FR3128784A1 - Procédé de surveillance de l’état de santé d’un moteur d’aéronef - Google Patents

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Abstract

L’invention concerne un procédé de surveillance de l’état de santé d’un moteur d’aéronef, le procédé comprenant les étapes suivantes mises en œuvre par une unité de traitement : réception (S1) d’au moins deux valeurs de paramètres physiques relatives au fonctionnement du moteur (X1, X2) pendant un vol de l’aéronef, dites variables de fonctionnement et relatives à l’environnement du moteur (E1, E2), dites variables d’environnement, lesdites valeurs étant mesurées par des capteurs, chaque variable de fonctionnement étant associée à une variable d’environnement ; détermination (S2, S3) de paramètres de corrections par minimisation d’une fonction de cout qui est fonction des variables de fonctionnement et des variables d’environnent, les paramètres de corrections permettant de corriger chaque variable de fonctionnement afin qu’elle soit indépendante de son environnement de mesure et permettent de lier entre elles les variables de fonctionnement corrigées ; suivi (S4) au cours de la vie du moteur des paramètres de corrections de manière à en déduire l’évolution de l’état de santé du moteur. Figure pour l’abrégé : FIGURE 2

Description

Procédé de surveillance de l’état de santé d’un moteur d’aéronef
La présente invention se rapport au domaine de la surveillance d’un moteur d’aéronef. En particulier, l’invention concerne un procédé et système de surveillance pour anticiper des opérations de maintenance d’un moteur d’aéronef.
ETAT DE LA TECHNIQUE
La surveillance de l’état de santé (en anglais, « health monitoring ») désigne le suivi de l’évolution de la santé et de l’état d’un équipement, en particulier une turbomachine d’un aéronef, tout au long de sa vie.
Un des objectifs du health monitoring est d’anticiper et de planifier les opérations de maintenance de manière suffisamment pertinente pour éviter tout problème qui pourrait causer un dysfonctionnement voire une panne (aux conséquences dramatiques si elle a lieu en l’air). A cette fin, on cherche à suivre l’état de la sante du moteur par l’analyse de paramètres du moteur et de son environnement de manière à prévoir des opérations de maintenance préventives plutôt que curatives (qui sont plus couteuses).
On sait que les performances d’une turbomachine d’un aéronef dépendent fortement des conditions ambiantes (par exemple, pression extérieure P0 et température extérieure T0).
Pour analyser la performance d’un moteur quelles que soient les conditions extérieures, il est classique de corriger les variables mesurées d’un moteur par rapport aux conditions extérieures pour se ramener aux conditions normales.
Ainsi, les variables mesurées sont comparables car rapportées à une même référence.
De telles corrections nécessitent la connaissance de paramètres de correction qui sont obtenus sur banc d’essai une fois pour toute.
Il est donc souhaitable de disposer de paramètres de corrections qui tiennent compte de l’évolution du moteur tout au long de sa vie.
L’invention améliore le suivi d’un moteur tout au long de sa vie.
A cet effet, l’invention propose un procédé de surveillance de l’état de santé d’un moteur d’aéronef, le procédé comprenant les étapes suivantes mises en œuvre par une unité de traitement :
réception d’au moins deux valeurs de paramètres physiques relatives au fonctionnement du moteur pendant un vol de l’aéronef, dites variables de fonctionnement et relatives à l’environnement du moteur, dites variables d’environnement, lesdites valeurs étant mesurées par des capteurs, chaque variable de fonctionnement étant associée à une variable d’environnement ;
détermination de paramètres de corrections par minimisation d’une fonction de cout qui est fonction des variables de fonctionnement et des variables d’environnent, les paramètres de corrections permettant de corriger chaque variable de fonctionnement afin qu’elle soit indépendante de son environnement de mesure et permettent de lier entre elles les variables de fonctionnement corrigées ;
suivi au cours de la vie du moteur des paramètres de corrections de manière à en déduire l’évolution de l’état de santé du moteur.
L’invention est avantageusement complétée par les caractéristiques suivantes, prises seules ou en une quelconque de leur combinaison techniquement possible :
- le procédé comprend l’obtention à partir des paramètres de corrections, des variables de fonctionnement corrigées, chacune étant fonction de la variable de fonctionnement mesurée et des variables relatives à l’environnement de mesure ;
- le procédé comprend l’obtention à partir des paramètres de corrections, de relation entre les différentes variables de fonctionnement corrigées ;
- pour deux variables de fonctionnement X1, X2 et deux variables d’environnement E1, E2, la relation entre deux variables de fonctionnement corrigées X1c, X2c, est donnée par
avec i={1, 2} et où ,
sont les paramètres de correction, est une valeur standard associé à Ei qui dépend de i ;
- la fonction de cout à minimiser est donnée par
les paramètres de corrections étant , , , minimisant cette fonction de cout et le terme est un paramètre de régularisation, avec et des scalaires dont la valeur est à choisir arbitrairement de préférence égaux à ;
- les valeurs des paramètres physiques correspondent à un vol entier ou à une phase de vol précise ;
- les variables de fonctionnement sont des vitesses de rotation, des températures, des pressions ;
- les variables d’environnement sont la pression et la température extérieure ;
L’invention concerne également un système de surveillance de l’état de santé d’un moteur d’aéronef comprenant une unité de traitement configurée pour mettre en œuvre un procédé selon l’invention.
L’invention concerne également un produit programme d’ordinateur comprenant des instructions de code pour l’exécution d’un procédé de surveillance de l’état de santé d’un moteur selon l’invention.
L’invention propose permet de détecter les variations de l’état de santé d’une turbomachine à partir d’au moins deux variables mesurées de la turbomachine (par exemple vitesses de rotation, températures, pressions) et variables d’environnement (par exemple la pression et de la température extérieures)
L’invention permet de surveiller l’état de santé d’une turbomachine sous l’angle de l’influence des variables d’environnement sur les relations entre les variables d’état d’une turbomachine.
Comme présenté en introduction, il est connu qu’il est possible, via des équations dites « de correction » de transformer des variables d’état en variables d’état « corrigées », qui permettent de comparer deux états du système indépendamment des variables d’environnement.
Ainsi, pour construire des indicateurs de l’état de santé, il est connu de créer des indicateurs qui soit, utilisent ces équations de correction en entrée, soit calculent des indicateurs qui, par construction, sont robustes aux changements de variables d’environnement.
Or l’invention repose ici sur l’apprentissage de paramètres de correction de variables à chaque étape de la vie d’une turbomachine. Ces paramètres deviennent donc des indicateurs de la variation de l’état et de la performance de cette turbomachine.
Avantageusement, ces paramètres permettent de distinguer entre différents types de dégradation, car ils correspondent uniquement à l’influence des variables d’environnement sur les relations d’état, et non pas à d’autres dégradations génériques.
PRESENTATION DES FIGURES
D’autres caractéristiques, buts et avantages de l’invention ressortiront de la description qui suit, qui est purement illustrative et non limitative, et qui doit être lue en regard des dessins annexés sur lesquels :
La illustre une architecture de mise en œuvre de l’invention ;
La illustre un procédé de surveillance de l’état de santé d’un moteur d’aéronef selon l’invention ;
La illustre un suivi de l’état de santé d’un moteur selon l’invention.
Sur l’ensemble des figures les éléments similaires portent des références identiques.

