuit.Thus, in addition to leak detection, the controller is also used to control the flow rate of the pneumatic circuit, making it possible to optimize the size of the heat exchanger and to limit the quantity of energy drawn by this circuit.

Avantageusement, les données avioniques comportent la température extérieure, l’altitude de l’aéronef et la configuration du système de prélèvement d’air chaud.Advantageously, the avionics data include the outside temperature, the altitude of the aircraft and the configuration of the hot air bleed system.

Ainsi, on utilise des données déjà disponibles sur le réseau de l’aéronef.Thus, data already available on the aircraft network is used.

Selon un aspect de la présente invention, le dispositif de surveillance comporte un capteur angulaire installé sur la vanne de contrôle, le capteur angulaire étant configuré pour mesurer l’angle d’ouverture de la vanne de contrôle.According to one aspect of the present invention, the monitoring device comprises an angle sensor installed on the control valve, the angle sensor being configured to measure the opening angle of the control valve.

Ceci permet de mesurer l’angle d’ouverture de la vanne de contrôle avec une grande précision.This allows the opening angle of the control valve to be measured with high accuracy.

Selon une variante, l’angle d’ouverture de la vanne de contrôle est déterminé par une mesure de retour de l’intensité de courant d’un torque moteur pilotant l’ouverture de la vanne de contrôle.According to a variant, the opening angle of the control valve is determined by a return measurement of the intensity of the current of a motor torque controlling the opening of the control valve.

Ceci permet de connaître l’angle d’ouverture de la vanne de contrôle avec une grande précision sans le besoin d’avoir un capteur supplémentaire.This allows to know the opening angle of the control valve with great precision without the need for an additional sensor.

Selon un premier mode de réalisation préféré de l’invention, le contrôleur est configuré pour détecter une fuite d’air chaud au niveau de la voilure sur la base du débit d’air chaud déterminé à partir de l’angle d’ouverture de la vanne de contrôle.According to a first preferred embodiment of the invention, the controller is configured to detect a hot air leak at the airfoil based on the hot air flow determined from the opening angle of the control valve.

Ce premier mode de réalisation de l’invention est basé de manière avantageuse sur la caractérisation de la vanne de contrôle en terme de débit d’air chaud assurant ainsi une surveillance très précise du circuit pneumatique.This first embodiment of the invention is advantageously based on the characterization of the control valve in terms of hot air flow, thus ensuring very precise monitoring of the pneumatic circuit.

Selon ce premier mode de réalisation, le dispositif de surveillance comporte au moins un capteur de pression amont installé en amont de la vanne de contrôle, le capteur de pression amont étant configuré pour mesurer une pression amont de l’air chaud dans le circuit pneumatique d’antigivrage,
et le contrôleur étant configuré pour
- déterminer un débit maximum théorique dans le circuit pneumatique en fonction de ladite température d’air du système de prélèvement d’air chaud ainsi que des données avioniques acquises sur le réseau de l’aéronef,
- estimer le débit d’air chaud courant en fonction des mesures de pression amont, de pression aval, d’angle d’ouverture de la vanne et de la température d’air du système de prélèvement d’air chaud,
- comparer le débit maximum théorique au débit d’air chaud courant, et
- transmettre une alerte de fuite si le débit d’air chaud courant est supérieur au débit maximum théorique.
According to this first embodiment, the monitoring device comprises at least one upstream pressure sensor installed upstream of the control valve, the upstream pressure sensor being configured to measure an upstream pressure of the hot air in the pneumatic circuit of anti-icing,
and the controller being configured for
- determining a theoretical maximum flow rate in the pneumatic circuit as a function of said air temperature of the hot air bleed system as well as avionics data acquired on the aircraft network,
- estimate the current hot air flow rate based on measurements of upstream pressure, downstream pressure, valve opening angle and air temperature of the hot air bleed system,
- compare the theoretical maximum flow to the current hot air flow, and
- transmit a leak alert if the current hot air flow is greater than the theoretical maximum flow.

Cette architecture permet d’avoir une surveillance très efficace à faibles coûts.This architecture allows for very effective monitoring at low cost.

Selon un deuxième mode de réalisation préféré de l’invention, le contrôleur est configuré pour détecter une fuite d’air chaud au niveau de la voilure en fonction d’un différentiel d’angle d’ouverture entre une vanne de contrôle côté gauche et une vanne de contrôle côté droit de l’aéronef.According to a second preferred embodiment of the invention, the controller is configured to detect a hot air leak at the level of the wing as a function of an opening angle differential between a left side control valve and a aircraft right side control valve.

Ce deuxième mode de réalisation ne nécessite pas de connaitre le débit d’air chaud et est simplement basé sur le fait qu’une dissymétrie entre les ouvertures des vannes côtés gauche et droit est représentative d’une fuite.This second embodiment does not require knowing the hot air flow and is simply based on the fact that an asymmetry between the openings of the valves on the left and right sides is representative of a leak.

Selon ce deuxième mode de réalisation, le contrôleur est configuré pour :
- déterminer un différentiel théorique d’angle d’ouverture en fonction de la température d’air du système de prélèvement d’air chaud ainsi que des données avioniques acquises sur le réseau de l’aéronef,
- déterminer un différentiel courant d’angle d’ouverture en calculant la valeur absolue de la différence entre l’angle d’ouverture mesuré sur la vanne de contrôle côté gauche et l’angle d’ouverture mesuré sur la vanne de contrôle côté droit,
- comparer ledit différentiel courant d’angle d’ouverture audit différentiel théorique
d’angle d’ouverture, et
- transmettre une alerte de fuite si le différentiel courant d’angle d’ouverture est supérieur au différentiel théorique d’angle d’ouverture.
According to this second embodiment, the controller is configured to:
- determining a theoretical opening angle differential as a function of the air temperature of the hot air bleed system as well as avionics data acquired on the aircraft network,
- determine a current opening angle differential by calculating the absolute value of the difference between the opening angle measured on the left side control valve and the opening angle measured on the right side control valve,
- comparing said current opening angle differential to said theoretical differential
opening angle, and
- transmit a leak alert if the current opening angle differential is greater than the theoretical opening angle differential.

Cette deuxième architecture permet également d’avoir une surveillance très efficace à faibles coûts et avec très peu d’éléments supplémentaires.This second architecture also makes it possible to have very effective monitoring at low cost and with very few additional elements.

