FR3103275A1 - On-board, modular and autonomous method and system for detecting leaks on an aircraft turbomachine casing - Google Patents
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Abstract
Procédé et système embarqué, autonome et modulaire de détection de fuite sur un carter de turbomachine d’ un aéronef Un procédé de recherche de fuite sur un carter d’une turbomachine d’un aéronef en cours de vol de l’aéronef comprenant une première étape (500) de fixation d’un dispositif modulaire de recherche de fuite sur un carter de la turbomachine à l’aide de moyens de fixation manuelle réversible avant le vol de l’aéronef, une deuxième étape (510) d’acquisition d’images à plusieurs instants pendant le vol par au moins un moyen de prise de vue compris dans le dispositif modulaire, une troisième étape (520) de stockage d’au moins une partie des données de chaque image dans une mémoire configurée pour être déchargée après le vol, une quatrième étape (530) de déchargement des données stockées au sol après le vol de l’aéronef, et enfin, une cinquième étape (540) de traitement des données déchargées pour vérifier la détection d’une fuite sur le carter de la turbomachine au cours du vol. Figure pour l’abrégé : Fig.5.On-board, autonomous and modular method and system for detecting a leak on a turbomachine casing of an aircraft A method of detecting a leak on a casing of a turbomachine of an aircraft during flight of the aircraft comprising a first step (500) for fixing a modular leak detection device on a casing of the turbomachine using reversible manual fixing means before the flight of the aircraft, a second step (510) for acquiring images at several instants during the flight by at least one shooting means included in the modular device, a third step (520) of storing at least part of the data of each image in a memory configured to be discharged after the flight , a fourth step (530) of unloading the data stored on the ground after the flight of the aircraft, and finally, a fifth step (540) of processing the unloaded data to verify the detection of a leak on the casing of the turbomachine during the flight. Figure for the abstract: Fig. 5.
Description
La présente invention appartient au domaine de l’assistance à la maintenance aéronautique. Elle concerne plus particulièrement un procédé et un système modulaire et autonome de surveillance thermique embarquée sur la turbomachine pour fournir des informations permettant de détecter une fuite sur un carter de turbomachine d’aéronefs pendant le vol via un traitement de données hors ligne.The present invention belongs to the field of aeronautical maintenance assistance. It relates more particularly to a method and a modular and autonomous thermal monitoring system on board the turbine engine to provide information making it possible to detect a leak on an aircraft turbine engine casing during flight via offline data processing.
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.The invention finds a particularly advantageous application, although in no way limiting, in the context of predictive maintenance services carried out by a manufacturer of aircraft engines.
L’inspection de turbomachines d’aéronefs comprend généralement une surveillance embarquée, par exemple par caméra infrarouge) de la turbomachine pour faciliter les inspections dédiées, l’identification et la localisation d’une fuite de fluide telle qu’une fuite d’air, de fuel ou d’huile, pour assister l’inspection de turbomachine tout en minimisant les opérations d’inspection.The inspection of aircraft turbine engines generally includes on-board monitoring, for example by infrared camera) of the turbine engine to facilitate dedicated inspections, the identification and location of a fluid leak such as an air leak, of fuel or oil, to assist turbomachine inspection while minimizing inspection operations.
Lorsqu’une fuite est détectée sous la nacelle d’une turbomachine, typiquement sur le tarmac d’un aéroport, les procédures prévues dans le manuel de maintenance des aéronefs, ou AMM («aircraft maintenance manual» en anglais), demandent un comptage des gouttes s’écoulant de la nacelle afin de caractériser la gravité de la fuite, ainsi qu’un test olfactif et visuel qu’un opérateur doit mener pour déterminer la nature de la fuite.When a leak is detected under the nacelle of a turbine engine, typically on the tarmac of an airport, the procedures provided for in the aircraft maintenance manual, or AMM ("aircraft maintenance manual" in English), require a count of the drops flowing from the nacelle in order to characterize the severity of the leak, as well as an olfactory and visual test that an operator must carry out to determine the nature of the leak.
Lorsque que le débit, mesuré en gouttes par minute est trop élevé, une ventilation est demandée au pilote: cela consiste en la mise en rotation des parties tournantes grâce à un groupe de puissance auxiliaire (APU) ou un groupe de parc. La turbomachine n’est pas allumée et ne consomme donc pas de carburant. Il s’agit alors d’assécher les éventuelles condensations parasites liées à l’extinction précédente.When the flow rate, measured in drops per minute, is too high, ventilation is requested from the pilot: this consists of rotating the rotating parts using an auxiliary power unit (APU) or a park unit. The turbomachine is not on and therefore does not consume fuel. It is then a question of drying out any parasitic condensation linked to the previous extinction.
Si la fuite persiste, et selon la gravité de celle-ci, deux options se présentent. Une première option, dite de «dispatch» consiste à autoriser la turbomachine à retourner en mission selon les critères d’acceptabilité de l’AMM et conduire une opération de maintenance à la suite de quelques vols. Cela permet d’éviter un impact fort et instantané sur les opérations. Mais à terme, l’inspection relative à la seconde option aura lieu. Une seconde option consiste à immobiliser la turbomachine pour inspection et maintenance de la fuite. Cela nécessite souvent une dépose du moteur, et l’utilisation d’un banc d’essais avec un révélateur de fuites, ce qui a un impact important sur les opérations et la disponibilité du moteur.If the leak persists, and depending on its severity, two options are available. A first option, called “dispatch”, consists of authorizing the turbomachine to return to mission according to the acceptance criteria of the MA and carrying out a maintenance operation following a few flights. This avoids a strong and instantaneous impact on operations. But in the long term, the inspection relating to the second option will take place. A second option is to immobilize the turbomachine for inspection and maintenance of the leak. This often requires removal of the engine, and the use of a test bench with a leak indicator, which has a significant impact on operations and engine availability.
Les systèmes connus de l’état de la technique sont des modules directement alimentés par une source électrique de l’avion, par exemple au travers du calculateur de contrôle moteur.The systems known from the state of the art are modules powered directly by an electrical source of the aircraft, for example through the engine control computer.
Il est connu dans l’état de la technique une surveillance thermique des moteurs via l’utilisation d’une caméra infra-rouge, dite en anglais de «trouble shooting», pour la localisation de défaillance. Cette surveillance est généralement réalisée sur banc test ou atelier.Thermal monitoring of motors is known in the state of the art via the use of an infra-red camera, known as “trouble shooting”, for fault location. This monitoring is generally carried out on a test bench or workshop.
Il est connu un dispositif robotique de détection d’une de gaz comprenant une pluralité de capteur et étant configuré sous la forme d’un robot mobile, ou drone, placé à l’intérieur d’une turbomachine et parcourant la turbomachine pour détecter la source d’une fuite.There is known a robotic device for detecting a gas comprising a plurality of sensors and being configured in the form of a mobile robot, or drone, placed inside a turbomachine and traversing the turbomachine to detect the source of a leak.
Il est également connu des systèmes de surveillance d’un passage fluidique à l’aide d’images thermographiques pour des turbines industrielles de production d’énergie électrique ou des générateurs.Systems for monitoring a fluid passage using thermographic images for industrial turbines for the production of electrical energy or generators are also known.