Claims (10)

  1. Procédé de surveillance de l’état de santé d’un moteur d’aéronef, le procédé comprenant les étapes suivantes mises en œuvre par une unité de traitement :
    réception (S1) d’au moins deux valeurs de paramètres physiques relatives au fonctionnement du moteur (X1, X2) pendant un vol de l’aéronef, dites variables de fonctionnement et relatives à l’environnement du moteur (E1, E2), dites variables d’environnement, lesdites valeurs étant mesurées par des capteurs, chaque variable de fonctionnement étant associée à une variable d’environnement ;
    détermination (S2, S3) de paramètres de corrections par minimisation d’une fonction de cout qui est fonction des variables de fonctionnement et des variables d’environnent, les paramètres de corrections permettant de corriger chaque variable de fonctionnement afin qu’elle soit indépendante de son environnement de mesure et permettent de lier entre elles les variables de fonctionnement corrigées ;
    suivi (S4) au cours de la vie du moteur des paramètres de corrections de manière à en déduire l’évolution de l’état de santé du moteur.
  2. Procédé selon la revendication 1, comprenant l’obtention à partir des paramètres de corrections, des variables de fonctionnement corrigées (X1c, X2c), chacune étant fonction de la variable de fonctionnement mesurée et des variables relatives à l’environnement de mesure (E1, E2).
  3. Procédé selon l’une des revendications 1 à 2, comprenant l’obtention à partir des paramètres de corrections, de relation entre les différentes variables de fonctionnement corrigées.
  4. Procédé selon l’une des revendications précédentes, dans lequel pour deux variables de fonctionnement X1, X2 et deux variables d’environnement E1, E2, la relation entre deux variables de fonctionnement corrigées X1c, X2c, est donnée par avec i={1, 2} et où ,
    sont les paramètres de correction, est une valeur standard associé à Ei qui dépend de i.
  5. Procédé selon la revendication 4, dans lequel la fonction de cout à minimiser est donnée par

    les paramètres de corrections étant , , , minimisant cette fonction de cout et le terme est un paramètre de régularisation, avec et des scalaires dont la valeur est à choisir arbitrairement de préférence égaux à , et sont des valeurs de référence de respectivement et prédéterminées.
  6. Procédé selon l’une des revendications précédentes, dans lequel les valeurs des paramètres physiques correspondent à un vol entier ou à une phase de vol précise.
  7. Procédé selon l’une des revendications précédentes, dans lequel les variables de fonctionnement sont des vitesses de rotation, des températures, des pressions.
  8. Procédé selon l’une des revendications précédentes, dans lequel les variables d’environnement sont la pression et la température extérieure.
  9. Système de surveillance de l’état de santé d’un moteur d’aéronef comprenant une unité de traitement configurée pour mettre en œuvre un procédé selon l’une des revendications précédentes.
  10. Produit programme d’ordinateur comprenant des instructions de code de programme enregistrés sur un support lisible par ordinateur pour mettre en œuvre les étapes du procédé de surveillance de l’état de santé d’un moteur selon l’une des revendications 1 à 8 lorsque ledit programme fonctionne sur un ordinateur.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2971595A1 (fr) * 2011-02-15 2012-08-17 Snecma Surveillance d'un moteur d'aeronef pour anticiper les operations de maintenance
FR3094350A1 (fr) * 2019-04-01 2020-10-02 Safran Aircraft Engines Procédé de surveillance d’au moins un moteur d’aéronef
EP3742359A1 (fr) * 2019-05-21 2020-11-25 Honeywell International s.r.o Systèmes et procédés de calcul d'indicateur de l'état d'une unité d'alimentation auxiliaire

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