FR3103213A1 - Bouchons d’endoscopie pour imagerie en vol d’une turbomachine - Google Patents

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Abstract

Bouchons d’endoscopie pour imagerie en vol d’une turbomachine Un bouchon d’endoscopie (1) amovible et autobloquant destiné à être monté sur un orifice d’endoscopie d’un carter d’une turbomachine d’un aéronef. Le bouchon d’endoscopie comprenant au moins une caméra (2), un moyen de commande (6), un moyen de communication (4) sans fil configuré pour transmettre les images acquises par ladite caméra (2) à l’extérieur du bouchon d’endoscopie (1) via un réseau sans fil, et une unité d’alimentation configurée pour être couplée à une source d’alimentation et alimenter le bouchon d’endoscopie (1). Figure pour l’abrégé : Fig.1.

Description

Bouchons d’endoscopie pour imagerie en vol d’une turbomachine
La présente invention appartient au domaine de l’assistance à la maintenance aéronautique. Elle concerne plus particulièrement un dispositif modulaire et autonome permettant de réaliser des prises de vues et d’enregistrer des paramètres thermodynamiques d’une turbomachine. L’invention trouve une application particulièrement avantageuse, bien que nullement limitative, dans le cadre de services de maintenance prédictive réalisés par un fabricant de moteurs d’aéronefs.
Le suivi d’usure et d’usage d’un système complexe, tel qu’une turbomachine, nécessite une connaissance fine des conditions au cours des différents vols, aussi bien en terme de données de l’environnement, notamment l’environnement météorologique, qu’en terme de données de fonctionnement du moteur.
Les surveillances d’usages opérationnels et d’usures sont à fort enjeux économiques: elles sont destinées à la surveillance de contrats, ou encore de prévision de la maintenance, des prévisions de stocks, de mains d’œuvre ou de planning.
Dans le cadre de la surveillance des turbomachines, on rencontre de nombreuses difficultés pour inspecter les dommages, l’érosion comme l’érosion des cordes des aubes, le pique de corrosion ou «pitting corrosion» en anglais, la corosion par sulfuration (sulfidation), l’encrassement (fouling) ainsi que les jeux entre l’extrémité de l’aube et le carter.
Il est également difficile d’obtenir des mesures supplémentaires sur les conditions thermodynamiques au sein des veines aérodynamiques qui acheminent le plus d’air propulsif, les mesures supplémentaires étant nécessaires pour permettre de recaler les modèles aérothermiques durant le cycle de vie opérationnel, pour recaler les modèles thermodynamiques durant le cycle de vie opérationnel (dû à usure moteur, impact de l’encrassement, de la corrosion, de l’érosion, ou de l’érosion par piqure, pour faire de la surveillance de performance à la maille des modules ou pour ségréger les états de santé à la maille des modules voir des étages d’une turbomachine.
En outre les solutions techniques connues pour les mesures conventionnelles embarquées sur turbomachine présentent un impact important en termes de masse et d’intégration. En effet, généralement, elles nécessitent des prises de pression et des canalisations pour les mesures de pression (réalisé au niveau du calculateur), des harnais pour faire transiter les informations, des capteurs à durée de vie importante pour éviter les changements réguliers.
L’impact est justifié pour les mesures nécessaires à la régulation des moteurs, mais ce n’est pas nécessairement le cas pour des mesures complémentaires mais non nécessaires.
L’idée de la présente invention est d’utilisé les orifices prévus sur les carters de turbomachine pour réaliser des endoscopies, et plus particulièrement d’adapter les bouchons, ou obturateurs, d’endoscopie configurés initialement pour obturer les orifices d’endoscopie.
Il est connu notamment du document FR3051220 une turbine d'une turbomachine comprenant un carter annulaire, au moins un distributeur, annulaire situé dans le carter et comprenant une plate-forme annulaire externe fixée sur le carter, la plate-forme comprenant un orifice d'endoscopie sensiblement radial, une tôle annulaire de protection thermique positionnée entre le carter et la plate-forme, un bouchon porté par le carter et comprenant un obturateur mobile de fermeture de l'orifice d'endoscopie, l'obturateur s'étendant le long d'un axe sensiblement radial et traversant une ouverture sensiblement radiale de la tôle, une portion intermédiaire de l'obturateur en regard d'un bord périphérique de l'ouverture possédant un diamètre maximal supérieur ou égal au diamètre d'une portion interne de l'obturateur s'étendant radialement vers l'intérieur depuis la tôle.
Aucun bouchon d’endoscopie connu, tel que celui décrit ci-dessus, ne comprend de capteur intégré.