Les solutions proposées dans l’état de la technique sont soit inadaptées aux turbomachines d’aéronefs et à leurs conditions de fonctionnement, soit sont des solutions qui génèrent un impact massique non négligeable à long terme sur la turbomachine, ou encore ne permettent pas lors des opérations de maintenances et de contrôle au sol des turbomachines d’aéronefs de réaliser une opération rapide permettant la récupération des données.The solutions proposed in the state of the art are either unsuitable for aircraft turbomachines and their operating conditions, or are solutions which generate a non-negligible long-term mass impact on the turbomachine, or even do not allow during maintenance and ground control operations of aircraft turbine engines to carry out a rapid operation allowing the recovery of data.
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 qu’en terme de données de fonctionnement du moteur.Monitoring the wear and use of a complex system, such as a turbomachine, requires detailed knowledge of the conditions during the various flights, both in terms of environmental data and in terms of engine operation.
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.The monitoring of operational uses and wear and tear have high economic stakes: they are intended for the monitoring of contracts, or even for forecasting maintenance, forecasting stocks, labor or planning.
Habituellement, les données issues du moteur, et notamment du calculateur de contrôle moteur, sont enregistrées directement dans le calculateur de contrôle moteur. Afin de pouvoir avoir accès à ces données un opérateur doit directement se connecter au calculateur.Usually, the data coming from the engine, and in particular from the engine control computer, are recorded directly in the engine control computer. In order to be able to access this data, an operator must connect directly to the computer.
Cependant pour se connecter il est nécessaire d’ouvrir le capot moteur, l’opérateur doit se connecter au calculateur à l’aide d’un boitier spécifique de déchargement et attendre que les données soient déchargées ce qui peut représenter un temps global de plusieurs dizaines de minutes. Cette contrainte temporelle a pour conséquence directe que les données sont très peu fréquemment déchargées car cela représente une contrainte pour les opérateurs sols.However to connect it is necessary to open the bonnet, the operator must connect to the computer using a specific unloading box and wait for the data to be unloaded which can represent an overall time of several tens minutes. This temporal constraint has the direct consequence that the data is downloaded very infrequently because this represents a constraint for the ground operators.
De plus, selon certaines architectures moteurs, typiquement sur des moteurs compacts, l’accessibilité aux calculateurs pour leur déchargement peut parfois être compliquée, chronophage et peu ergonomique pour l’opérateur en charge du déchargement des données.In addition, according to certain engine architectures, typically on compact engines, access to computers for downloading them can sometimes be complicated, time-consuming and not very ergonomic for the operator in charge of data downloading.
En conséquence, il est constaté une disparité des taux de déchargement en fonction des opérateurs des turbomachines et des programmes de turbomachines (type de moteur).Consequently, a disparity is observed in the unloading rates depending on the operators of the turbomachines and the turbomachine programs (type of engine).
Un autre moyen d’enregistrer les données environnementales en vol consiste à effectuer l’enregistrement directement par un calculateur centralisé avion. Cependant, ce calculateur ne peut pas enregistrer l’ensemble des données du calculateur moteur.Another way of recording environmental data in flight consists of recording directly by a centralized aircraft computer. However, this ECU cannot save all the engine ECU data.
Il est connu un système permettant de suivre l’état de santé d’un hélicoptère grâce à l’analyse des données. Cependant, ce système n’indique pas comment enregistrer les données des moteurs et ne propose pas de solution pour décharger les données vers un système de surveillance.A system is known which makes it possible to monitor the state of health of a helicopter thanks to the analysis of the data. However, this system does not indicate how to record engine data and does not offer a solution to offload the data to a monitoring system.
Il est également connu un appareil permettant de tester le calculateur de contrôle moteur (ECU en anglais pour Engine Control Unit) sans permettre d’enregistrer les données moteur générées pendant son exploitation.A device is also known which makes it possible to test the engine control computer (ECU in English for Engine Control Unit) without making it possible to record the engine data generated during its operation.
Il est aussi connu du document EP 1956216 une installation permettant de vérifier les équipements embarqués à bord d’un aéronef. Cependant, cette installation ne permet ni d’enregistrer des données moteurs du calculateur de contrôle moteur, ni de détecter et d’identifier la présence d’autres équipements sans contact avec eux.It is also known from document EP 1956216 an installation making it possible to check the equipment on board an aircraft. However, this installation does not make it possible to record engine data from the engine control computer, nor to detect and identify the presence of other equipment without contact with them.
Les systèmes connus de l’état de la technique ne prévoient donc pas de capture de déchargement modulaire des données du moteur puisqu’en général, la mémoire est stockée soit dans le calculateur ce qui impose à un opérateur de la décharger directement du calculateur, ou bien une partie des données est déchargée dans un concentrateur de données qui centralise les données de l’ensemble des calculateurs avions, mais qui, du coup, ne permet pas d’obtenir l’ensemble des données générées pour une question d’espace de stockage disponible, ces données étant ensuite déchargées.The systems known from the state of the art therefore do not provide for modular unloading capture of engine data since in general the memory is stored either in the computer, which requires an operator to unload it directly from the computer, or although part of the data is downloaded into a data concentrator which centralizes the data of all the aircraft computers, but which, as a result, does not make it possible to obtain all the data generated for a question of storage space available, this data being then downloaded.
A cet effet, la présente invention propose de fournir un système modulaire et autonome permettant surveiller thermiquement les compartiments sous nacelle d’une turbomachine et ainsi de faciliter l’inspection, l’identification et la localisation d’une fuite de fluide (air, fuel, huile) pressentie, dans le but d’optimiser les opérations de maintenance lourde.To this end, the present invention proposes to provide a modular and autonomous system making it possible to thermally monitor the compartments under the nacelle of a turbomachine and thus to facilitate the inspection, identification and location of a fluid leak (air, fuel , oil) approached, with the aim of optimizing heavy maintenance operations.
L’invention a pour objet un procédé de recherche de fuite sur un carter d’une turbomachine d’un aéronef en cours de vol de l’aéronef, le procédé comprenant:
- une première étape de fixation d’un dispositif modulaire de recherche de fuite sur un carter de la turbomachine à l’aide de moyens de fixation manuelle réversible avant le vol de l’aéronef,
- une deuxième étape d’acquisition d’images à plusieurs instants pendant le vol par au moins un moyen de prise de vue compris dans le dispositif modulaire,
- une troisième étape de stockage d’au moins une partie des données de chaque image dans une mémoire configurée pour être déchargée après le vol,
- une quatrième étape de déchargement des données stockées au sol après le vol de l’aéronef, et
- une cinquième étape de traitement des données déchargées pour vérifier la détection d’une fuite sur le carter de la turbomachine au cours du vol.The subject of the invention is a method for searching for leaks on a casing of a turbine engine of an aircraft during flight of the aircraft, the method comprising:
- a first step of fixing a modular leak detection device on a casing of the turbine engine using reversible manual fixing means before the flight of the aircraft,
- a second step of acquiring images at several times during the flight by at least one shooting means included in the modular device,
- a third step of storing at least part of the data of each image in a memory configured to be unloaded after the flight,
- a fourth step of unloading the data stored on the ground after the flight of the aircraft, and
- a fifth step of processing the data discharged to verify the detection of a leak on the casing of the turbomachine during the flight.
Dans un premier aspect du procédé de recherche de fuite, le procédé peut comprendre en outre, entre la deuxième étape et la troisième étape, une étape de transmission des données à mémoriser à une mémoire externe au dispositif modulaire.In a first aspect of the leak detection method, the method may further comprise, between the second step and the third step, a step of transmitting the data to be stored to a memory external to the modular device.
