FR3128210A1 - Procédé amélioré de diagnostic de pollution d'un réservoir d'aéronef - Google Patents
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Abstract
Procédé amélioré de diagnostic de pollution d'un réservoir d'aéronef L’invention concerne un procédé de diagnostic de pollution d'un réservoir (10) d'aéronef comprenant une vessie souple (12) logée dans une chambre (14) ménagée dans une structure dudit aéronef, et un matériau absorbant (21) prévu entre ladite vessie (12) et ladite chambre (14), la chambre (14) comprenant au moins une prise de drainage (22), caractérisé en ce qu’il consiste à diagnostiquer une pollution en carburant dans la chambre (14) en mettant en œuvre les étapes suivantes : pressuriser ladite chambre (14) jusqu’à une pression prédéterminée ; purger l’air contenu dans la chambre (14) ; séparer le carburant liquide de l’air chargé en vapeur de carburant ; analyser l’air chargé en vapeur de carburant pour déterminer un niveau de pollution. Figure de l’abrégé : Fig.2
Description
La présente invention concerne un procédé de diagnostic de pollution d'un réservoir d'aéronef, notamment un procédé particulièrement adapté pour déterminer rapidement un niveau de pollution en carburant dans un réservoir d'aéronef.
La détermination du niveau de pollution engendré par une fuite issue d'un réservoir d'aéronef nécessite une bonne connaissance de la structure de l'aéronef. Autant depuis l'extérieur que depuis l'intérieur de l'aéronef, certaines méthodes actuelles de détermination du niveau de pollution nécessitent autant d'habileté que les opérations de réparation desdits réservoirs.
Certains réservoirs d'aéronef peuvent se présenter sous la forme d'une vessie souple en caoutchouc, néoprène, ou autre, disposée dans une cavité de la structure de l'aéronef ou d'une partie de l'aéronef, à l'intérieur des ailes ou dans la soute par exemple.
Afin d'évacuer les éventuels écoulements de fuite, la structure contenant ledit réservoir souple est généralement munie d'au moins une prise de drainage. Ladite structure comprend aussi une prise d'air pour compenser la consommation et la diminution de volume de la vessie. Par ailleurs, la vessie souple est entourée d’un matériau absorbant généralement en mousse polymère ou assimilable.
De cette manière, lorsqu'une fuite de carburant apparaît au niveau de la vessie, l'écoulement circule dans le matériau absorbant disposé dans l’espace interstitiel 20 entre ladite vessie et la structure jusqu'au niveau de la sortie de la prise de drainage, où ledit écoulement de fuite est facilement repérable.
Si la fuite est détectée, il demeure très difficile de déterminer et d'effectuer le diagnostic nécessaire à une dépollution sans extraire la vessie de la structure de l'aéronef. Ainsi actuellement, le niveau de carburant retenu par le matériau absorbant n’est difficilement quantifiable. Afin de dépolluer un réservoir d'aéronef, il faut extraire complètement ladite vessie de la structure de l'aéronef puis retirer le matériau absorbant du réservoir pour le nettoyage ou bien pour le remplacer. Cette extraction complète nécessite un démontage et un remontage de l'ensemble des connexions internes avec la vessie. En effet, la vessie comprend de nombreuses connexions fluides et de nombreuses connexions mécaniques afin d'être maintenue en place. Il s'agit donc d'opérations longues et fastidieuses entamant la disponibilité opérationnelle de l'aéronef et augmentant considérablement le coût des opérations de maintenance.
De plus, lors de son extraction ou de sa remise en place dans la structure de l'aéronef, ladite vessie souple subit des contraintes mécaniques susceptibles de la détériorer. Fréquemment, la simple extraction de la vessie ou du matériau absorbant les endommage et il est nécessaire de les remplacer, ce qui conduit à des coûts de maintenance bien plus élevés.