Le seul système connu avec un bouchon d’endoscopie intégrant une fonction supplémentaire est un système comprenant une machine rotative comprenant un carter, un arbre traversant le carter et de multiples aubes couplées à cet arbre à l'intérieur du carter. Le système comprend également un bouchon disposé dans une ouverture dans le boîtier, le bouchon comprenant un matériau de remplissage couplé à une base, et le matériau de remplissage étant conçu pour se rompre lors de l'impact avec les lames. Des fibres sont attachées aux bouchons en direction des aubes (les trous d’endoscopie sont positionnés en regard des parties tournantes) pour servir de témoins d’usure. Selon les dilatations relatives, les fibres peuvent être cassées par les aubes, selon la hauteur de la casses des fibres, on en déduit potentiellement les jeux, et l’état des aubes.
La présente invention propose de fournir un dispositif modulaire et autonome dont l’installation et la désinstallation est rapide et non critique d’un point de vue sécurité des vols et qui permettent de réaliser des prises de vue ou des mesures dans les veines aérodynamiques d’une turbomachine à des fins de surveillance de performance (liée à la maintenance prédictive) et de recalibrage des modélisations thermodynamiques de la turbomachine lors son exploitation opérationnelle.
L’invention a pour objet un bouchon d’endoscopie amovible et autobloquant destiné à être monté sur un orifice d’endoscopie d’un carter d’une turbomachine d’un aéronef.
Selon une caractéristique générale de l’objet, le bouchon d’endoscopie comprend au moins une caméra et/ou un capteur d’au moins un paramètre thermodynamique, un moyen de commande, un moyen de communication sans fil configuré pour transmettre les images acquises par ladite caméra à l’extérieur du bouchon d’endoscopie via un réseau sans fil, et une unité d’alimentation configurée pour être couplée à une source d’alimentation et alimenter le bouchon d’endoscopie.
L’exploitation des trous d’endoscopie existant sur une turbomachine pour de l’imagerie du carter permet de faire des mesures dans la plupart des plans d’intérêt pour la modélisation et la surveillance des composantes aérodynamiques de la turbomachine.
L’utilisation de moyens de communication sans fil permet de faciliter l’installation du système modulaire puisqu’elle évite de devoir raccorder le moyen de commande du bouchon d’endoscopie à un calculateur et donc de passer un câble supplémentaire entre les deux éléments sur la turbomachine, et permet ainsi de réduire le temps d’installation et de désinstallation du bouchon d’endoscopie à imagerie.
En outre, l’utilisation d’une communication sans fil permet de diminuer le poids du bouchon d’endoscopie à imagerie sur la turbomachine en évitant un harnais de câblage.
Les moyens de communication sans fil permettent également d’offrir une possibilité de connexion sans fil du moyen de commande du bouchon d’endoscopie vers d’autres calculateurs afin de pouvoir enregistrer d’autres données si besoin.
Les bouchons d’endoscopie selon l’invention sont ainsi configurés avec la caméra et/ou le capteur d’au moins un paramètre thermodynamique comme des porteurs de systèmes de mesure autonomes et modulaires inscrits dans l’embarquement d’un KIT de capteurs dit plug and Play permettant de faire des prises de vue ou des mesures dans les veines aérodynamiques de la turbomachine à des fins de surveillance de performance (liée à la maintenance prédictive) et de recalibrage des modélisations thermodynamiques de la turbomachine lors son exploitation opérationnelle.
Le capteur d’au moins un paramètre thermodynamique peut être par exemple un capteur de pression ou un capteur de température.
En outre, le bouchon d’endoscopie étant amovible, l’invention garantit la fonctionnalité principale d’un bouchon d’endoscopie, à savoir boucher hermétiquement l’orifice d’endoscopie.
Selon un premier aspect du bouchon d’endoscopie, le bouchon d’endoscopie peut comprendre en outre une source d’alimentation, telle qu’une batterie, couplée à l’unité d’alimentation et permettant le fonctionnement du bouchon d’endoscopie indépendamment de la turbomachine sur laquelle il est destiné à être embarqué.
L’autonomie du système modulaire fournie par la source d’alimentation permet d’installer ponctuellement le bouchon d’endoscopie sur une turbomachine sans le relier par un câble au calculateur et ainsi de faciliter son installation en évitant d’avoir à passer un câble sur la turbomachine entre le calculateur et le bouchon d’endoscopie.
L’alimentation électrique est réalisée de préférence au travers d’un moyen d’alimentation sécurisé telle qu’une alimentation isolée par exemple ou un système d’énergie autonome.