Dans un second aspect du procédé de recherche de fuite, le procédé peut également comprendre, entre la deuxième étape et la troisième étape, une étape de traitement des images pour extraire et conditionner les données à mémoriser.In a second aspect of the leak search method, the method can also comprise, between the second step and the third step, an image processing step to extract and condition the data to be stored.
L’invention a pour autre objet un dispositif modulaire de recherche de fuite sur un carter d’une turbomachine, le dispositif modulaire tant destiné à être embarqué sur une turbomachine et comprenant au moins un moyen de prise de vue, un moyen de commande, un moyen de communication configuré pour transmettre les données recueillies par ledit au moins un moyen de prise de vue à l’extérieur du dispositif modulaire, et une unité d’alimentation configurée pour être couplée à une source d’alimentation et alimenter le dispositif modulaire.Another object of the invention is a modular device for detecting leaks on a casing of a turbomachine, the modular device both intended to be on board a turbomachine and comprising at least one camera means, one control means, one communication means configured to transmit the data collected by said at least one camera means to the exterior of the modular device, and a power supply unit configured to be coupled to a power source and to power the modular device.
Selon une caractéristique générale de l’invention, le dispositif modulaire comprend des moyens de fixation manuelle réversible permettant de monter le dispositif modulaire sur la turbomachine de manière amovible.According to a general characteristic of the invention, the modular device comprises reversible manual fastening means making it possible to mount the modular device on the turbine engine in a removable manner.
Par moyens de fixation manuelle, on entend des moyens permettant la fixation du dispositif modulaire sur la turbomachine sans recourir à un quelconque outil. Le dispositif modulaire peut ainsi être monté et démonté de la turbomachine rapidement et facilement sans outil. Le système modulaire peut ainsi être monté successivement sur différentes turbomachines en fonction des besoins grâce aux moyes de fixation, et sur différents points d’attache prévus sur une même turbomachine. Cette amovibilité permet de récupérer les données recueillies par le moyen de prise de vue très rapidement, tout simplement en retirant le dispositif modulaire, ce dernier pouvant être remplacé par un autre dispositif modulaire si besoin pour le vol suivant. Les données peuvent ensuite être récupérées en connectant le dispositif modulaire ainsi retiré à une station au sol.Manual attachment means means means allowing the modular device to be attached to the turbine engine without resorting to any tool. The modular device can thus be mounted and dismounted from the turbomachine quickly and easily without tools. The modular system can thus be mounted successively on different turbomachines according to the needs thanks to the fixing means, and on different attachment points provided on the same turbomachine. This removability makes it possible to recover the data collected by the shooting means very quickly, quite simply by removing the modular device, the latter being able to be replaced by another modular device if necessary for the next flight. The data can then be recovered by connecting the modular device thus removed to a ground station.
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 dispositif. La modularité du dispositif embarqué en tant que kit dit Plug & Play en anglais lui permet d’être monté de manière ponctuelle sur au moins une turbomachine et de n’embarquer le dispositif que lorsque la récupération des données est nécessaire, par exemple, lorsqu’il y a une suspicion de fuite.This removability also makes it possible to limit the mass impact on a turbomachine, and by extension on an aircraft, linked to the loading on the turbomachine of such a device. The modularity of the onboard device as a so-called Plug & Play kit allows it to be mounted on an ad hoc basis on at least one turbomachine and to embed the device only when data recovery is necessary, for example, when there is a suspicion of a leak.
L’amovibilité fournie par l’invention permet ainsi d’utiliser le «dispatch», c’est-à-dire le temps avant l’opération de maintenance obligatoire après toute détection d’anomalie, pour commencer le «trouble shooting», c’est-à-dire la détection et la caractérisation de la fuite, plutôt qu’attendre que le moteur soit immobilisé pour que l’opérateur fasse le tour afin d’essayer de trouver la fuite. Cela permet en outre d’anticiper les passages en banc d’essais en atelier de maintenance.The removability provided by the invention thus makes it possible to use the "dispatch", that is to say the time before the compulsory maintenance operation after any anomaly detection, to start the "trouble shooting", c ie detecting and characterizing the leak, rather than waiting for the engine to come to a standstill for the operator to drive around trying to find the leak. This also makes it possible to anticipate passages on the test bench in the maintenance workshop.
Les moyens de fixation manuelle réversible permettent à l’opérateur d’enlever facilement en moins de trente minutes et de préférence en un temps cible de deux minutes le dispositif modulaire et ainsi de clairement optimiser le temps d’opération sur la turbomachine.The reversible manual fastening means allow the operator to easily remove the modular device in less than thirty minutes and preferably in a target time of two minutes and thus clearly optimize the operating time on the turbomachine.
Selon un premier aspect du système modulaire de recherche de fuite, le dispositif modulaire peut comprendre en outre une source d’alimentation électrique, telle qu’une batterie, couplée à l’unité d’alimentation et permettant le fonctionnement du dispositif modulaire indépendamment de la turbomachine sur laquelle il est destiné à être embarqué.According to a first aspect of the modular leak detection system, the modular device may further comprise an electrical power source, such as a battery, coupled to the power supply unit and allowing the modular device to operate independently of the turbomachine on which it is intended to be embarked.
L’autonomie du dispositif modulaire fournie par la source d’alimentation permet d’installer ponctuellement le dispositif sur une turbomachine sans le relier par un câble à une source d’alimentation et ainsi de faciliter son installation en évitant d’avoir à passer un câble sur la turbomachine entre la source d’alimentation et le dispositif modulaire.The autonomy of the modular device provided by the power source makes it possible to install the device punctually on a turbomachine without connecting it by a cable to a power source and thus to facilitate its installation by avoiding having to pass a cable. on the turbomachine between the power source and the modular device.
L’alimentation électrique est réalisée de préférence au travers d’une source d’alimentation sécurisée telle qu’une alimentation isolée par exemple ou un système d’énergie autonome.The power supply is preferably carried out through a secure power source such as an isolated power supply for example or an autonomous energy system.
Selon un deuxième aspect du système modulaire de recherche de fuite, le moyen de communication peut être un moyen de communication sans fil.According to a second aspect of the modular leak detection system, the communication means can be a wireless communication means.
L’utilisation d’un moyen de communication sans fil permet de faciliter l’installation du dispositif modulaire puisqu’elle évite de devoir raccorder le dispositif à un autre boîtier pour récupérer les donner et donc de passer un câble supplémentaire entre les deux éléments sur la turbomachine. Ce qui permet ainsi de réduire le temps d’installation et de désinstallation du dispositif modulaire de mesure de la dilatation d’un carter de turbomachine.The use of a wireless communication means facilitates the installation of the modular device since it avoids having to connect the device to another box to recover the data and therefore to pass an additional cable between the two elements on the turbomachinery. This thus makes it possible to reduce the installation and uninstallation time of the modular device for measuring the expansion of a turbomachine casing.
En outre, l’utilisation d’une communication sans fil permet de diminuer le poids du système sur la turbomachine en évitant un harnais de câblage.In addition, the use of wireless communication makes it possible to reduce the weight of the system on the turbomachine by avoiding a wiring harness.