L’invention vise également un aéronef comportant un dispositif de surveillance selon l’une quelconque des caractéristiques précédentes.The invention also relates to an aircraft comprising a monitoring device according to any one of the preceding characteristics.

L’invention vise aussi un procédé de surveillance d’un circuit pneumatique d’antigivrage pour une voilure d’aéronef, ledit circuit pneumatique comportant une vanne de contrôle destinée à réguler le flux d’air chaud d’antigivrage à destination de la voilure, ledit procédé de surveillance comportant une détection d’une fuite d’air chaud au niveau de la voilure à partir de l’angle d’ouverture de la vanne de contrôle.The invention also relates to a method for monitoring a pneumatic anti-icing circuit for an aircraft wing, said pneumatic circuit comprising a control valve intended to regulate the flow of hot anti-icing air to the wing, said monitoring method comprising detection of a hot air leak at the level of the wing from the opening angle of the control valve.

D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à la lecture d’un mode de réalisation préférentiel de l’invention, décrit en référence aux figures jointes parmi lesquelles :Other characteristics and advantages of the invention will appear on reading a preferred embodiment of the invention, described with reference to the attached figures, including:

illustre de manière schématique un dispositif de surveillance d’un circuit pneumatique d’antigivrage pour une voilure d’aéronef, selon un mode de réalisation de l’invention ; schematically illustrates a device for monitoring a pneumatic anti-icing circuit for an aircraft wing, according to one embodiment of the invention;

illustre de manière schématique l’architecture du contrôle et de la surveillance du circuit pneumatique d’antigivrage par le dispositif de surveillance, selon un mode de réalisation de l’invention ; schematically illustrates the architecture of the control and monitoring of the pneumatic anti-icing circuit by the monitoring device, according to one embodiment of the invention;

illustre de manière schématique un procédé de contrôle et de surveillance du circuit pneumatique d’antigivrage, selon un premier mode de réalisation préféré de l’invention ; et schematically illustrates a method for controlling and monitoring the pneumatic anti-icing circuit, according to a first preferred embodiment of the invention; And

illustre de manière schématique un procédé de contrôle et de surveillance du circuit pneumatique d’antigivrage, selon un deuxième mode de réalisation préféré de l’invention schematically illustrates a method for controlling and monitoring the pneumatic anti-icing circuit, according to a second preferred embodiment of the invention

Le concept à la base de l’invention est le fait que la présence d’une fuite se matérialise par une augmentation du débit d’air chaud dans le circuit pneumatique.The concept underlying the invention is the fact that the presence of a leak is materialized by an increase in the flow of hot air in the pneumatic circuit.

La Fig. 1 illustre de manière schématique un dispositif de surveillance d’un circuit pneumatique d’antigivrage pour une voilure d’aéronef, selon un mode de réalisation de l’invention.Fig. 1 schematically illustrates a device for monitoring a pneumatic anti-icing circuit for an aircraft wing, according to one embodiment of the invention.

Le circuit pneumatique 1 est composé d’un premier circuit 1a côté gauche de l’aéronef 3 et d’un deuxième circuit 1b côté droit de l’aéronef 3. Chacun des premier et deuxième circuits 1a, 1b comporte une vanne de contrôle 5a, 5b destinée à réguler le flux d’air chaud d’antigivrage prélevé sur le compresseur du moteur 7 d’aéronef à destination de la voilure 9 et en particulier, à destination des becs 11 d’attaques.The pneumatic circuit 1 is composed of a first circuit 1a on the left side of the aircraft 3 and a second circuit 1b on the right side of the aircraft 3. Each of the first and second circuits 1a, 1b comprises a control valve 5a, 5b intended to regulate the flow of hot anti-icing air taken from the compressor of the engine 7 of the aircraft intended for the wing 9 and in particular, intended for the slats 11 of attacks.

Conformément à l’invention, le dispositif de surveillance 13 comporte un contrôleur 15 configuré pour détecter une fuite d’air chaud au niveau de la voilure 9 à partir de l’angle d’ouverture de la vanne de contrôle 5a, 5b. On notera que l’angle d’ouverture est représentatif du débit d’air chaud de sorte qu’un accroissement de l’angle d’ouverture est indicatif de la présence d’une fuite d’air chaud en aval de la vanne de contrôle 5a, 5b. La détection d’une fuite d’air chaud permet d’isoler la fuite et de faire des réparations rapides préservant ainsi l’efficacité d’antigivrage et protégeant la structure de l’aéronef 3 au niveau de la fuite.In accordance with the invention, the monitoring device 13 comprises a controller 15 configured to detect a hot air leak at the level of the wing 9 from the opening angle of the control valve 5a, 5b. Note that the opening angle is representative of the hot air flow so that an increase in the opening angle is indicative of the presence of a hot air leak downstream of the control valve 5a, 5b. The detection of a hot air leak makes it possible to isolate the leak and to make rapid repairs, thus preserving the effectiveness of anti-icing and protecting the structure of the aircraft 3 at the level of the leak.

Avantageusement, la détection d’une fuite d’air chaud à partir de l’angle d’ouverture de la vanne de contrôle 5a, 5b permet d’éviter l’installation de capteurs de pression au bout de la ligne pneumatique aux niveaux des becs 11 mobiles de la voilure 9. Notamment, l’installation de ce genre de capteurs aurait nécessitait l’aménagement d’un mécanisme complexe pour guider des câbles de signaux entre des capteurs disposaient sur les becs 11 mobiles et la partie fixe de la voilure 9.Advantageously, the detection of a hot air leak from the opening angle of the control valve 5a, 5b makes it possible to avoid the installation of pressure sensors at the end of the pneumatic line at the levels of the nozzles 11 mobiles of the wing 9. In particular, the installation of this type of sensor would have required the development of a complex mechanism to guide signal cables between sensors arranged on the mobile slats 11 and the fixed part of the wing 9 .

La Fig. 2 illustre de manière schématique l’architecture du contrôle et de la surveillance du circuit pneumatique d’antigivrage par le dispositif de surveillance, selon un mode de réalisation de l’invention.Fig. 2 schematically illustrates the architecture of the control and monitoring of the pneumatic anti-icing circuit by the monitoring device, according to one embodiment of the invention.