L’invention a pour objectif de palier au moins l’un des inconvénients cités en proposant de simplifier le diagnostic de pollution d'un réservoir d'aéronef.
A cet effet, l’invention a pour objet un procédé de diagnostic de pollution d'un réservoir d'aéronef comprenant une vessie souple logée dans une chambre ménagée dans une structure dudit aéronef, et un matériau absorbant prévu entre ladite vessie et ladite chambre, la chambre comprenant au moins une prise de drainage, remarquable en ce qu’il consiste à diagnostiquer une pollution en carburant dans la chambre en mettant en œuvre les étapes suivantes :
depuis la prise de drainage, pressuriser ladite chambre jusqu’à une pression prédéterminée ;
depuis la prise de drainage, purger l’air contenu dans la chambre ;
à l’aide d’un séparateur de carburant, séparer le carburant liquide de l’air chargé en vapeur de carburant ;
à l’aide d’un dispositif de diagnostic de pollution, analyser l’air chargé en vapeur de carburant pour déterminer un niveau de pollution.
Le procédé de diagnostic de l’invention permet ainsi d’extraire du réservoir l’air purgé contenu dans celui-ci pour en déterminer le niveau de pollution. On notera que le séparateur de carburant permet avantageusement de filtrer le carburant liquide de l’air purgé chargé en particules de carburant, ceci en vue d’une meilleure analyse.
Selon un mode de réalisation de l’invention, le niveau de pollution est détecté à l’aide d’un capteur infra-rouge de carburant.
Selon un mode de réalisation de l’invention, l’air chargé en vapeur de carburant est purgé par effet Venturi en vue de son analyse.
Selon un mode de réalisation de l’invention, les étapes du procédé sont répétées un nombre de cycles prédéterminés, préférentiellement cinq, le niveau de pollution correspondant à une moyenne des niveaux de pollution mesurés.
Selon un mode de réalisation de l’invention, préalablement à l’étape de pressurisation de ladite chambre, il est réalisé un contrôle de l’état structurel du réservoir comprenant les étapes suivantes consistant à :
- depuis la prise de drainage, pressuriser ladite chambre jusqu’à une pression prédéterminée ;
- à l’aide d’un capteur de pression, mesurer de la pression dans ladite chambre pour déterminer une variation représentative d’une fuite d’air dans le réservoir.
La pression prédéterminée pour le contrôle de l’état structurel du réservoir est préférentiellement inférieure ou égale à 10 mbar.
Selon un mode de réalisation de l’invention, le contrôle de l’état structurel du réservoir comprend les étapes suivantes consistant à :
- depuis la prise de drainage, purger l’air contenu dans la chambre jusqu’à atteindre une pression dans ladite chambre diminuée de la pression prédéterminée ;
- comparer la pression résultante dans la chambre à une valeur de pression seuil, préférentiellement nulle, pour identifier une fuite dans le réservoir.
Selon un autre aspect, l’invention a pour objet un système de diagnostic de pollution d'un réservoir d'aéronef apte à mettre en œuvre le procédé de diagnostic de pollution tel que défini précédemment, le système de diagnostic de pollution étant remarquable en ce qu’il comprend :
- un séparateur de carburant configuré pour être relié fludiquement à une prise de drainage du réservoir d’aéronef ;
- un dispositif de diagnostic de pollution en carburant configuré pour être relié fludiquement au séparateur de carburant.
D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à la lecture de la description nullement limitative qui suit.
La représente une vue schématique d’un réservoir d’aéronef équipé d’une vessie souple.
La représente une vue en perspective du système de diagnostic de pollution selon l’invention mettant en œuvre le procédé de l’invention.
Tel que représenté à la , un réservoir 10 d'aéronef comprenant une vessie 12 souple logée dans une chambre 14 ménagée dans une structure d’un aéronef. La vessie 12 souple est destinée à stocker du carburant, ici du kérosène, pour les besoins de l’aéronef.