Selon un troisième aspect du système modulaire de recherche de fuite, le dispositif modulaire peut comprendre en outre un moyen de mémorisation pour stocker les données recueillies par les moyens de prises de vue.According to a third aspect of the modular leak detection system, the modular device may further comprise a memory means for storing the data collected by the image capture means.
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 dispositif modulaire soit récupéré.The collected data can thus be stored temporarily so that the control means performs data processing or else to store them until the modular device is recovered.
Selon un quatrième aspect du système modulaire de recherche de fuite, le moyen de commande peut comprendre un micro-processeur ou un microcontrôleur doté d’un module de traitement d’image.According to a fourth aspect of the modular leak detection system, the control means may comprise a microprocessor or a microcontroller equipped with an image processing module.
Selon un cinquième aspect du dispositif modulaire de recherche de fuite, le dispositif modulaire peut comprendre en outre un accéléromètre dédié à la correction des images pour compenser les vibrations dudit au moins un moyen de prise de vue.According to a fifth aspect of the modular leak detection device, the modular device may also comprise an accelerometer dedicated to image correction to compensate for the vibrations of said at least one imaging means.
Selon un sixième aspect du dispositif modulaire de recherche de fuite, le dispositif modulaire peut comprendre en outre au moins un indicateur visuel permettant d’indiquer une information visuelle à un opérateur.According to a sixth aspect of the modular leak detection device, the modular device can also comprise at least one visual indicator making it possible to indicate visual information to an operator.
Selon un septième aspect du dispositif modulaire de recherche de fuite, un moyen de prise de vue peut être une caméra infrarouge.According to a seventh aspect of the modular leak detection device, a shooting means can be an infrared camera.
Dans un autre objet de l’invention, il est proposé un ensemble modulaire de recherche de fuite sur un carter d’une turbomachine, l’ensemble modulaire étant destiné à être embarqué sur une turbomachine.In another object of the invention, there is proposed a modular assembly for detecting leaks on a casing of a turbomachine, the modular assembly being intended to be embedded in a turbomachine.
Selon une caractéristique générale de l’objet, l’ensemble modulaire comprend au moins un dispositif modulaire 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 les moyens de communication dudit au moins un dispositif modulaire.According to a general characteristic of the object, the modular assembly comprises at least one modular device as defined above, and a main box comprising main control means, main storage means, main power supply means configured to be coupled to a power source and supply electricity to at least the main housing, and a main communication means configured to communicate with the communication means of said at least one modular device.
Le boîtier principal permet notamment de recueillir et stocker les données transmises par le moyen de communication du ou des dispositif(s) modulaire(s) et ainsi de stocker les données recueillis par le moyen de prise de vue dudit au moins un dispositif modulaire dans une autre zone de la turbomachine que celles où sont disposés ledit au moins un dispositif modulaire. 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 «soak back» en anglais.The main box makes it possible in particular to collect and store the data transmitted by the communication means of the modular device(s) and thus to store the data collected by the shooting means of said at least one modular device in a other zone of the turbomachine than those where said at least one modular device is arranged. Thus the main housing can be mounted in an area subject to lower temperatures and thus offer less risk of the memory being damaged by heat and in particular during the phenomena of temperature rises after the shutdown of the turbomachine, known under the name of "soak back" in English.
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.According to a first aspect of the modular assembly, the main casing may also comprise reversible manual fastening means making it possible to mount the main casing on the turbomachine in a removable manner.
Selon un deuxième aspect de l’ensemble modulaire, le boîtier principal peut comprendre en outre une source d’alimentation, telle qu’une batterie, 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.According to a second aspect of the modular assembly, the main box can further comprise a power source, such as a battery, by means of the main power supply of the main box and allowing the operation of the main box independently of the turbomachine on which the modular assembly is intended to be embarked.
Selon un troisième aspect de l’ensemble modulaire, le moyen de communication principal du boîtier principal comprend un module de communication sans fil.According to a third aspect of the modular assembly, the main means of communication of the main box comprises a wireless communication module.
Dans un autre objet de l’invention, il est proposé une turbomachine comprenant une nacelle et configurée pour recevoir un dispositif modulaire de recherche de fuite sur un carter d’une turbomachine tel que défini ci-dessus ou un ensemble modulaire de recherche de fuite sur un carter d’une turbomachine tel que défini ci-dessus.In another object of the invention, there is proposed a turbomachine comprising a nacelle and configured to receive a modular leak detection device on a casing of a turbomachine as defined above or a modular leak detection assembly on a casing of a turbomachine as defined above.
Selon un premier aspect de la turbomachine, celle-ci peut comprendre en outre, pour chaque élément de l’ensemble parmi le boîtier principal et ledit au moins un dispositif modulaire, un logement et une trappe d’accès audit logement montée sur la nacelle de la turbomachine.According to a first aspect of the turbomachine, the latter may further comprise, for each element of the assembly from the main housing and said at least one modular device, a housing and an access hatch to said housing mounted on the nacelle of the turbomachine.
Selon un second aspect de la turbomachine, la trappe d’accès peut être confondue avec une trappe du niveau d’huile de la turbomachine.According to a second aspect of the turbomachine, the access hatch can be confused with a hatch for the oil level of the turbomachine.
L'invention s'applique d'une manière générale dans le cadre de services de maintenance prédictive réalisés par un fabricant de moteurs d’aéronefs.The invention applies generally in the context of predictive maintenance services carried out by a manufacturer of aircraft engines.
Sur la figure 1 est représenté schématiquement un dispositif 1 modulaire et autonome de recherche de fuite sur un carter d’une turbomachine selon un mode de réalisation de l’invention, le dispositif 1 étant destiné à être monté sur une turbomachine 10.In Figure 1 is shown schematically a modular and autonomous leak detection device 1 on a casing of a turbomachine according to one embodiment of the invention, the device 1 being intended to be mounted on a turbomachine 10.
Le dispositif modulaire 1 comprend une caméra infrarouge 2, une batterie locale 3, un moyen de communication 4 permettant de communiquer avec une unité de communication externe au dispositif modulaire 1 par liaison filaire ou sans fil selon la configuration choisie pour le moyen de communication 4, deux clips de fixation manuelle réversible 5, un microprocesseur local 6, une mémoire locale 7, un accéléromètre 8, et une interface homme-machine 9 formant un indicateur visuel. L’interface homme-machine peut comprendre un écran LCD ou bien des diodes électroluminescentes.The modular device 1 comprises an infrared camera 2, a local battery 3, a means of communication 4 making it possible to communicate with a communication unit external to the modular device 1 by wired or wireless link according to the configuration chosen for the means of communication 4, two reversible manual fastening clips 5, a local microprocessor 6, a local memory 7, an accelerometer 8, and a man-machine interface 9 forming a visual indicator. The human-machine interface may include an LCD screen or light-emitting diodes.
Les clips de fixation manuelle réversible 5 permettent de fixer le dispositif modulaire 1 sur une turbomachine 10 sans utiliser d’outil et de manière facilement amovible. Les clips de fixation 5 sont des fixations physiques multipoint pour raccord mécanique à une turbomachine 10.The reversible manual fixing clips 5 make it possible to fix the modular device 1 on a turbomachine 10 without using a tool and in an easily removable manner. The fixing clips 5 are physical multipoint fixings for mechanical connection to a turbomachine 10.
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.The local memory 7 can comprise a random access memory of the RAM type dedicated to the calculation of the processor 6, and possibly in addition a read only memory of the NVRAM type for the data storage.