Selon un deuxième aspect du bouchon d’endoscopie, le bouchon d’endoscopie peut comprendre en outre un moyen de mémorisation et/ou un accéléromètre dédié à la correction des images pour compenser les vibrations de ladite caméra et/ou au moins un indicateur visuel permettant d’indiquer une information visuelle à un opérateur, telle que la nécessité de remplacement du bouchon d’endoscopie sur la turbomachine par un autre.
Les données recueillies peuvent ainsi être stockées temporairement pour que le moyen de commande réalise un traitement des données ou bien pour les stocker jusqu’à ce que le bouchon d’endoscopie soit récupéré.
Selon un troisième aspect du bouchon d’endoscopie, le moyen de commande peut comprendre un micro-processeur doté d’un module de traitement d’image.
Selon un quatrième aspect du bouchon d’endoscopie, le bouchon d’endoscopie peut comprendre en outre un premier indicateur visuel indiquant une autonomie d’alimentation électrique inférieure à un seuil d’autonomie d’alimentation électrique, un deuxième indicateur visuel indiquant un espace mémoire des moyens de mémorisation inférieur à un seuil d’espace de stockage disponible, et un troisième indicateur visuel indiquant une éventuelle panne du système.
Dans un autre objet de l’invention, il est proposé un ensemble modulaire de prise de vue en cours de vol d’un carter d’une turbomachine, l’ensemble modulaire étant destiné à être embarqué sur une turbomachine.
Selon une caractéristique générale de l’objet, l’ensemble modulaire comprend au moins un bouchon d’endoscopie tel que défini ci-dessus, et un boîtier principal comportant un moyen de commande principal, un moyen de mémorisation principal, un moyen d’alimentation principal configuré pour être couplé à une source d’alimentation et alimenter au moins le boîtier principal en électricité, et un moyen de communication principal configuré pour communiquer avec le moyen de communication dudit au moins un bouchon d’endoscopie.
Le boîtier principal permet notamment de recueillir et stocker les données transmises par les moyens de communication du ou des bouchon(s) d’endoscopie et ainsi de stocker les données recueillis par caméra de chaque bouchon dans une autre zone de la turbomachine que celles où sont disposés les bouchons d’endoscopie Ainsi le boîtier principal peut être monté dans une zone soumise à des températures plus faibles et ainsi offrir moins de risque que la mémoire ne soit endommagée par la chaleur et notamment lors des phénomènes d’élévations de température après l’arrêt de la turbomachine, connus sous le nom de «soakback» en anglais.
L’utilisation d’une liaison sans fil en environnement moteur permet d’utiliser des capteurs pouvant périr après l’arrêt moteur (températures de soakback importantes) mais ayant pu communiquer les informations nécessaires à un boitier dédié en environnement protégé (calculateur par exemple) entre temps pour stockage et dépouillement à postériori après le vol. L’invention (sans fil, capteur embarqué) permet ainsi une installation, un retrait, et un dépouillement des données à moindre coût.
Par moyens de fixation manuelle, on entend des moyens permettant la fixation du boîtier sur la turbomachine sans recourir à un quelconque outil. Le boîtier principal peut ainsi être monté et démonté de la turbomachine rapidement et facilement sans outil. L’ensemble modulaire peut ainsi être monté successivement sur différentes turbomachines en fonction des besoins grâce aux moyes de fixation.
Cette amovibilité permet en outre de limiter l’impact en masse sur une turbomachine, et par extension sur un aéronef, lié à l’embarquement sur la turbomachine d’un tel ensemble. La modularité de l’ensemble modulaire embarqué en tant que kit Plug & Play lui permet d’être monté de manière ponctuelle sur au moins une turbomachine et ainsi d’éviter d’avoir deux systèmes embarqués sur un même aéronef et de n’embarquer le système que lorsque la récupération des données est nécessaire.
Les moyens de fixation manuelle réversible permettent à l’opérateur d’enlever ou monter facilement, en moins de 30 minutes avec un temps cible de deux minutes, l’ensemble modulaire et ainsi de clairement diminuer le temps d’opération sur la turbomachine.
Selon un premier aspect de l’ensemble modulaire, le boîtier principal peut comprendre en outre des moyens de fixation manuelle réversible permettant de monter le boîtier principal sur la turbomachine de manière amovible.
Selon un deuxième aspect de l’ensemble modulaire, le boîtier principal peut comprendre en outre une source d’alimentation, telle qu’une batterie, couplée au moyen d’alimentation principal du boîtier principal et permettant le fonctionnement du boîtier principal indépendamment de la turbomachine sur laquelle l’ensemble modulaire est destiné à être embarqué.
Avantageusement, le moyen de communication principal du boîtier principal comprend un module de communication sans fil.