L’architecture sera décrite relativement à un seul côté 1a du circuit pneumatique 1 sachant que celle de l’autre côté est identique. Le circuit pneumatique 1a comporte une vanne de contrôle 5a destinée à réguler le flux d’air chaud d’antigivrage prélevé par le système de prélèvement 17 d’air moteur « BLEED » à destination de la voilure 9. On notera que le système de prélèvement 17 d’air chaud comprend un échangeur thermique 18 destiné à réguler la température de l’air extrait du moteur de l’aéronef avant que cet air chaud soit distribué par les conduits du circuit pneumatique.The architecture will be described relative to a single side 1a of the pneumatic circuit 1 knowing that that of the other side is identical. The pneumatic circuit 1a comprises a control valve 5a intended to regulate the flow of hot anti-icing air sampled by the "BLEED" engine air sampling system 17 destined for the wing 9. It will be noted that the sampling system 17 of hot air comprises a heat exchanger 18 intended to regulate the temperature of the air extracted from the engine of the aircraft before this hot air is distributed by the ducts of the pneumatic circuit.

L’ouverture de la vanne de contrôle 5a est pilotée par un moteur d’actionnement 19.
A la sortie de la vanne de contrôle 5a, l’air chaud sous pression est acheminé par des conduits 21 d’antigivrage vers les becs 11 d’attaques. Plus particulièrement, l’air chaud est diffusé à l’intérieur des cavités de ces becs 11 par l’intermédiaire de tubes picolo 23 qui distribuent l’air chaud de manière régulière.
The opening of the control valve 5a is controlled by an actuation motor 19.
At the outlet of the control valve 5a, the pressurized hot air is conveyed by conduits 21 of anti-icing towards the spouts 11 of attacks. More particularly, the hot air is diffused inside the cavities of these spouts 11 via picolo tubes 23 which distribute the hot air evenly.

Cette architecture illustre également une vanne d’isolation 6 connectant les deux côtés 1a et 1b du circuit pneumatique 1 ainsi que des premier et deuxième conduits 8 pour acheminer l’air vers d’autres consommateurs. En outre, le circuit pneumatique 1 est également connecté via un troisième conduit 10 à un groupe auxiliaire de puissance APU (Auxililiary Power Unit). L’APU est un turbogénérateur destiné à produire de l’énergie à bord de l’aéronef quand les moteurs principaux sont à l’arrêt et sert également à démarrer ces derniers.This architecture also illustrates an isolation valve 6 connecting the two sides 1a and 1b of the pneumatic circuit 1 as well as first and second ducts 8 to convey air to other consumers. In addition, the pneumatic circuit 1 is also connected via a third conduit 10 to an auxiliary power unit APU (Auxiliary Power Unit). The APU is a turbogenerator intended to produce energy on board the aircraft when the main engines are stopped and is also used to start them.

Le dispositif de surveillance 13 comporte au moins un capteur de pression aval 25, au moins un capteur de température 27 et un contrôleur 15. Le schéma montre deux capteurs de pression aval 25 installés en aval de la vanne de contrôle 5a ainsi que deux capteurs de température 27 installés au niveau de la sortie du système de prélèvement 17 d’air chaud. Les capteurs de température 27 font partie intégrante du système de prélèvement 17 d’air chaud. Par ailleurs, le contrôleur 15 peut être intégré dans un système de traitement partagé dit « système modulaire avionique intégré » IMA qui comporte des processeurs et mémoires.The monitoring device 13 comprises at least one downstream pressure sensor 25, at least one temperature sensor 27 and a controller 15. The diagram shows two downstream pressure sensors 25 installed downstream of the control valve 5a as well as two temperature 27 installed at the outlet of the sampling system 17 of hot air. The temperature sensors 27 are an integral part of the hot air sampling system 17. Furthermore, the controller 15 can be integrated into a shared processing system called “integrated avionics modular system” IMA which includes processors and memories.

Les blocs B1-B5 décrivent le contrôle de pression en boucle fermée du circuit pneumatique 1. Cette boucle fermée permet de contrôler le niveau d’enthalpie fournie aux becs 11 d’attaques assurant ainsi un antigivrage efficace. Pour des raisons de clarté, la boucle de contrôle est schématisée uniquement en relation à une seule vanne de contrôle 5a.Blocks B1-B5 describe the closed loop pressure control of the pneumatic circuit 1. This closed loop makes it possible to control the level of enthalpy supplied to the attack slats 11 thus ensuring effective anti-icing. For reasons of clarity, the control loop is schematized only in relation to a single control valve 5a.

Au bloc B1, les capteurs de pression avals 25 sont configurés pour mesurer une pression aval courante de l’air chaud dans le circuit pneumatique 1 d’antigivrage.In block B1, the downstream pressure sensors 25 are configured to measure a current downstream pressure of the hot air in the pneumatic anti-icing circuit 1.

Au bloc B2 les capteurs de température 27 sont configurés pour mesurer la température d’air du système de prélèvement 17 d’air chaud.In block B2 the temperature sensors 27 are configured to measure the air temperature of the sampling system 17 of hot air.

Le bloc B3 représente des données avioniques de contexte comprises dans le réseau de l’aéronef. Ces données comportent la température extérieure, l’altitude de l’aéronef et la configuration du système de prélèvement 17 d’air chaud. Il peut y avoir au moins deux configurations du système de prélèvement 17 d’air chaud comportant un premier mode opératoire où le système de prélèvement 17 est alimenté par un seul moteur d’aéronef et un deuxième mode opératoire où le système de prélèvement 17 est alimenté par deux moteurs d’aéronef (i.e. single Bleed ou dual Bleed).Block B3 represents context avionics data included in the network of the aircraft. These data include the outside temperature, the altitude of the aircraft and the configuration of the hot air sampling system 17 . There can be at least two configurations of the hot air bleed system 17 comprising a first operating mode where the bleed system 17 is powered by a single aircraft engine and a second operative mode where the bleed system 17 is powered by two aircraft engines (i.e. single Bleed or dual Bleed).