L’information captée par la caméra infrarouge 2 est délivrée au processeur 6 qui peut réaliser un traitement de l’image en utilisant la mémoire vive de la mémoire locale 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 dispositif modulaire 1 via le moyen de communication 4.The information captured by the infrared camera 2 is delivered to the processor 6 which can perform image processing using the random access memory of the local memory for the calculations, either before storing it in the ROM of the local memory 7 when the latter includes a read only memory, or before transmitting it to a unit external to the modular device 1 via the communication means 4.
Le processeur 6 est configuré pour transformer les informations brutes acquises à plusieurs dizaines de kHz en provenance de la caméra infrarouge 2 en un signal transmissible (numérisation, compression, prétraitement, détection de passage d’aube).The processor 6 is configured to transform the raw information acquired at several tens of kHz coming from the infrared camera 2 into a transmissible signal (digitization, compression, pre-processing, dawn passage detection).
L’accéléromètre 8 permet de capter les vibrations du dispositif modulaire 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 infrarouge 2 si le traitement de l’image est réalisée par une unité externe au dispositif modulaire 1 telle qu’un boîtier externe ou une station au sol.The accelerometer 8 makes it possible to capture the vibrations of the modular device 1 and to transmit the information to the processor 6 which can take this information into account when it carries out an image processing or else transmit this information with the data delivered by the infrared camera 2 if the image processing is carried out by a unit external to the modular device 1 such as an external box or a ground station.
Sur la figure 2 est illustrée une vue schématique en coupe d’une turbomachine comprenant le dispositif modulaire de la figure 1.In Figure 2 is shown a schematic sectional view of a turbine engine comprising the modular device of Figure 1.
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 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.The turbomachine 10 comprises a fan 11, a low pressure compressor 12, a high pressure compressor 13, a combustion chamber 14, a high pressure turbine 15 and a low pressure turbine 16. The compressors 12 and 13, the combustion chamber 14 and the turbines 15 and 16 are arranged in a primary stream 170 extending between an inner casing 17 and an intermediate casing 18 extending radially around the inner casing 17, the intermediate casing 18 also defining with an outer casing 19 a secondary stream 190 , the secondary vein 190 extending between the intermediate casing 18 and the outer casing 19.
Le carter intermédiaire 18 comprend en outre des bouchons d’endoscopie 180 permettant d’accéder aux aubes de la turbine basse pression pour contrôler leur état lors d’opération de maintenance au sol.The intermediate casing 18 further comprises endoscope plugs 180 allowing access to the blades of the low pressure turbine to check their condition during maintenance operations on the ground.
Dans l’exemple illustré sur la figure 2, le dispositif modulaire 1 est monté sur la turbomachine 10 en amont de la turbine basse pression 16 avec la caméra infrarouge 2 disposée en regard des bouchons d’endoscopie 180 dans le carter intermédiaire 18.In the example illustrated in Figure 2, the modular device 1 is mounted on the turbine engine 10 upstream of the low pressure turbine 16 with the infrared camera 2 placed opposite the endoscope plugs 180 in the intermediate casing 18.
Le dispositif modulaire 1 est installé sur la turbomachine 10 dans un logement prévu à cet effet et la turbomachine 10 est dotée d’une trappe d’accès depuis la nacelle permettant d’ouvrir et de fermer facilement l’accès au logement pour monter ou démonter le dispositif modulaire 1.The modular device 1 is installed on the turbine engine 10 in a housing provided for this purpose and the turbine engine 10 is provided with an access hatch from the nacelle allowing easy opening and closing of access to the housing for mounting or dismounting. the modular device 1.
Sur la figure 3 est représenté schématiquement un ensemble 20 modulaire et autonome de recherche de fuite sur un carter d’une turbomachine selon un mode de réalisation de l’invention, l’ensemble 20 de recherche de fuite étant destiné à être monté sur une turbomachine 10.In FIG. 3 is shown schematically a modular and autonomous assembly 20 for detecting leaks on a casing of a turbomachine according to one embodiment of the invention, the assembly 20 for detecting leaks being intended to be mounted on a turbomachine. 10.
Dans le mode de réalisation illustré sur la figure 1, l’ensemble 20, ou kit, modulaire et autonome de mesure comprend un boîtier principal 21 et un capteur 1. Le capteur correspond au dispositif modulaire 1 de la figure 1. Dans une variante, l’ensemble 20 pourrait comprendre plusieurs capteurs 1.In the embodiment illustrated in Figure 1, the assembly 20, or kit, modular and autonomous measurement comprises a main box 21 and a sensor 1. The sensor corresponds to the modular device 1 of Figure 1. In a variant, the assembly 20 could comprise several sensors 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.The main box 21 includes a communication unit 22, a main power supply battery 23, a storage unit 24, two reversible manual fixing clips 25 and a main processing unit 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.A part of the storage unit 24 is a random access memory of the RAM type dedicated to the calculation and another part of the storage unit 24 is a read only memory of the NVRAM type for the storage of the results and the configuration parameters of the main processing unit 26 such as a processor.
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.The reversible manual fixing clips 25 of the main casing 21 make it possible to fix the main casing 21 on a turbomachine 10 without using any tool and in an easily removable manner. The fixing clips 25 are multipoint physical fixings for mechanical connection to a turbomachine 10.
Dans ce mode de réalisation, le moyen de communication 4 du capteur 1 est configuré pour communiquer avec l’unité de communication 22 du boîtier principal 21.In this embodiment, the communication means 4 of the sensor 1 is configured to communicate with the communication unit 22 of the main box 21.
Dans le mode de réalisation illustré sur la figure 4, le moyen de communication 4 du capteur 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.In the embodiment illustrated in FIG. 4, the communication means 4 of the sensor 1 is adapted to the wireless transmission and reception of information, and the communication unit 22 of the main box 21 is configured and adapted to receive the information transmitted via a wireless communication network.
Dans une variante, l’ensemble modulaire 20 peut comprendre une seule source d’alimentation, telle qu’une batterie, localisée dans le boîtier principal 21 et alimentant en énergie électrique le capteur 1 via une liaison filaire.Alternatively, the modular assembly 20 may comprise a single power source, such as a battery, located in the main box 21 and supplying electrical energy to the sensor 1 via a wired connection.
Tout comme le capteur 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.Like the sensor 1, the main housing 21 can be housed in a location provided for this purpose with a dedicated access hatch provided on the turbomachine 10. The access hatch can also be shared with a housing dedicated to the reception of another component of the turbomachine, such as an oil access door.
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 le logement recevant le capteur 1.The main housing 21 is preferably installed in a housing for which the ambient temperatures are lower, and the temperature variations are less significant than the housing receiving the sensor 1.
L’ensemble modulaire 20, ou kit, est utilisé comme suit.Modular assembly 20, or kit, is used as follows.