Dans un autre objet de l’invention, il est proposé un aéronef comprenant une nacelle ainsi qu’une turbomachine comportant un carter, des orifices d’endoscopie disposés sur le carter et au moins un bouchon d’endoscopie tel que défini ci-dessus ou un ensemble modulaire tel que défini ci-dessus.
Avantageusement, l’aéronef peut comprendre, pour le boîtier principal, un logement et une trappe d’accès audit logement montée sur la nacelle de la turbomachine, ledit boîtier principal étant monté de manière amovible sur la turbomachine directement en regard de la trappe d’accès, la trappe d’accès étant confondue avec une trappe du niveau d’huile de la turbomachine.
La trappe prévue sur la nacelle de l’aéronef pour accéder au boîtier principal de l’ensemble modulaire permet d’éviter à l’opérateur d’avoir à ouvrir la nacelle. Cela permet ainsi de rendre la procédure de déchargement plus robuste, efficace et simple en offrant un accès direct et simplifié l’ensemble modulaire permettant son retrait de la turbomachine ou son remplacement le plus rapidement possible.
La figure 1 est une vue schématique en coupe d’un bouchon d’endoscopie d’imagerie d’un carter d’une turbomachine selon un premier mode de réalisation de l’invention.
La figure 2 est une vue schématique en coupe d’un bouchon d’endoscopie d’imagerie d’un carter d’une turbomachine selon un second mode de réalisation de l’invention.
La figure 3 est une vue schématique en coupe d’un carter d’une turbomachine dotés de bouchons d’endoscopie de la figure 1 montés sur des orifices d’endoscopie.
La figure 4 présente une vue des orifices d’endoscopie d’un carter d’une turbomachine.
La figure 5 illustre schématiquement un ensemble modulaire d’imagerie d’un carter d’une turbomachine selon un mode de réalisation de l’invention.
La figure 6 illustre schématiquement un logigramme d’un procédé d’imagerie d’un carter mis en œuvre par l’ensemble modulaire de la figure 2 ou le bouchon d’endoscopie des figures 1 ou 2.
La figure 7 illustre schématiquement une turbomachine doté d’un ensemble modulaire avec divers capteurs selon un mode de réalisation de l’invention.
L'invention s'applique d'une manière générale dans le cadre de services de maintenance prédictive réalisés par un fabricant de moteurs d’aéronefs.
Sur la figure 1 est représenté schématiquement une vue en coupe d’un bouchon d’endoscopie 1 selon un mode de réalisation de l’invention. Le bouchon d’endoscopie est configuré pour former un dispositif modulaire et autonome d’imagerie destiné à être monté sur une turbomachine 10.
Le bouchon d’endoscopie 1 comprend une caméra 2, par exemple une caméra infrarouge, une batterie locale 3, un moyen de communication 4 permettant de communiquer avec une unité de communication externe au bouchon d’endoscopie 1 par communication, deux moyens de fixation 5, un microprocesseur local 6, une mémoire locale 7, un accéléromètre 8, et des diodes électroluminescentes 9 formant une interface homme-machine sous la forme d’un indicateur visuel. On note que la caméra 2 peut être une caméra thermique ou une caméra opérant dans le domaine du visible ou un autre dispositif de prise de vue.
Les moyens de fixation 5 permettent de fixer le bouchon d’endoscopie 1 sur un carter d’une turbomachine 10 sans utiliser d’outil et de manière facilement amovible. Les moyens de fixation 5 sont des fixations physiques multipoint pour raccord mécanique à une turbomachine 10 tels que qu’un écrou, un pas de vis, une surface magnétique, ou une zone à granularité pour de la colle.
La mémoire locale 7 peut comprendre une mémoire vive de type RAM dédiée au calcul du processeur 6, et éventuellement en plus une mémoire morte de type NVRAM pour le stockage données.
Les images acquises par la caméra 2 sont délivrées au processeur 6 qui peut réaliser un traitement de l’image en utilisant la mémoire vive de la mémoire locale 7 pour les calculs, soit avant de la stocker dans la mémoire morte de la mémoire locale 7 lorsque celle-ci comprend une mémoire morte, soit avant de la transmettre à une unité externe au bouchon d’endoscopie 1 via le moyen de communication 4.
Le processeur 6 est configuré pour transformer les informations brutes acquises à plusieurs dizaines de kHz en provenance de la caméra 2 en un signal transmissible (numérisation, compression, prétraitement, détection de passage d’aube).
L’accéléromètre 8 permet de capter les vibrations du bouchon d’endoscopie 1 et de transmettre l’information au processeur 6 qui peut prendre ces informations en compte lorsqu’il réalise un traitement de l’image ou bien transmettre ces informations avec les données délivrées par la caméra 2 si le traitement de l’image est réalisé par une unité externe au bouchon d’endoscopie 1 telle qu’un boîtier externe ou une station au sol.