Au bloc B4, le contrôleur 15 récupère les données avioniques depuis le réseau de l’aéronef ainsi que la température d’air du système de prélèvement 17 d’air chaud acquise par les capteurs de température 27. On notera que la température d’air du système de prélèvement 17 peut être récupérée directement depuis les capteurs de température 27 ou indirectement depuis le réseau avionique. En outre, le contrôleur 15 est configuré pour déterminer une pression aval de consigne au niveau de l’emplacement des capteurs de pression aval 25. Cette pression aval de consigne est déterminée en fonction de la température d’air du système de prélèvement 17 d’air chaud ainsi que des données avioniques acquises sur le réseau de l’aéronef. Plus particulièrement, le niveau de la pression aval de consigne devant être fournie au circuit pneumatique 1 est déterminé en utilisant des tables de pression stockées préalablement dans sa mémoire 31 en fonction des données de contexte et de la température au niveau du système de prélèvement d’air chaud. Les tables de pression sont préétablies par simulation numérique modélisant l’apport d’énergie nécessaire pour assurer l’antigivrage des becs d’attaques. Plus particulièrement, les simulations numériques sont réalisées pour calculer le niveau d’énergie ou d’enthalpie à apporter aux becs et qui est nécessaire pour prévenir la formation de givre en fonction des conditions extérieures. Le circuit pneumatique est aussi simulé afin de calculer le débit massique d’air fourni aux becs en fonction des conditions d’alimentation du système (pression et température). Ces simulations sont validées par des essais sur banc du circuit pneumatique.In block B4, the controller 15 retrieves the avionics data from the network of the aircraft as well as the air temperature of the hot air sampling system 17 acquired by the temperature sensors 27. It will be noted that the air temperature of the sampling system 17 can be retrieved directly from the temperature sensors 27 or indirectly from the avionics network. In addition, the controller 15 is configured to determine a setpoint downstream pressure at the location of the downstream pressure sensors 25. This setpoint downstream pressure is determined as a function of the air temperature of the sampling system 17 of hot air as well as avionics data acquired on the aircraft network. More particularly, the level of the setpoint downstream pressure to be supplied to the pneumatic circuit 1 is determined by using pressure tables stored beforehand in its memory 31 according to the context data and the temperature at the level of the sampling system. hot air. pressure tables are pre-established by digital simulation modeling the energy input necessary to ensure the anti-icing of the slats. More specifically, numerical simulations are carried out to calculate the level of energy or enthalpy to be supplied to the nozzles and which is necessary to prevent the formation of ice depending on the external conditions. The pneumatic circuit is also simulated in order to calculate the mass flow of air supplied to the nozzles according to the system supply conditions (pressure and temperature). These simulations are validated by bench tests of the pneumatic circuit.

Ainsi, en connaissant l’enthalpie nécessaire pour assurer la protection antigivrage et les caractéristiques du circuit pneumatique on peut définir la pression de contrôle permettant de fournir le débit massique nécessaire.Thus, by knowing the enthalpy necessary to ensure the anti-icing protection and the characteristics of the pneumatic circuit, it is possible to define the control pressure allowing to provide the necessary mass flow.

Au bloc B5, le contrôleur 15 est configuré pour comparer la pression aval de consigne à la pression aval courante mesurée par les capteurs de pression avals 25. Selon cette comparaison, le contrôleur 15 est en outre configuré pour piloter l’ouverture de la vanne de contrôle 5a en commandant le moteur d’actionnement 19 afin que la pression aval courante soit égale à la pression aval de consigne.In block B5, the controller 15 is configured to compare the setpoint downstream pressure with the current downstream pressure measured by the downstream pressure sensors 25. According to this comparison, the controller 15 is further configured to control the opening of the control 5a by controlling the actuating motor 19 so that the current downstream pressure is equal to the setpoint downstream pressure.

Le contrôle du débit d’air chaud dans le circuit pneumatique 1 permet d’apporter l’énergie nécessaire pour assurer la fonction d’antigivrage tout en la limitant pour éviter de surcharger le circuit pneumatique 1 en particulier en minimisant la taille et la masse de l’échangeur thermique 18.The control of the hot air flow in the pneumatic circuit 1 makes it possible to provide the energy necessary to ensure the anti-icing function while limiting it to avoid overloading the pneumatic circuit 1 in particular by minimizing the size and the mass of heat exchanger 18.

Au bloc B6, l’angle d’ouverture courante de la vanne de contrôle est mesuré. La mesure de l’angle d’ouverture peut être réalisée de manière directe ou indirecte.At block B6, the current opening angle of the control valve is measured. The measurement of the opening angle can be carried out directly or indirectly.

En effet, le dispositif de surveillance peut comporter un capteur angulaire 29 installé sur la vanne de contrôle 5a. Le capteur angulaire 29 est configuré pour mesurer de manière directe l’angle d’ouverture de la vanne de contrôle 5a.Indeed, the monitoring device may comprise an angular sensor 29 installed on the control valve 5a. The angular sensor 29 is configured to directly measure the opening angle of the control valve 5a.

Selon une variante, l’angle d’ouverture de la vanne de contrôle 5a est déterminé par une mesure de retour de l’intensité de courant d’un torque du moteur d’actionnement 19 pilotant l’ouverture de la vanne de contrôle 5a. La correspondance entre l’intensité de courant du torque moteur et l’angle d’ouverture peut être définie par une table de correspondance stockée dans la mémoire 31 du contrôleur. La table de correspondance est établie précédemment de manière expérimentale ou par simulation numérique.According to a variant, the opening angle of the control valve 5a is determined by a return measurement of the current intensity of a torque of the actuation motor 19 controlling the opening of the control valve 5a. The correspondence between the current intensity of the motor torque and the opening angle can be defined by a correspondence table stored in the memory 31 of the controller. The correspondence table is established previously experimentally or by numerical simulation.

Au bloc B7, le contrôleur 15 surveille l’angle d’ouverture courante de la (ou les) vanne(s) de contrôle 5a, 5b. Le contrôleur 15 est configuré pour transmettre une alerte dès que la(les) valeur(s) de l’angle d’ouverture selon le contexte est(sont) indicative(s) de la présence d’une fuite d’air chaud. Le contrôleur 15 est ainsi avantageusement utilisé à la fois pour réaliser le contrôle du débit d’air chaud dans le circuit pneumatique 1 tout en détectant des éventuelles fuites d’air chaud. La détection des fuites aux extrémités du circuit pneumatique 1 d’antigivrage est décrite avec plus de détails en relation avec les Figs. 3 et 4.At block B7, the controller 15 monitors the current opening angle of the control valve(s) 5a, 5b. The controller 15 is configured to transmit an alert as soon as the value(s) of the opening angle according to the context is (are) indicative of the presence of a hot air leak. The controller 15 is thus advantageously used both to control the flow of hot air in the pneumatic circuit 1 while detecting any hot air leaks. The detection of leaks at the ends of the pneumatic anti-icing circuit 1 is described in more detail in relation to Figs. 3 and 4.