Lorsqu’ une fuite est découverte sur une turbomachine 10, et dans les tolérances de l’AMM pour conduire à un dispatch, on installe un ensemble modulaire 20 sur la turbomachine 10, en plaçant le boîtier principal 21 dans un des logements prévus à cet effet sur la turbomachine 10 via une trappe d’accès, le logement étant soumis à de faibles températures, et en plaçant un dispositif modulaire 1 là où l’opérateur suspecte la source de la fuite suite à une inspection visuelle rapide éventuellement dans un logement prévu à cette effet via une trappe d’accès. Cette installation prend moins de 30 minutes. Dans le cadre du dispatch, la turbomachine 10 retourne en opération sur un aéronef, ce qui permet alors au kit 20 de récolter les informationsvia le dispositif modulaire 1.When a leak is discovered on a turbomachine 10, and within the tolerances of the AMM to lead to a dispatch, a modular assembly 20 is installed on the turbomachine 10, by placing the main box 21 in one of the housings provided for this purpose on the turbomachine 10 via an access hatch, the housing being subjected to low temperatures, and by placing a modular device 1 where the operator suspects the source of the leak following a quick visual inspection possibly in a housing provided for this effect via an access hatch. This installation takes less than 30 minutes. As part of the dispatch, the turbomachine 10 returns to operation on an aircraft, which then allows the kit 20 to collect the information via the modular device 1.
L’information captée par la caméra infrarouge 2 du dispositif modulaire 1 transite vers le microcontrôleur 6 qui prépare l’émission de l’information vers l’unité de communication 22 du boîtier principal. Le microcontrôleur 6 est configuré pour transformer les informations brutes acquises à plusieurs dizaines de kHz en provenance de la caméra infrarouge 2 en un signal transmissible (numérisation, compression, prétraitement, poursuite de singularité thermique). Le moyen de communication 4 est adapté à la transmission et réception d’information sans fil, ce qui permet de transmettre les informations à l’unité de communication 22 du boîtier principal 21 via une communication sans fil.The information captured by the infrared camera 2 of the modular device 1 passes to the microcontroller 6 which prepares the transmission of information to the communication unit 22 of the main box. The microcontroller 6 is configured to transform the raw information acquired at several tens of kHz coming from the infrared camera 2 into a transmissible signal (digitization, compression, preprocessing, thermal singularity tracking). The means of communication 4 is suitable for transmitting and receiving information wirelessly, which makes it possible to transmit the information to the communication unit 22 of the main box 21 via wireless communication.
Le boitier principal 21 stocke alors les informations reçues dans la mémoire morte de type NVRAM de l’unité de mémorisation 24. Il est possible de placer plusieurs dispositifs modulaires 1 sur une même turbomachine 10 pour suivre une même fuite ou plusieurs fuites, les informations recueillies par ces dispositifs modulaires étant ensuite stockées dans l’unité de mémorisation 24 du boîtier principal 21 auquel les dispositifs modulaires 1 sont couplés. Tous les dispositifs modulaires 1 peuvent être couplés à un même boîtier principal 21 ou à différents boîtiers principaux 21 auquel cas chaque ensemble comprenant un boîtier principal 21 et au moins un dispositif modulaire 1 couplé au boîtier principal 21 forme un kit 20.The main box 21 then stores the information received in the NVRAM type read only memory of the storage unit 24. It is possible to place several modular devices 1 on the same turbomachine 10 to follow the same leak or several leaks, the information collected by these modular devices being then stored in the storage unit 24 of the main box 21 to which the modular devices 1 are coupled. All the modular devices 1 can be coupled to the same main box 21 or to different main boxes 21, in which case each set comprising a main box 21 and at least one modular device 1 coupled to the main box 21 forms a kit 20.
L’unité de mémorisation 24 du boîtier principal 21 permet le stockage des informations de manière déportée et sécurisée par rapport aux caméras infrarouge 2 des dispositifs modulaires qui se situent dans des environnements plus critiques. En effet, les dispositifs modulaires 1 peuvent être soumis à des environnements très contraignants (notamment thermiques) et, être considérés comme des éléments «consommables» du kit 20. Auquel cas l’acquisition des informations se fait finalement de manière déportée du centre névralgique du kit 20, c’est-à-dire du boîtier principal 21, et la perte d’un dispositif modulaire 1 du kit 20, dit kit plug and play en anglais, ne compromet pas l’intégrité des informations capturées, destinées à un traitement ultérieur.The storage unit 24 of the main box 21 allows the storage of information in a remote and secure manner with respect to the infrared cameras 2 of the modular devices which are located in more critical environments. Indeed, the modular devices 1 can be subjected to very constraining environments (in particular thermal) and, be considered as “consumable” elements of the kit 20. In which case the acquisition of information is finally carried out remotely from the nerve center of the kit 20, that is to say of the main box 21, and the loss of a modular device 1 of the kit 20, known as a plug and play kit in English, does not compromise the integrity of the information captured, intended for processing ulterior.
Afin de réaliser ces traitements sur ces donnéeson peut distinguer deux modes de mise en œuvre. Dans un premier mode mise en œuvre, les traitements se font de manière embarqué, via l’unité de traitement principale 26 du boîtier principal 21, qui est alors plus puissante que le microcontrôleur 6 du dispositif modulaire 1, et ce par exemple afin de mener des traitements plus lourds. Dans un second mode de mise en œuvre, les traitements peuvent être réalisés de manière débarquée, c’est-à-dire après téléchargement des données stockées dans le boitier principal 21 du kit 20 vers une station au sol permettant l’application de traitement et d’algorithme plus lourds.In order to carry out this processing on this data, two modes of implementation can be distinguished. In a first mode of implementation, the processing is carried out in an on-board manner, via the main processing unit 26 of the main box 21, which is then more powerful than the microcontroller 6 of the modular device 1, and this for example in order to carry out heavier treatments. In a second mode of implementation, the processing can be carried out in an unloaded manner, that is to say after downloading the data stored in the main box 21 of the kit 20 to a ground station allowing the application of processing and heavier algorithms.
Si le téléchargement se fait durant le vol, il est possible pour le boîtier principal 21 de transmettre les informations traitées par l’unité de traitement principal 26 à des stations au sol via l’unité de communication principal 22. Les traitements de la station sol se feront alors tandis que la turbomachine 10 n’a pas encore regagnée le tarmac. Sinon il faut attendre que la turbomachine 10 ait finie la mission pour statuer sur la fuite.If the downloading is done during the flight, it is possible for the main unit 21 to transmit the information processed by the main processing unit 26 to ground stations via the main communication unit 22. The processing of the ground station will then take place while the turbomachine 10 has not yet returned to the tarmac. Otherwise, it is necessary to wait until the turbomachine 10 has finished the mission to rule on the leak.
Parmi ces traitements, il peut y avoir une exploitation des images thermiques, une décontextualisation des signatures, par exemple par convolution à une référence embarquée dans l’unité de traitement principal 26 si le boitier principal dispose des données de vol permettant de faire la décontextualisation par exemple, mais également via des données complémentaires disponibles dans les bases de données de la station au sol (Régime de rotation, Quantité de fuel injectée, débit de prélèvement des diverses canalisation etc.). Les traitements peuvent également comprendre une identification d’anomalie sur les signatures thermiques.Among these processing operations, there may be an exploitation of the thermal images, a decontextualization of the signatures, for example by convolution to a reference on board the main processing unit 26 if the main box has flight data allowing the decontextualization to be carried out by example, but also via additional data available in the databases of the ground station (rotation speed, quantity of fuel injected, sampling rate of the various pipes, etc.). The treatments can also include an anomaly identification on the thermal signatures.