Ladite vessie 12 souple est maintenue dans la chambre 14 par plusieurs connexions la reliant à la structure de l'aéronef, un espace interstitiel 20 étant prévu entre ladite vessie 12 et ladite chambre 14. Cet espace interstitiel 20 comprend un matériau absorbant 21 entourant la vessie 12 souple pour permettre l’absorption du carburant pouvant s’échapper de la vessie 12. La chambre 14 comprend au moins une prise de drainage 22 permettant d'évacuer les éventuels écoulements de carburant C pouvant s’échapper de la vessie 12.
La chambre 14 forme un volume sensiblement fermé dont l'étanchéité dépend principalement de l'étanchéité de la structure de l'aéronef.
Une chambre 14 peut se situer dans différentes parties de la structure de l'aéronef, comme par exemple à l'intérieur d'une aile ou d'une soute, et elle comprend au moins une ouverture d'accès 24 fermée par une trappe de visite 27 pour la réalisation de différents contrôles et réparations, notamment lors des opérations de maintenance.
En se référant à la , on a représenté une vue échancrée du réservoir 10 d’un aéronef relié à un système de diagnostic de pollution d'un réservoir 10 d'aéronef, comprenant un séparateur de carburant 26 relié fludiquement à la prise de drainage 22 du réservoir 10 d’aéronef et un dispositif de diagnostic de pollution 28 comprenant un analyseur de pollution en carburant et relié fludiquement au séparateur de carburant 26.
Le procédé de diagnostic de pollution d'un réservoir 10 d'aéronef selon l'invention va maintenant être décrit selon un mode de réalisation préféré.
Afin de permettre le diagnostic de pollution du réservoir 10 sans extraction de la vessie 12 souple et du matériau absorbant 21 de la structure de l'aéronef, le procédé de diagnostic de pollution selon l'invention met en œuvre de façon automatisée les étapes suivantes :
pressuriser ladite chambre 14 jusqu’à une pression prédéterminée ;
purger l’air contenu dans la chambre 14 ;
séparer le carburant liquide de l’air chargé en vapeur de carburant ;
analyser l’air chargé en vapeur de carburant pour déterminer un niveau de pollution.
L’ouverture d’accès 24 de la chambre 14 est obturée pendant l’opération de diagnostic de pollution du réservoir 10.
La pression prédéterminée de la chambre 14 correspond à la pression maximum que peut supporter la vessie 12, par exemple 10 mbar dans le cas de la chambre 14.
L'injection d’air en vue de pressuriser la chambre 14 est effectuée par la prise de drainage 22 donnant accès à l'espace interstitiel 20 comprenant le matériau absorbant 21 disposé entre la vessie 12 et la chambre 14. L’air injecté par la prise de drainage 22 est avantageusement fourni par un compresseur d’air alimentant le dispositif de diagnostic 28 lui-même relié au séparateur de carburant 26. Ainsi, l’air fourni par le compresseur transite d’abord dans le dispositif de diagnostic 28, puis par le séparateur de carburant 26 avant d’atteindre la prise de drainage 22 et pressuriser la chambre 14.
Une fois la pressurisation de la chambre 14 atteinte, l’air contenu dans la chambre 14 peut être purgé de celle-ci via la même prise de drainage 22. Pour cela, le séparateur de carburant 26 est équipé de moyens d’aspiration permettant l’aspiration de l’air contenu dans l’espace interstitiel 20 par effet Venturi. La chambre 14 est alors progressivement vidée de son air.
On comprendra que l’air purgé dans la chambre correspond à l’air contenu dans l’espace interstitiel, bien entendu dans le cas où la vessie ne comprend pas de défaut pouvant la rendre perméable aux gaz.