En effet, les Figs. 3 et 4 illustrent de manière schématique des procédés de contrôle et de surveillance du circuit pneumatique d’antigivrage, selon des premier et deuxième modes de réalisation préférés de l’invention. Les deux modes de réalisation sont basés sur le principe que la présence d’une fuite au niveau des tuyaux picolo se matérialise par une augmentation du débit d’air dans le circuit pneumatique en aval de la vanne de contrôle. En effet, afin de maintenir la pression de consigne dans le circuit pneumatique, le contrôleur de la boucle de contrôle de pression va piloter la vanne de contrôle en augmentant le débit total pour compenser le débit de fuite.Indeed, Figs. 3 and 4 schematically illustrate methods for controlling and monitoring the pneumatic anti-icing circuit, according to first and second preferred embodiments of the invention. Both embodiments are based on the principle that the presence of a leak in the picolo pipes is materialized by an increase in the air flow in the pneumatic circuit downstream of the control valve. Indeed, in order to maintain the setpoint pressure in the pneumatic circuit, the controller of the pressure control loop will control the control valve by increasing the total flow to compensate for the leak flow.

On notera que la boucle de contrôle de pression référencé par le bloc B15 sur les Figs. 3 et 4 est identique à celle décrite par les blocs B1-B5 en relation avec la Fig. 2.Note that the pressure control loop referenced by block B15 in Figs. 3 and 4 is identical to that described by blocks B1-B5 in relation to FIG. 2.

Selon le premier mode de réalisation (Fig. 3), le contrôleur 15 est configuré pour détecter une fuite d’air chaud au niveau de la voilure 9 sur la base du débit d’air chaud déterminé à partir de l’angle d’ouverture de la vanne de contrôle 5a. Autrement dit, la détection d’une fuite est basée sur une caractérisation de la vanne de contrôle 5a en terme de débit et tel que le débit soit défini en fonction de l’angle d’ouverture ainsi que de la température et pression d’alimentation de la vanne 5a (i.e. température et pression amont).According to the first embodiment (Fig. 3), the controller 15 is configured to detect a hot air leak at the wing 9 based on the hot air flow determined from the opening angle of the control valve 5a. In other words, the detection of a leak is based on a characterization of the control valve 5a in terms of flow rate and such that the flow rate is defined as a function of the opening angle as well as the supply temperature and pressure. valve 5a (i.e. upstream temperature and pressure).

Selon ce premier mode de réalisation, le dispositif de surveillance 13 comporte au moins un capteur de pression amont 33. Plus particulièrement, le schéma montre deux capteurs de pression amont 33 installés en amont de la vanne de contrôle 5a.According to this first embodiment, the monitoring device 13 comprises at least one upstream pressure sensor 33. More particularly, the diagram shows two upstream pressure sensors 33 installed upstream of the control valve 5a.

Au bloc B6, les capteurs de pression amont 33 sont configurés pour mesurer une pression amont courante de l’air chaud dans le circuit pneumatique 1 d’antigivrage en amont de la vanne de contrôle 5a.In block B6, the upstream pressure sensors 33 are configured to measure a current upstream pressure of the hot air in the anti-icing pneumatic circuit 1 upstream of the control valve 5a.

Le bloc B7 concernant la surveillance de l’angle d’ouverture de la vanne de contrôle est décrit plus en détail en référence aux blocs B71-B73.Block B7 concerning the monitoring of the opening angle of the control valve is described in more detail with reference to blocks B71-B73.

Au bloc B71, le contrôleur 15 est configuré pour déterminer un débit maximum théorique de l’air chaud dans le circuit pneumatique 1 en fonction des données représentées dans le bloc B3 (i.e. en fonction de la température d’air du système de prélèvement d’air chaud et des données avioniques de contexte acquises sur le réseau de l’aéronef comportant la température extérieure, l’altitude de l’aéronef et la configuration du système de prélèvement d’air chaud).In block B71, controller 15 is configured to determine a theoretical maximum flow rate of hot air in pneumatic circuit 1 according to the data represented in block B3 (i.e. according to the air temperature of the air sampling system). hot air and contextual avionics data acquired on the aircraft network comprising the outside temperature, the altitude of the aircraft and the configuration of the hot air bleed system).

Plus particulièrement, le contrôleur 15 détermine le débit maximum théorique en utilisant des tables de débit stockées dans sa mémoire 31. Ces tables de débit sont construites préalablement par une simulation numérique ou en utilisant un modèle théorique caractérisant le débit d’air chaud dans le circuit pneumatique en fonction des paramètres avioniques. Le débit massique est fonction de la pression et température fournies par la vanne de contrôle 5a et de la pression extérieure (donc de l’altitude). La pression fournie par la vanne 5a est la pression de contrôle elle-même définie en fonction des paramètres avioniques du bloc B3. La simulation préalable du circuit pneumatique permet de connaitre le débit massique dans le système en fonction des paramètres mentionnés ci-dessus. Ces simulations sont avantageusement validées par la réalisation des essais sur banc. On notera que le débit massique maximum prend en compte les dispersions liées aux tolérances de fabrication des piccolos et des becs.More particularly, the controller 15 determines the theoretical maximum flow using flow tables stored in its memory 31. These flow tables are constructed beforehand by a digital simulation or by using a theoretical model characterizing the flow of hot air in the circuit pneumatics depending on the avionics parameters. The mass flow is a function of the pressure and temperature supplied by the control valve 5a and the external pressure (therefore the altitude). The pressure supplied by valve 5a is the control pressure itself defined according to the avionic parameters of block B3. The preliminary simulation of the pneumatic circuit makes it possible to know the mass flow in the system according to the parameters mentioned above. These simulations are advantageously validated by carrying out bench tests. It will be noted that the maximum mass flow takes into account the dispersions linked to the manufacturing tolerances of the piccolos and the nozzles.