Une image est décomposable en une matrice. Pour le traitement des images, on décompose chaque image en une matrice de points. Chaque point de la matrice est alors comparable avec une référence au travers d’un coefficient correspondant à l’amplitude, ou aux amplitudes, de la couleur. En cas de fuite, le flux fuyard vient perturber la signature thermique (jet froid sous pression, chaud sous pression, ou refroidissement des canalisations localement). Les singularités sur les images se traduisent directement par un changement des coefficients des points au sein de la matrice capturé par le module 1 ce qui permet de repérer les singularités.An image can be decomposed into a matrix. For image processing, each image is decomposed into a matrix of points. Each point of the matrix is then comparable with a reference through a coefficient corresponding to the amplitude, or amplitudes, of the color. In the event of a leak, the leaking flow disturbs the thermal signature (cold jet under pressure, hot jet under pressure, or cooling of the pipes locally). The singularities on the images translate directly into a change in the coefficients of the points within the matrix captured by module 1, which makes it possible to identify the singularities.
La référence est évolutive en fonction des conditions de fonctionnement, ce qui implique d’embarquer, au niveau de l’intelligence de traitement effectuant la comparaison, un modèle de la référence, évoluant en fonction par exemple du régime, de la pression et de la température locale. Ces informations sont notamment transmises par le calculateur en vol.The reference is scalable according to the operating conditions, which involves onboarding, at the level of the processing intelligence performing the comparison, a model of the reference, changing according to, for example, the speed, the pressure and the local temperature. This information is in particular transmitted by the in-flight computer.
En effet, si la référence n’est pas évolutive en fonction des conditions du moteur alors que la mesure l’est, on ne pourrait pas faire de comparaison pertinente des deux matrices.Indeed, if the reference is not scalable according to the engine conditions while the measurement is, it would not be possible to make a relevant comparison of the two matrices.
La comparaison peut se faire au sol ou en vol selon le mode de réalisation.
Chaque coefficient de la matrice est repérable par des coordonnées et les points en écart sont identifiables par rapport à un élément réel de la turbomachine.The comparison can be done on the ground or in flight depending on the embodiment.
Each coefficient of the matrix is identifiable by coordinates and the points out of line are identifiable with respect to a real element of the turbomachine.
En effet, les prises de vue étant standardisées pour permettre les comparaisons à la référence, les coordonnées sont associées à un élément de turbomachine, à la probabilité près vis-à-vis des incertitudes de prise de vue et de déformation géométrique de l’image.Indeed, the shots being standardized to allow comparisons with the reference, the coordinates are associated with a turbomachine element, to the nearest probability with respect to the uncertainties of the shot and of geometric deformation of the image. .
Cependant cet élément change en fonction de l’emplacement du module 1 sur la turbomachine, par exemple en position à un premier emplacement cela pourrait être une tuyauterie de LPTACC alors qu’en position à un second emplacement cela pourrait être une canalisation de drain d’huile et ce pour une même coordonnée de la matrice capturée.However, this element changes depending on the location of the module 1 on the turbomachine, for example in position at a first location it could be an LPTACC pipe while in position at a second location it could be an oil and this for the same coordinate of the captured matrix.
L’information de placement est connue du module 1 afin de réaliser la bonne comparaison (recherche de la bonne référence) et la localisation pertinente.The placement information is known from module 1 in order to make the right comparison (search for the right reference) and the relevant location.
Cette information peut être renseignée au préalable au sein du kit via une interface homme machine, ou bien par un moyen autonome du kit.This information can be entered beforehand within the kit via a man-machine interface, or else by a means independent of the kit.
Avantageusement cette information couplée à la localisation matricielle sur l’image fait partie intégrante de l’identification de la nature du fluide et de la pièce fuyante. Par exemple on détectera facilement une fuite de flux de refroidissement d’une turbine par un écart négatif.Advantageously, this information coupled with the matrix localization on the image is an integral part of the identification of the nature of the fluid and of the leaking part. For example, a cooling flow leak from a turbine can easily be detected by a negative deviation.
Par ailleurs, si le module principale ou la station au sol dispose des données de vol, au lieu de faire une comparaison temporelle entre chaque point de la matrice de l’image mesurée et chaque point de la matrice de l’image de référence, la matrice de l’image mesurée peut être décontextualisé et comparée à une matrice de l’image de référence décontextualisée.Furthermore, if the main module or the ground station has flight data, instead of making a temporal comparison between each point of the measured image matrix and each point of the reference image matrix, the measured image matrix can be decontextualized and compared to a decontextualized reference image matrix.
A l’issue du traitement des informations recueillies par la station au sol, l’indication du secteur visé comme étant en anomalie permet de guider l’inspection. Le procédé utilisant le kit 20 offre ainsi une solution de raffinement du diagnostic via une comparaison de la signature thermique avec une base de référence afin d’identifier la nature du fluide fuyard : fuel, air, huile. Cela est possible via la connaissance des gammes de température des fluides en fonction de l’usage des turbomachines observées,par exemple via une synchronisation temporelle entre les images et les données de vol acquise par les calculateurs de la turbomachine.At the end of the processing of the information collected by the ground station, the indication of the sector targeted as being in anomaly makes it possible to guide the inspection. The process using kit 20 thus offers a diagnostic refinement solution via a comparison of the thermal signature with a reference base in order to identify the nature of the leaking fluid: fuel, air, oil. This is possible through the knowledge of the temperature ranges of the fluids according to the use of the turbomachines observed, for example via a temporal synchronization between the images and the flight data acquired by the computers of the turbomachine.
Le procédé permet ainsi d’orienter les recherches de l’opérateur sur le type de canalisation à surveiller.The process thus makes it possible to direct the operator's research on the type of pipe to be monitored.
Les résultats de la recherche de fuite peuvent être mis à disposition des opérateurs de maintenance via l’interface homme machine 9. Dans une variante, le boîtier principal 21 peut comprendre une interface homme machine telle qu’un écran LCD ou une maquette numérique, que le dispositif modulaire 1 auquel il est couplé est une interface homme-machine ou non.The results of the leak search can be made available to maintenance operators via the man-machine interface 9. Alternatively, the main box 21 can include a man-machine interface such as an LCD screen or a digital model, which the modular device 1 to which it is coupled is a man-machine interface or not.
Si aucune signature anormale n’est détectée par le kit, le secteur surveillé est déclaré nominal et il est recommandé de positionner la caméra selon un autre secteur de surveillance pour le prochain vol (opération de l’ordre de 30min).If no abnormal signature is detected by the kit, the monitored sector is declared nominal and it is recommended to position the camera according to another monitoring sector for the next flight (operation of about 30min).
Par processus d’itération, la fuite est recherchée de manière sectorielle supportée par une cartographie des secteurs visités. Sur la figure 4 est présenté schématiquement des exemples d’emplacement 70 pour monter le dispositif modulaire 1 sur le carter 12 et ainsi permettre de visiter différents secteurs du capteur. Dans une première étape de l’analyse par secteur, suite à une suspicion de fuite, si les drains sont ségrégués, le comptage permet de savoir sur quel module mettre le premier kit de recherche. Chaque module peut avoir plusieurs emplacements disposés radialement autour du moteur de l’emplacement, par exemple tous les 90° avec quatre emplacements. Un premier kit est disposé à 0° par exemple, et si rien n’est observé en anomalie, il est disposé à 90° pour réaliser des mesures lors du prochain vol pour identifier où se situe la fuite autour de ce module.By iteration process, the leak is sought in a sectoral way supported by a mapping of the sectors visited. In Figure 4 are schematically presented examples of location 70 to mount the modular device 1 on the housing 12 and thus allow to visit different sectors of the sensor. In a first step of the analysis by sector, following a suspicion of a leak, if the drains are segregated, the counting makes it possible to know on which module to put the first search kit. Each module can have several slots arranged radially around the slot motor, for example every 90° with four slots. A first kit is placed at 0° for example, and if nothing abnormal is observed, it is placed at 90° to take measurements during the next flight to identify where the leak is located around this module.