Le bouchon d’endoscopie 1 s’étend entre une première extrémité 102 et une seconde extrémité 104, la première extrémité 102 formant une tête de bouchon et la seconde extrémité 104 formant une queue de bouchon. La queue 104 de bouchon présente une section plus petite que la tête 102 de bouchon, de sorte que la queue 104 de bouchon puisse être insérée dans un orifice d’endoscopie et la tête 102 venir en appui sur le contour de l’orifice d’endoscopie pour obturer ce dernier lorsque le bouchon d’endoscopie 1 est inséré en buté dans un orifice d’endoscopie. Le bouchon d’endoscopie 1 est conformé pour former une liaison mécanique étanche avec l’orifice d’endoscopie avec lequel il coopère lorsqu’il est inséré dans ce dernier.
La caméra 2 est montée dans la queue 104 de bouchon pour pouvoir être au plus près de la zone à inspecter. En outre, la queue 104 de bouchon peut comprendre des moyens optiques, comme une lentille, montés en sortie de la caméra pour modifier le champ optique visible par la caméra 2.
Dans un autre mode de réalisation illustré sur la figure 2, la caméra 2 peut être situé dans la tête 102 du bouchon d’endoscopie 1 qui comprend alors un guide optique 106 s’étendant entre la caméra 2 et la queue de bouchon 104. La caméra 2 est ainsi déporter pour améliorer sa résistance à l’environnement (particulièrement thermique) et afin de garantir un refroidissement de la caméra suffisant (dépendant de la ventilation ambiante et de la taille du déport).
Sur la figure 3 est illustrée une vue schématique en coupe d’une turbomachine comprenant des bouchons d’endoscopie des figures 1 ou 2.
La turbomachine 10 comprend une soufflante 11, un compresseur basse pression 12, un compresseur haute pression 13, une chambre de combustion 14, une turbine haute pression 15 et une turbine basse pression 16. Les compresseurs 12 et 13, la chambre de combustion 14 et les turbines 15 et 16 sont disposés dans une veine primaire 170 s’étendant entre un carter interne 17, comportant notamment une tuyère d’échappement, et un carter intermédiaire 18 s’étendant radialement autour du carter interne 17, le carter intermédiaire 18 définissant également avec un carter externe 19 une veine secondaire 190, la veine secondaire 190 s’étendant entre le carter intermédiaire 18 et le carter externe 19.
La turbomachine 10 comprend en outre des orifices d’endoscopie 180 disposés sur le carter intermédiaire 18 et permettant d’accéder aux aubes de la turbine basse pression pour contrôler leur état lors d’opération de maintenance au sol.
Comme illustré sur la figure 4 qui présente une vue du carter intermédiaire 18 de la turbine de la turbomachine 10, la turbomachine 10 comporte en outre un système de contrôle de jeu dans une turbine basse pression, souvent abrégé par LPTACC («Low Pressure Turbine Active Clearance Control»), comportant des canalisations 185 s’étendant le long du carter intermédiaire 18. Les orifices d’endoscopie 180 sont disposés entre lesdites canalisations 185.
Les bouchons d’endoscopie 1 sont montés sur les orifices d’endoscopie 180 dans le carter intermédiaire 18.
Le nombre de ports d’inspection endoscopique, aussi appelés trous d’endoscopie ou «boroscope ports» en anglais, est étroitement lié à la taille de la turbomachine 10 et au nombre d’étages de parties tournantes de la turbomachine 10. On a en général un trou situé à chaque étage statorique séparant deux aubages.
Ces trous d’endoscopie se situent sur les carters externes de turbomachine, en majorité d’un même côté de celle-ci, et de manière sporadique de l’autre côté pour des raisons de praticité d’accès et d’encombrement. Les orifices associés sont traversants pour laisser accès à la veine aérodynamique afin de permettre son inspection par un élément d’inspection tel qu’un: endoscope.
Tous les trous d’endoscopie sont fermés par des bouchons autobloquants en dehors des opérations d’inspections endoscopiques, dont au moins l’un d’entre eux est un bouchon d’endoscopie 1 selon l’invention, les autres pouvant être des obturateurs d’endoscopie classiques ou des bouchons d’endoscopie 1 selon l’invention.
Sur la figure 5 est représenté schématiquement un ensemble 20 modulaire et autonome d’imagerie d’un carter d’une turbomachine selon un mode de réalisation de l’invention, l’ensemble 20 d’imagerie étant destiné à être monté sur une turbomachine 10.