Au bloc B72, le contrôleur est configuré pour acquérir la mesure de pression amont courante réalisée au bloc B6 par les capteurs de pression amont 33, la mesure de pression aval courante réalisée au bloc B1 par les capteurs de pression avals 25, la mesure de la température courante d’air du système de prélèvement d’air chaud réalisée au bloc B2, et la mesure de l’angle d’ouverture courant de la vanne de contrôle 5a réalisée au bloc B6 par un capteur angulaire 29 ou par une lecture du retour de l’intensité du courant torque moteur associé à la vanne de contrôle 5a. En outre, le contrôleur 15 est configuré pour estimer le débit d’air chaud courant en fonction des mesures courantes de pression amont, de pression aval, d’angle d’ouverture de la vanne et de la température d’air du système de prélèvement d’air chaud. Cette estimation est déterminée en utilisant des abaques ou tables stockées dans la mémoire 31 du contrôleur 15, indiquant le débit en fonction principalement des pressions amont et aval ainsi que de l’angle d’ouverture. Ces tables sont construites préalablement à partir d’une simulation numérique des caractéristiques de la vanne de contrôle ou à partir d’un modèle théorique de la vanne. A titre d’exemple, cela peut être réalisé par un modèle numérique fluidique modélisant la vanne de contrôle et en réalisant plusieurs simulations à plusieurs angles d’ouverture pour des conditions d’alimentation différentes. Cela peut aussi être réalisé par des essais sur un banc pneumatique où pour une condition d’alimentation définie, le débit est caractérisé en faisant varier l’ouverture de la vanne.At block B72, the controller is configured to acquire the current upstream pressure measurement taken at block B6 by the upstream pressure sensors 33, the current downstream pressure measurement taken at block B1 by the downstream pressure sensors 25, the measurement of the current air temperature of the hot air bleed system carried out in block B2, and the measurement of the current opening angle of the control valve 5a carried out in block B6 by an angular sensor 29 or by a reading of the return the intensity of the motor torque current associated with the control valve 5a. In addition, the controller 15 is configured to estimate the current hot air flow as a function of the current measurements of upstream pressure, downstream pressure, valve opening angle and the air temperature of the sampling system. hot air. This estimate is determined using charts or tables stored in the memory 31 of the controller 15, indicating the flow rate as a function mainly of the upstream and downstream pressures as well as the opening angle. These tables are constructed beforehand from a numerical simulation of the characteristics of the control valve or from a theoretical model of the valve. As an example, this can be achieved by a numerical fluidic model modeling the control valve and performing several simulations at several opening angles for different supply conditions. This can also be achieved by tests on a pneumatic bench where for a defined supply condition, the flow rate is characterized by varying the opening of the valve.

Au bloc B73, le contrôleur 15 est configuré pour comparer le débit maximum théorique d’air chaud au débit courant mesuré d’air chaud et pour transmettre une alerte de fuite A si le débit courant d’air chaud est supérieur au débit maximum théorique d’air chaud. L’alerte A peut être affichée dans le cockpit pour que le pilote soit informé de l’état du circuit pneumatique. Ceci permet au pilote d’isoler le circuit pneumatique et d’être informé sur l’état de protection contre le givre.At block B73, the controller 15 is configured to compare the theoretical maximum flow rate of hot air to the current measured flow rate of hot air and to transmit a leak alert A if the current flow rate of hot air is greater than the theoretical maximum flow rate d 'hot air. Alert A can be displayed in the cockpit so that the pilot is informed of the status of the pneumatic circuit. This allows the pilot to isolate the pneumatic circuit and to be informed of the state of the ice protection.

La Fig. 4 illustre de manière schématique le procédé de contrôle et de surveillance du circuit pneumatique d’antigivrage, selon le deuxième mode de réalisation préféré de l’invention.Fig. 4 illustrious schematically the method for controlling and monitoring the pneumatic anti-icing circuit, according to the second preferred embodiment of the invention.

Selon ce deuxième mode de réalisation, le contrôleur 15 est configuré pour détecter une fuite d’air chaud au niveau de la voilure 9 en fonction d’un différentiel d’angle d’ouverture entre la vanne de contrôle 5a côté gauche et la vanne de contrôle 5b côté droit de l’aéronef 3. Ce deuxième mode de réalisation ne nécessite pas de connaitre le débit d’air chaud et n’est basé que sur le fait qu’une discordance entre les ouvertures des vannes de contrôle 5a, 5b côtés gauche 1a et droit 1b est indicative d’une fuite d’air chaud au niveau du côté associé à la vanne de contrôle 5a, 5b la plus ouverte.According to this second embodiment, the controller 15 is configured to detect a hot air leak at the level of the wing 9 as a function of an opening angle differential between the left side control valve 5a and the control 5b on the right side of the aircraft 3. This second embodiment does not require knowing the hot air flow and is only based on the fact that a discrepancy between the openings of the control valves 5a, 5b on the sides left 1a and right 1b is indicative of a hot air leak at the side associated with the most open control valve 5a, 5b.

En effet, étant donné que le débit d’air des deux côtés 1a, 1b est fonction des mêmes paramètres avioniques, les deux côtés doivent être relativement symétriques et on devrait avoir des consignes globalement similaires à droite et à gauche.Indeed, given that the air flow on the two sides 1a, 1b is a function of the same avionic parameters, the two sides must be relatively symmetrical and we should have globally similar instructions on the right and on the left.

La simulation du circuit pneumatique permet de connaitre la dispersion théorique du débit massique entre le côté gauche 1a et le côté droit 1b. Cette dispersion est liée aux tolérances de fabrication de l’ensemble piccolo et bec. Par ailleurs, en connaissant les caractéristiques de la vanne de contrôle 5a, il est possible de déterminer la plage angulaire associée à cette dispersion théorique de débit. Si la différence d’ouverture des vannes 5a, 5b entre le côté gauche 1a et le côté droit 1b est supérieure à cette plage angulaire, alors il y a une fuite.The simulation of the pneumatic circuit makes it possible to know the theoretical dispersion of the mass flow between the left side 1a and the right side 1b. This dispersion is linked to the manufacturing tolerances of the piccolo and mouthpiece assembly. Furthermore, by knowing the characteristics of the control valve 5a, it is possible to determine the range angular associated with this theoretical dispersion of flow. If the difference in opening of the valves 5a, 5b between the left side 1a and the right side 1b is greater than this angular range, then there is a leak.

Ainsi, aux blocs B61 et B62 les angles d’ouvertures courantes des vannes de contrôle gauche 5a et droite 5b sont mesurés. La mesure de l’angle d’ouverture peut comme précédemment être réalisée de manière directe ou indirecte. Autrement dit, les mesures des angles d’ouvertures peuvent être réalisées par des capteurs angulaires ou par des lectures des intensités de courants torques moteurs relatifs aux vannes de contrôle de contrôle 5a, 5b.Thus, in blocks B61 and B62 the current opening angles of the left 5a and right 5b control valves are measured. The measurement of the opening angle can, as before, be carried out directly or indirectly. In other words, the measurements of the opening angles can be carried out by angular sensors or by readings of the motor torque current intensities relating to the control control valves 5a, 5b.