Une proportion du carburant liquide pouvant être retenu par le matériau absorbant 21 dans la chambre 14 et l’air chargé en vapeur de carburant sont alors extraits de la chambre 14 pour transiter vers le séparateur 26 où ils sont séparés. Le carburant liquide est retenu dans un réservoir 10 du séparateur 26 prévu pour son stockage. L’air purgé de la chambre 14 filtré du carburant liquide et chargé en vapeur de carburant est ensuite dirigé vers le dispositif de diagnostic 28 pour être analysé.
A cet effet, le dispositif de diagnostic 28 comprend un analyseur de pollution en carburant pouvant déterminer la teneur en particules (ppm) polluantes contenues dans l’air à analyser.
L’analyseur de pollution en carburant est avantageusement formé par un capteur à infrarouge de carburant pouvant mesurer le taux de pollution de l’air qu’il reçoit.
Après analyse, l’air chargé en vapeur de carburant peut être rejeté par une sortie d’échappement du dispositif de diagnostic de pollution 28.
Afin de déterminer un niveau de pollution plus précis, le procédé de l’invention peut être répété automatiquement. Il est alors calculé une moyenne des niveaux de pollution mesurés à chacun des cycles.
Afin d’optimiser le temps d’opération de maintenance, il est également prévu de contrôler l’état structurel du réservoir 10 formé dans la structure de l’aéronef. A cet effet, préalablement à l’étape de pressurisation de ladite chambre 14, il est avantageusement réalisé un contrôle de l’état structurel du réservoir 10 en réalisant de façon automatisée les étapes suivantes consistant à :
- pressuriser ladite chambre 14 jusqu’à une pression prédéterminée ;
- mesurer de la pression dans ladite chambre 14 pour déterminer une variation représentative d’une fuite d’air dans le réservoir 10.
La pressurisation de la chambre 14 est réalisée par le même procédé décrit précédemment où la pression prédéterminée est préférentiellement inférieure ou égale à 10 mbar.
La mesure de pression est réalisée à l’aide d’un capteur de pression prévu pour mesurer la pression dans la chambre 14.
Une variation de la pression dans la chambre 14 est alors représentative d’une fuite d’air du réservoir 10. Dans ce cas, l’opération de diagnostic de pollution ne peut être effectuée de façon optimale. L’opérateur avertit d’un défaut dans la structure du réservoir 10 s’économise une opération de diagnostic infructueuse et faussée.
En complément, on pourra prévoir additionnellement les étapes suivantes permettent de confirmer un défaut dans la structure du réservoir 10, à savoir les étapes suivantes :
- purger l’air contenu dans la chambre 14 jusqu’à atteindre une pression dans ladite chambre 14 diminuée de la pression prédéterminée ;
- comparer la pression résultante dans la chambre 14 à une valeur de pression seuil pour identifier une fuite d’air dans le réservoir 10.
Ici encore, l’air est purgé depuis la prise de drainage 22 via le séparateur 26.
Une fois l’air purgé, la pression résultante dans la chambre 14 est mesurée à l’aide du même capteur de pression. La pression ainsi mesurée est comparée à une valeur prédéterminée correspondant à une pression nulle ou globalement nulle.
Une fuite d’air du réservoir 10 peut être identifié lorsque la pression résultante de la chambre 14 est sensiblement différente de la valeur prédéterminée.
On constate donc que le procédé de contrôle de l’état structurel du réservoir 10 qui vient d'être décrit permet au procédé de diagnostic de pollution selon l'invention d’identifier une fuite d’air dans le réservoir 10 de l'aéronef sans démontage de la vessie 12 souple et du matériau absorbant 21. Avantageusement par rapport aux procédés de l'art antérieur, ledit procédé de diagnostic de pollution et de contrôle de l’état structurel du réservoir 10 peuvent être menés en quelques heures seulement, ce qui a un impact important sur la disponibilité de l'aéronef.