Dans le mode de réalisation illustré sur la figure 5, l’ensemble 20, ou «kit plug and play», modulaire et autonome d’imagerie comprend un boîtier principal 21 et un bouchon d’endoscopie 1 correspondant au bouchon d’endoscopie 1 des figures 1 ou 2. Dans une variante, l’ensemble 20 pourrait comprendre plusieurs bouchons 1.
Le boîtier principal 21 comprend une unité de communication 22, une batterie principale d’alimentation 23, une unité de mémorisation 24, deux clips de fixation manuelle réversible 25 et une unité de traitement principale 26.
Une partie de l’unité de mémorisation 24 est une mémoire vive de type RAM dédiée au calcul et une autre partie de l’unité de mémorisation 24 est une mémoire morte de type NVRAM pour le stockage des résultats et des paramètres de configuration de l’unité de traitement principale 26 telle qu’un processeur.
Les clips de fixation manuelle réversible 25 du boîtier principal 21 permettent de fixer le boîtier principal 21 sur une turbomachine 10 sans utiliser d’outil et de manière facilement amovible. Les clips de fixation 25 sont des fixations physiques multipoint pour raccord mécanique à une turbomachine 10.
Dans ce mode de réalisation, le moyen de communication 4 du bouchon d’endoscopie 1 est configuré pour communiquer avec l’unité de communication 22 du boîtier principal 21.
Dans le mode de réalisation illustré sur la figure 5, le moyen de communication 4 du bouchon d’endoscopie 1 est adapté à la transmission et réception d’information sans fil, et l’unité de communication 22 du boîtier principal 21 est configurée et adaptée pour recevoir les informations transmises via un réseau de communication sans fil.
Tout comme le bouchon d’endoscopie 1, le boîtier principal 21 peut être logé dans un emplacement prévu à cet effet avec une trappe d’accès dédiée prévue sur la turbomachine 10. La trappe d’accès peut également être communalisée avec un logement dédié à la réception d’un autre élément de la turbomachine, comme une trappe d’accès à l’huile.
Le boîtier principal 21 est de préférence installé dans un logement pour lequel les températures ambiantes sont moins élevées, et les variations de température sont moins importantes que les orifices d’endoscopie recevant les bouchons d’endoscopie 1.
L’ensemble modulaire 20 est utilisé pour mettre en œuvre un procédé d’imagerie en cours de vol d’un carter d’une turbomachine d’un aéronef décrit ci-dessous. Plusieurs modes de réalisation sont possibles.
Dans un mode de réalisation, le procédé comprend une étape d’acquisition d’images à plusieurs moments dans le vol par un bouchon d’endoscopie 1, un stockage dans une mémoire locale 7 qui est déchargée ultérieurement après qu’un opérateur a démonté et ainsi récupéré le bouchon d’endoscopie 1 à l’issue du vol. Les traitements se font dans ce cas après le déchargement, de manière débarquée sur une station au sol. Ce procédé peut être mis en œuvre par un bouchon d’endoscopie 1 seul sans boîtier principal 21.
Dans un autre mode de réalisation, le procédé comprend une étape d’acquisition d’images à plusieurs moments dans le vol par un bouchon d’endoscopie 1, puis une transmission des données au boîtier principale 21 qui se charge du stockage des données dans son unité de mémorisation 24, puis une récupération du boîtier principal 21 et éventuellement du bouchon d’endoscopie 1, pour récupérer les données stockées dans l’unité de mémorisation 24. Les traitements se font dans ce cas après le déchargement, de manière débarquée sur une station au sol.
Dans un autre mode de réalisation, le procédé comprend une étape d’acquisition d’images à plusieurs moments dans le vol par un bouchon d’endoscopie 1, puis un traitement des images par le microprocesseur local 6 du bouchon d’endoscopie 1 pour en extraire des informations, telles que les informations de déplacement des cibles, c’est-à-dire des bouchons d’endoscopie 14, puis un stockage de ces informations dans la mémoire locale 7 du bouchon d’endoscopie 1. Les informations sont ensuite déchargées de la mémoire locale 7 ultérieurement après qu’un opérateur a démonté et ainsi récupéré le bouchon d’endoscopie 1 à l’issue du vol. Les traitements se font dans ce cas après le déchargement, de manière débarquée sur une station au sol. Ce procédé peut être mis en œuvre par un bouchon d’endoscopie 1 seul sans boîtier principal 21.
Dans un autre mode de réalisation, le procédé comprend une étape d’acquisition d’images à plusieurs moments dans le vol par un bouchon d’endoscopie 1, puis un traitement des images par le microprocesseur local 6 du bouchon d’endoscopie 1 pour extraire des informations, une transmission des données au boîtier principal 21 qui se charge du stockage des données dans son unité de mémorisation 24, puis une récupération du boîtier principal 21 et éventuellement du bouchon d’endoscopie 1, pour récupérer les données stockées dans l’unité de mémorisation 24. Les traitements se font dans ce cas après le déchargement, de manière débarquée sur une station au sol.