Le bloc B7 concernant la surveillance des angles d’ouvertures des vannes de contrôle est décrit plus en détail en référence aux blocs B75-B77.Block B7 concerning the monitoring of the opening angles of the control valves is described in more detail with reference to blocks B75-B77.

Au bloc B75, le contrôleur 15 est configuré pour déterminer un différentiel théorique d’angle d’ouverture en fonction des données représentées dans le bloc B3 (i.e. la température d’air du système de prélèvement d’air chaud, l’altitude de l’aéronef et la configuration du système de prélèvement d’air chaud). Ce différentiel théorique est calibré en fonction des tolérances de fabrication des tubes picolo 11.At block B75, the controller 15 is configured to determine a theoretical opening angle differential based on the data represented in block B3 (i.e. the air temperature of the hot air bleed system, the altitude of the aircraft and hot air bleed system configuration). This theoretical differential is calibrated according to the manufacturing tolerances of the picolo 11 tubes.

Au bloc B76, le contrôleur 15 est configuré pour acquérir les valeurs courantes des angles d’ouvertures mesurées aux blocs B61 et B62. En outre, le contrôleur 15 est configuré pour déterminer un différentiel courant d’angle d’ouverture en calculant la valeur absolue de la différence entre l’angle d’ouverture mesuré sur la vanne de contrôle côté gauche et l’angle d’ouverture mesuré sur la vanne de contrôle côté droit.In block B76, controller 15 is configured to acquire the current values of the opening angles measured in blocks B61 and B62. Further, the controller 15 is configured to determine a current opening angle differential by calculating the absolute value of the difference between the measured opening angle on the left side control valve and the measured opening angle on the right side control valve.

Au bloc B77, le contrôleur 15 est configuré pour comparer ce différentiel courant d’angle d’ouverture au différentiel théorique d’angle d’ouverture, et pour transmettre une alerte A de fuite si le différentiel courant d’angle d’ouverture est supérieur au différentiel théorique d’angle d’ouverture.At block B77, the controller 15 is configured to compare this current opening angle differential to the theoretical opening angle differential, and to transmit a leak alert A if the current opening angle differential is greater to the theoretical opening angle differential.

Ainsi, le dispositif de surveillance 13 de la présente invention permet à la fois de contrôler le débit afin d’optimiser la consommation d’air chaud et de surveiller le circuit pneumatique 1 afin de détecter les fuites d’air chaud au niveau des tubes picolo 11. Ceci est réalisé de manière simple sans alourdir l’architecture du circuit pneumatique 1 avec des capteurs de surveillance et des outils mécaniques de transport de liaisons électriques entre les becs mobiles et la partie fixe de la voilure. Ceci permet de gagner en coûts récurrents et en masse. En outre, on gagne davantage en consommation d’air chaud car des capteurs de surveillance auraient nécessité de tenir compte des tolérances de mesure.Thus, the monitoring device 13 of the present invention makes it possible both to control the flow in order to optimize the consumption of hot air and to monitor the pneumatic circuit 1 in order to detect leaks of hot air at the level of the picolo tubes. 11. This is achieved in a simple manner without making the architecture of the pneumatic circuit 1 more cumbersome with monitoring sensors and mechanical tools for transporting electrical connections between the movable nozzles and the fixed part of the airfoil. This saves recurring costs and mass. In addition, more hot air consumption is gained because monitoring sensors would have needed to take into account measurement tolerances.

L’invention vise également un aéronef comportant un dispositif de contrôle et de surveillance 13 décrit ci-dessus.The invention also relates to an aircraft comprising a control and monitoring device 13 described above.

Claims (11)