Lorsqu’il n’y a pas de drain ségrégué mais qu’une fuite est surveillée, il faut itérer entre les modules également. Une fuite peut être suspectée lorsqu’il y’a une perte de performance du moteur sans fuite de liquide, comme par exemple lorsqu’une canalisation d’air est percée.When there is no segregated drain but a leak is monitored, iterate between modules as well. A leak may be suspected when there is a loss of engine performance without leaking fluid, such as when an air line is punctured.
En d’autres termes, le procédé, illustré sur la figure 5, de recherche de fuite sur un carter d’une turbomachine d’un aéronef en cours de vol de l’aéronef mis en œuvre par l’ensemble modulaire 20 de détection de fuite ou le dispositif modulaire 1 de détection de fuite, comprend tout d’abord une première étape 500 de fixation d’un dispositif modulaire 1 de recherche de fuite sur un carter 12 de la turbomachine 10 à l’aide de moyens 5 de fixation manuelle réversible avant le vol de l’aéronef, Il comprend ensuite, une deuxième étape 510 d’acquisition d’images à plusieurs instants pendant le vol par au moins un moyen de prise de vue 2 compris dans le dispositif modulaire 10. Puis, 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. Puis, une quatrième étape 530 de déchargement des données stockées au sol après le vol de l’aéronef, et enfin, une cinquième étape 540 de traitement des données déchargées pour vérifier la détection d’une fuite sur le carter 12 de la turbomachine 10 au cours du vol.In other words, the method, illustrated in FIG. 5, of searching for a leak on a casing of a turbine engine of an aircraft during flight of the aircraft implemented by the modular assembly 20 for detecting leak or the modular leak detection device 1, firstly comprises a first step 500 of fixing a modular leak detection device 1 to a casing 12 of the turbomachine 10 using manual fixing means 5 reversible before the flight of the aircraft, It then comprises a second step 510 of acquiring images at several instants during the flight by at least one imaging means 2 included in the modular device 10. Then, a third step 520 of storing at least part of the data of each image in a memory 7 or 24 configured to be unloaded after the flight. Then, a fourth step 530 of unloading the data stored on the ground after the flight of the aircraft, and finally, a fifth step 540 of processing the unloaded data to verify the detection of a leak on the casing 12 of the turbomachine 10 at the flight course.
Ce procédé peut comprendre en outre, une sixième étape 550 de transmission des données à mémoriser à une mémoire externe au dispositif modulaire 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.This method may further comprise a sixth step 550 of transmitting the data to be stored to a memory external to the modular device between the second step 510 and the third step 520, and/or a seventh step 560 of image processing to extract and condition the data to be stored between the second step 510 and the third step 520.
L’invention fournit ainsi un ensemble modulaire et autonome permettant surveiller thermiquement les compartiments sous nacelle d’une turbomachine et ainsi de faciliter l’inspection, l’identification et la localisation d’une fuite de fluide (air, fuel, huile) pressentie, dans le but d’optimiser les opérations de maintenance lourde.The invention thus provides a modular and autonomous assembly making it possible to thermally monitor the compartments under the nacelle of a turbomachine and thus to facilitate the inspection, identification and localization of a leak of fluid (air, fuel, oil) anticipated, in order to optimize heavy maintenance operations.
Claims (18)
- une première étape (500) de fixation d’un dispositif modulaire (1) de recherche de fuite sur un carter (12) de la turbomachine (10) à l’aide de moyens de fixation (5) manuelle réversible avant le vol de l’aéronef,
- une deuxième étape (510) d’acquisition d’images à plusieurs instants pendant le vol par au moins un moyen de prise de vue (2) compris dans le dispositif modulaire (1),
- une troisième étape (520) de stockage d’au moins une partie des données de chaque image dans une mémoire (7, 24) configurée pour être déchargée après le vol,
- une quatrième étape (530) de déchargement des données stockées au sol après le vol de l’aéronef, et
- une cinquième étape (540) de traitement des données déchargées pour vérifier la détection d’une fuite sur le carter (12) de la turbomachine (10) au cours du vol.Method for searching for leaks on a casing (12) of a turbine engine (10) of an aircraft during flight of the aircraft, the method comprising:
- a first step (500) of fixing a modular leak detection device (1) to a casing (12) of the turbine engine (10) using reversible manual fixing means (5) before the flight of the the aircraft,
- a second step (510) of acquiring images at several instants during the flight by at least one imaging means (2) included in the modular device (1),
- a third step (520) of storing at least part of the data of each image in a memory (7, 24) configured to be unloaded after the flight,
- a fourth step (530) of unloading the data stored on the ground after the flight of the aircraft, and
- a fifth step (540) of processing the data discharged to verify the detection of a leak on the casing (12) of the turbomachine (10) during the flight.
caractérisé en ce que le dispositif modulaire (1) comprend des moyens de fixation (5) manuelle réversible permettant de monter le dispositif modulaire (1) sur la turbomachine (10) de manière amovible.Modular device (1) for searching for leaks on a casing of a turbomachine (10), the modular device (1) being intended to be on board a turbomachine (10) and comprising at least one camera means (2) , a control means (6), a communication means (4) configured to transmit the data collected by said at least one shooting means (2) outside the modular device (1), and a the power supply configured to be coupled to a power source and to power the modular device (1),
characterized in that the modular device (1) comprises reversible manual fixing means (5) making it possible to mount the modular device (1) on the turbine engine (10) in a removable manner.
caractérisé en ce qu’il comprend au moins un dispositif modulaire (1) selon les revendications 4 à 11 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 les moyens de communication (4) dudit au moins un dispositif modulaire (1).Modular assembly (20) for searching for leaks on a casing of a turbomachine, the modular assembly (20) being intended to be mounted on a turbomachine (10),
characterized in that it comprises at least one modular device (1) according to claims 4 to 11 and a main box (21) comprising a main control means (26), a main memory means (24), a means of main power supply configured to be coupled to a power source and to supply at least the main box (21) with electricity, and a main communication means (22) configured to communicate with the communication means (4) of said at least one modular device (1).
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| FR1912723A FR3103275B1 (en) | 2019-11-14 | 2019-11-14 | On-board, modular and autonomous method and system for detecting leaks on an aircraft turbomachine casing |
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ID=69811035
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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|---|---|---|---|---|
| EP1956216A1 (en) | 2007-02-09 | 2008-08-13 | Hispano-Suiza | Turbomachine control installation equipped with a system for verifying equipment with a passive radiofrequency identification tag |
| EP2722511A2 (en) * | 2012-10-16 | 2014-04-23 | General Electric Company | Turbine leak detection system |
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| US20170234772A1 (en) * | 2016-02-13 | 2017-08-17 | General Electric Company | Optical imaging system for inspecting turbine engine components and method for operating same |
-
2019
- 2019-11-14 FR FR1912723A patent/FR3103275B1/en active Active
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
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