Dans tous les cas, le procédé, illustré sur la figure 6, d’imagerie en cours de vol d’un carter 12 d’une turbomachine d’un aéronef comprend tout d’abord une première étape 500 de fixation d’un bouchon d’endoscopie 1 d’imagerie à l’aide de moyens de fixation 5 qui forme une fixation manuelle réversible, avant le vol de l’aéronef. On note que le vol pourrait être un vol simulé sur un banc de test, le procédé facilitant alors des opérations de maintenance.
Le procédé comprend ensuite une deuxième étape 510 d’acquisition d’images à plusieurs instants pendant le vol par la caméra 2 comprise dans le bouchon d’endoscopie 1.
Puis, le procédé comprend une troisième étape 520 de stockage d’au moins une partie des données de chaque image dans une mémoire 7 ou 24 configurée pour être déchargée après le vol par un opérateur.
Le procédé comporte ensuite une quatrième étape 530 de déchargement des données stockées par un opérateur au sol après le vol de l’aéronef, er enfin, une cinquième étape 540 de traitement des données déchargées.
Une image acquise par la caméra 2 est décomposable en une matrice. Chaque point de la matrice comprend un coefficient comparable avec une référence.
Le procédé peut comprendre en outre, une sixième étape 550 de transmission des données à mémoriser à une mémoire externe au bouchon d’endoscopie 1 entre la deuxième étape 510 et la troisième étape 520, et/ou une septième 560 de traitement des images pour extraire et conditionner les données à mémoriser entre la deuxième étape 510 et la troisième étape 520.
Le boîtier principal 21 de l’ensemble modulaire et autonome 20 peut être configuré pour communiquer avec d’autres capteurs que celui embarqué dans les bouchons d‘endoscopie 1.
Sur la figure 7 est illustrée schématiquement une turbomachine 10 selon un mode de réalisation de l’invention sur laquelle est monté un ensemble modulaire et autonome 20 permettant de faire de l’imagerie à l’aide des bouchons d’endoscopie 1 et d’autres types de surveillance.
Sur le mode de réalisation illustré sur la figure 7, le kit 20 comprend un boîtier principal 21, des bouchons d’endoscopie 1 des figures 1 ou 2 mais non représentés sur cette figure 7 pour garder une figure lisible, et un premier capteur 71 et un second capteur 72 montés sur une turbomachine 10. Le premier capteur 71 est monté sur la nacelle de la turbomachine 10 en regard de la soufflante 11 pour lui permettre de réaliser une surveillance de la santé de l’aubage de la soufflante 11. Le second capteur 72 est monté sur la nacelle de la turbomachine 10 en regard de l’aubage 12 de l’étage du compresseur basse pression. Le boîtier principal 21 est quant à lui monté sur le carter de la soufflante de la turbomachine 10 sur une zone à basse température.
Le premier capteur 71 et le second capteur 72 sont installés sur la turbomachine dans des logements 70 prévus à cet effet et dotés d’une trappe d’accès depuis la nacelle permettant d’ouvrir et de fermer facilement l’accès aux logements pour monter ou démonter les capteurs 71 et 72.
Le boîtier principal 21 peut également être logé dans un emplacement prévu à cet effet avec une trappe d’accès dédiée. La trappe d’accès peut également être communalisée avec un logement dédié à la réception d’un autre élément de la turbomachine, comme une trappe d’accès à l’huile.
Dans le mode de réalisation illustré sur la figure 7, la turbomachine 10 comprend trois autres emplacements 70 prévus pour recevoir des capteurs similaires aux premier et second capteurs 71 et 72 ou bien d’autres capteurs, ces logements 70 pouvant être pour des capteurs amovibles ou bien pour des capteurs destinés à rester à résidence sur la turbomachine 10.
Le premier et le second des trois autres emplacements 70, qui sont libres sur la figure 7, sont localisés à l’arrière de la turbomachine 10, pour l’un, en regard l’étage 13 de la turbine basse pression et, pour l’autre, en regard de l’étage 22 de la turbine haute pression. Le troisième des trois autres emplacements 70 libres est localisé sur la nacelle de la turbomachine 10 en regard de l’étage 21 du compresseur haute pression.
Grâce à ces emplacements 70, il serait possible, dans une autre configuration d’avoir deux autres capteurs positionnés pour surveiller l’étage 21 du compresseur haute pression et l’étage 22 de la turbine haute pression qui sont couplés par l’arbre de transmission 19.