Généralement, notamment sur les aéronefs de combat, l'espace disponible dans la structure de l'aéronef est utilisé au maximum et par conséquent, l'accessibilité à l'intérieur de la structure de l'aéronef est limitée aux composants nécessitant une maintenance régulière. En permettant un diagnostic de pollution sans démontage, le procédé selon l'invention est susceptible de permettre une simplification de la conception de la structure de l'aéronef au niveau de la ou des chambres ménagées pour recevoir une vessie de réservoir par limitation du nombre d'accès nécessaires pour la maintenance de l'aéronef.
L'invention couvre aussi l'application du présent procédé de diagnostic à d'autres réservoirs ou dispositifs comprenant une vessie souple logée dans un volume assimilable à une chambre.
Bien évidemment, l’invention n’est pas limitée aux exemples qui viennent d’être décrits et de nombreux aménagements peuvent être apportés à ces exemples sans sortir du cadre de l’invention. Notamment, les différentes caractéristiques, formes, variantes et modes de réalisation de l’invention peuvent être associés les uns avec les autres selon diverses combinaisons dans la mesure où ils ne sont pas incompatibles ou exclusifs les uns des autres. En particulier, toutes les variantes et modes de réalisation décrits précédemment sont combinables entre eux.
Claims (7)
- Procédé de diagnostic de pollution d'un réservoir (10) d'aéronef comprenant une vessie (12) souple logée dans une chambre (14) ménagée dans une structure dudit aéronef, et un matériau absorbant (21) prévu entre ladite vessie (12) et ladite chambre (14), la chambre (14) comprenant au moins une prise de drainage (22), caractérisé en ce qu’il consiste à diagnostiquer une pollution en carburant dans la chambre (14) en mettant en œuvre les étapes suivantes :
depuis la prise de drainage (22), pressuriser ladite chambre (14) jusqu’à une pression prédéterminée ;
depuis la prise de drainage (22), purger l’air contenu dans la chambre (14) ;
à l’aide d’un séparateur de carburant (26), séparer le carburant liquide de l’air chargé en vapeur de carburant ;
à l’aide d’un dispositif de diagnostic de pollution (28), analyser l’air chargé en vapeur de carburant pour déterminer un niveau de pollution. - Procédé de diagnostic de pollution selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le niveau de pollution est détecté à l’aide d’un capteur infra-rouge de carburant.
- Procédé de diagnostic de pollution selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l’air chargé en vapeur de carburant est purgé par effet Venturi en vue de son analyse.
- Procédé de diagnostic de pollution selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les étapes du procédé sont répétées un nombre de cycles prédéterminés, préférentiellement cinq, le niveau de pollution correspondant à une moyenne des niveaux de pollution mesurés.
- Procédé de diagnostic de pollution selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que, préalablement à l’étape de pressurisation de ladite chambre (14), il est réalisé un contrôle de l’état structurel du réservoir (10) comprenant les étapes suivantes consistant à :
depuis la prise de drainage (22), pressuriser ladite chambre (14) jusqu’à une pression prédéterminée ;
- à l’aide d’un capteur de pression, mesurer de la pression dans ladite chambre (14) pour déterminer une variation représentative d’une fuite d’air dans le réservoir (10). - Procédé de diagnostic de pollution selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le contrôle de l’état structurel du réservoir (10) comprend les étapes suivantes consistant à :
- depuis la prise de drainage (22), purger l’air contenu dans la chambre (14) jusqu’à atteindre une pression dans ladite chambre (14) diminuée de la pression prédéterminée ;
- comparer la pression résultante dans la chambre (14) à une valeur de pression seuil, préférentiellement nulle, pour identifier une fuite d’air dans le réservoir (10). - Système de diagnostic de pollution d'un réservoir (10) d'aéronef apte à mettre en œuvre le procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il comprend :
- un séparateur de carburant (26) configuré pour être relié fludiquement à une prise de drainage (22) du réservoir (10) d’aéronef ;
- un dispositif de diagnostic de pollution (28) configuré pour être relié fludiquement au séparateur de carburant (26).
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