Dispositif de surveillance d’un circuit pneumatique (1) d’antigivrage pour une voilure (9) d’aéronef, ledit circuit pneumatique (1) comportant une vanne de contrôle (5a, 5b) destinée à réguler le flux d’air chaud d’antigivrage à destination de la voilure (9), ledit dispositif de surveillance (13) étant caractérisé en ce qu’il comporte un contrôleur (15) configuré pour détecter une fuite d’air chaud au niveau de la voilure (9) à partir de l’angle d’ouverture de la vanne de contrôle (5a, 5b).Device for monitoring a pneumatic anti-icing circuit (1) for an aircraft wing (9), said pneumatic circuit (1) comprising a control valve (5a, 5b) intended to regulate the flow of hot air from anti-icing intended for the wing (9), said monitoring device (13) being characterized in that it comprises a controller (15) configured to detect a leak of hot air at the level of the wing (9) from the opening angle of the control valve (5a, 5b). Dispositif de surveillance selon la revendication 1, caractérisé en ce qu’il comporte :
- au moins un capteur de pression aval (25) installé en aval de la vanne de contrôle (5a), le capteur de pression aval étant configuré pour mesurer une pression aval de l’air
chaud dans le circuit pneumatique d’antigivrage,
- au moins un capteur de température (27) installé au niveau d’un système de prélèvement d’air chaud alimentant le circuit pneumatique d’antigivrage, le capteur de température étant configuré pour mesurer la température d’air du système de prélèvement d’air chaud,
et en ce que le contrôleur (15) est configuré pour :
- déterminer une pression aval de consigne au niveau de l’emplacement dudit capteur de pression aval (25) en fonction de la température d’air du système de prélèvement d’air chaud ainsi que de données avioniques acquises sur le réseau de l’aéronef, et
- piloter l’ouverture de la vanne de contrôle (5a) pour que la pression aval mesurée par le capteur de pression aval soit égale à la pression aval de consigne.
Monitoring device according to claim 1, characterized in that it comprises:
- at least one downstream pressure sensor (25) installed downstream of the control valve (5a), the downstream pressure sensor being configured to measure a downstream air pressure
hot in the pneumatic anti-icing circuit,
- at least one temperature sensor (27) installed at a hot air bleed system supplying the pneumatic anti-icing circuit, the temperature sensor being configured to measure the air temperature of the hot air bleed system hot air,
and in that the controller (15) is configured to:
- determining a target downstream pressure at the location of said downstream pressure sensor (25) as a function of the air temperature of the hot air bleed system as well as avionics data acquired on the network of the aircraft , And
- control the opening of the control valve (5a) so that the downstream pressure measured by the downstream pressure sensor is equal to the downstream pressure setpoint.
Dispositif de surveillance selon la revendication 2, caractérisé en ce que les données avioniques comportent la température extérieure, l’altitude de l’aéronef et la configuration du système de prélèvement d’air chaud.Monitoring device according to Claim 2, characterized in that the avionics data include the outside temperature, the altitude of the aircraft and the configuration of the hot air bleed system. Dispositif de surveillance selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu’il comporte un capteur angulaire (29) installé sur la vanne de contrôle, le capteur angulaire étant configuré pour mesurer l’angle d’ouverture de la vanne de contrôle (5a).Monitoring device according to any one of Claims 1 to 3, characterized in that it comprises an angular sensor (29) installed on the control valve, the angular sensor being configured to measure the opening angle of the valve control (5a). Dispositif de surveillance selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l’angle d’ouverture de la vanne de contrôle (5a) est déterminé par une mesure de retour de l’intensité de courant d’un torque moteur pilotant l’ouverture de la vanne de contrôle.Monitoring device according to any one of Claims 1 to 3, characterized in that the angle of opening of the control valve (5a) is determined by a feedback measurement of the current intensity of a motor torque controlling the opening of the control valve. Dispositif de surveillance selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le contrôleur (15) est configuré pour détecter une fuite d’air chaud au niveau de la voilure (9) sur la base du débit d’air chaud déterminé à partir de l’angle d’ouverture de la vanne de contrôle.Monitoring device according to any one of Claims 1 to 5, characterized in that the controller (15) is configured to detect a leak of hot air at the level of the airfoil (9) on the basis of the flow of hot air determined from the opening angle of the control valve. Dispositif de surveillance selon la revendication 6, caractérisé en ce qu’il comporte au moins un capteur de pression amont (33) installé en amont de la vanne de contrôle, le capteur de pression amont étant configuré pour mesurer une pression amont de l’air chaud
dans le circuit pneumatique d’antigivrage,
et en ce que le contrôleur (15) est configuré pour
- déterminer un débit maximum théorique dans le circuit pneumatique en fonction de ladite température d’air du système de prélèvement d’air chaud ainsi que des données avioniques acquises sur le réseau de l’aéronef,
- estimer le débit d’air chaud courant en fonction des mesures de pression amont, de pression aval, d’angle d’ouverture de la vanne et de la température d’air du système de prélèvement d’air chaud,
- comparer le débit maximum théorique au débit d’air chaud courant, et
- transmettre une alerte (A) de fuite si le débit d’air chaud courant est supérieur au débit maximum théorique.
Monitoring device according to Claim 6, characterized in that it comprises at least one upstream pressure sensor (33) installed upstream of the control valve, the upstream pressure sensor being configured to measure an upstream air pressure hot
in the pneumatic anti-icing circuit,
and in that the controller (15) is configured to
- determining a theoretical maximum flow rate in the pneumatic circuit as a function of said air temperature of the hot air bleed system as well as avionics data acquired on the aircraft network,
- estimate the current hot air flow rate based on measurements of upstream pressure, downstream pressure, valve opening angle and air temperature of the hot air bleed system,
- compare the theoretical maximum flow to the current hot air flow, and
- transmit a leak alert (A) if the current hot air flow is greater than the theoretical maximum flow.
Dispositif de surveillance selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le contrôleur (15) est configuré pour détecter une fuite d’air chaud au niveau de la voilure en fonction d’un différentiel d’angle d’ouverture entre une vanne de contrôle côté gauche et une vanne de contrôle côté droit de l’aéronef.Monitoring device according to any one of Claims 1 to 5, characterized in that the controller (15) is configured to detect a leak of hot air at the level of the wing as a function of an opening angle differential between a left side control valve and a right side control valve of the aircraft. Dispositif de surveillance selon la revendication 8, caractérisé en ce que le
contrôleur est configuré pour :
- déterminer un différentiel théorique d’angle d’ouverture en fonction de la température d’air du système de prélèvement d’air chaud ainsi que des données avioniques acquises sur le réseau de l’aéronef,
- déterminer un différentiel courant d’angle d’ouverture en calculant la valeur absolue de la différence entre l’angle d’ouverture mesuré sur la vanne de contrôle côté gauche et l’angle d’ouverture mesuré sur la vanne de contrôle côté droit,
- comparer ledit différentiel courant d’angle d’ouverture audit différentiel théorique d’angle d’ouverture, et
- transmettre une alerte (A) de fuite si le différentiel courant d’angle d’ouverture est supérieur au différentiel théorique d’angle d’ouverture.
Monitoring device according to Claim 8, characterized in that the
controller is configured for:
- determining a theoretical opening angle differential as a function of the air temperature of the hot air bleed system as well as avionics data acquired on the aircraft network,
- determine a current opening angle differential by calculating the absolute value of the difference between the opening angle measured on the left side control valve and the opening angle measured on the right side control valve,
- comparing said current aperture angle differential to said theoretical aperture angle differential, and
- transmit a leak alert (A) if the current opening angle differential is greater than the theoretical opening angle differential.
Aéronef comportant un dispositif de surveillance selon l’une quelconque des revendications précédentes.Aircraft comprising a monitoring device according to any one of the preceding claims. Procédé de surveillance d’un circuit pneumatique d’antigivrage pour une voilure d’aéronef, ledit circuit pneumatique (1) comportant une vanne de contrôle (5a, 5b) destinée à réguler le flux d’air chaud d’antigivrage à destination de la voilure, ledit procédé de surveillance étant caractérisé en ce qu’il comporte une détection d’une fuite d’air chaud au niveau de la voilure à partir de l’angle d’ouverture de la vanne de contrôle.Method for monitoring a pneumatic anti-icing circuit for an aircraft wing, said pneumatic circuit (1) comprising a control valve (5a, 5b) intended to regulate the flow of hot anti-icing air to the wing, said monitoring method being characterized in that it includes detection of a hot air leak at the level of the wing from the opening angle of the control valve.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US20110247432A1 (en) * 2008-06-20 2011-10-13 Airbus Operations Gmbh Aircraft Conduit Monitoring System And Method
FR2998049A1 (en) * 2012-11-09 2014-05-16 Snecma Method for estimation of air flow taken on engine of aircraft by air sampling system of engine, involves correcting current estimate of air flow by withdrawing flow error so as to determine another current estimate of air flow

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