Dans une configuration où la turbomachine comprendrait un réducteur entre la soufflante 11 et le compresseur basse pression 12, et/ou un réducteur entre la turbine haute pression 22 et la turbine basse pression 13, la turbomachine pourrait également comprendre des emplacements 70 pour recevoir des capteurs au niveau des réducteurs.

Claims (11)

  1. Bouchon d’endoscopie (1) amovible et autobloquant destiné à être monté sur un orifice d’endoscopie (180) d’un carter (18)d’une turbomachine (10) d’un aéronef,
    caractérisé en ce que le bouchon d’endoscopie (1) comprend au moins une caméra (2) et/ou un capteur d’au moins un paramètre thermodynamique, un moyen de commande (6), un moyen de communication (4) sans fil configuré pour transmettre les images acquises par ladite caméra (2) à l’extérieur du bouchon d’endoscopie (1) via un réseau sans fil, et une unité d’alimentation configurée pour être couplée à une source d’alimentation et alimenter le bouchon d’endoscopie (1).
  2. Bouchon d’endoscopie (1) selon la revendication 1, comprenant en outre une source d’alimentation, telle qu’une batterie (3), couplée à l’unité d’alimentation et permettant le fonctionnement du bouchon d’endoscopie (1) indépendamment de la turbomachine (10) sur laquelle il est destiné à être embarqué.
  3. Bouchon d’endoscopie (1) selon l’une des revendications 1 ou 2, comprenant en outre un moyen de mémorisation (7) et/ou un accéléromètre dédié à la correction des images pour compenser les vibrations de ladite caméra (2) et/ou au moins un indicateur visuel (9) permettant d’indiquer une information visuelle à un opérateur.
  4. Bouchon d’endoscopie (1) selon l’une des revendications 1 à 3, dans lequel le moyen de commande (6) comprend un micro-processeur doté d’un module de traitement d’image.
  5. Bouchon d’endoscopie (1) selon l’une des revendications 1 à 4, comprenant au moins un indicateur visuel (21, 22, 23) permettant d’indiquer la nécessité de remplacement du bouchon d’endoscopie (1) sur la turbomachine (10) par un autre.
  6. Bouchon d’endoscopie (1) selon la revendication 5, comprenant un premier indicateur visuel (23) indiquant une autonomie d’alimentation électrique inférieure à un seuil d’autonomie d’alimentation électrique, un deuxième indicateur visuel (22) indiquant un espace mémoire des moyens de mémorisation (12) inférieur à un seuil d’espace de stockage disponible, et un troisième indicateur visuel indiquant une éventuelle panne du système.
  7. Ensemble modulaire (20) de prise de vue en cours de vol d’un carter (18) d’une turbomachine (10), l’ensemble modulaire (20) étant destiné à être embarqué sur une turbomachine (10),
    caractérisé en ce qu’il comprend au moins un bouchon d’endoscopie (1) selon l’une des revendications 1 à 6, et un boîtier principal (21) comportant un moyen de commande principal (26), un moyen de mémorisation principal (24), un moyen d’alimentation principal configuré pour être couplé à une source d’alimentation et alimenter au moins le boîtier principal (21) en électricité, et un moyen de communication principal (22) configuré pour communiquer avec le moyen de communication (4) dudit au moins un bouchon d’endoscopie (1).
  8. Ensemble modulaire (20) selon la revendication 7, dans lequel le boîtier principal (21) comprend en outre des moyens (25) de fixation manuelle réversible permettant de monter le boîtier principal (21) sur la turbomachine (10) de manière amovible.
  9. Ensemble modulaire (20) de mesure selon l’une des revendications 7 ou 8, dans lequel le boîtier principal (21) comprend une source d’alimentation, telle qu’une batterie (23), couplée au moyen d’alimentation principal du boîtier principal (21) et permettant le fonctionnement du boîtier principal (21) indépendamment de la turbomachine (10) sur laquelle l’ensemble modulaire (20) est destiné à être embarqué.
  10. Aéronef comprenant une turbomachine (10) et une nacelle, dans lequel la turbomachine (10) comprend un carter (12), des orifices d’endoscopie (180) disposés sur le carter (12), et au moins un bouchon d’endoscopie (1) selon l’une des revendications 1 à 6 ou un ensemble modulaire (20) selon l’une des revendications 7 à 9.
  11. Aéronef (10) selon la revendication 10, comprenant, pour le boîtier principal (21), un logement et une trappe d’accès audit logement montée sur la nacelle de la turbomachine (10), ledit boîtier principal (21) monté dans le logement étant monté de manière amovible sur la turbomachine (10) directement en regard de la trappe d’accès, la trappe d’accès étant confondue avec une trappe du niveau d’huile de la turbomachine (10).
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