WO2022112680A1 - Procede de surveillance de la qualite d'huile contenue dans un circuit d'huile d'un moteur d'aeronef, dispositif de surveillance associe - Google Patents

Procede de surveillance de la qualite d'huile contenue dans un circuit d'huile d'un moteur d'aeronef, dispositif de surveillance associe Download PDF

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WO2022112680A1
WO2022112680A1 PCT/FR2021/051992 FR2021051992W WO2022112680A1 WO 2022112680 A1 WO2022112680 A1 WO 2022112680A1 FR 2021051992 W FR2021051992 W FR 2021051992W WO 2022112680 A1 WO2022112680 A1 WO 2022112680A1
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antioxidants
level
aircraft
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English (en)
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Sébastien Jean Fernand DENEUVE
Akshay LOYAL
Sébastien ORIOL
Gérard Philippe Gauthier
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Safran Aircraft Engines SAS
Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
Sorbonne Universite
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Safran Aircraft Engines SAS
Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
Sorbonne Universite
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Publication date
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    • F16N2260/02—Indicating
    • F16N2260/18—Indicating necessity of changing oil

Definitions

  • the present invention belongs to the general field of monitoring the operation of an aircraft engine. It relates more particularly to a method for monitoring the quality of the oil contained in an oil circuit of an aircraft engine. It also relates to a monitoring device configured to implement such a monitoring method.
  • the invention finds a particularly advantageous application, although in no way limiting, in the case of an aircraft comprising engines of the turbomachine type.
  • An aircraft engine comprises many elements requiring, during operation of the aircraft, to be dynamically lubricated using an oil system, such as for example bearings, pistons, gears, etc., in order to reduce possible friction between them.
  • said oil system comprises, in a conventional manner, an oil circuit forming a closed circuit comprising one or more pumps configured to set the oil in motion within pipes of said oil circuit .
  • the oil system In addition to being configured to allow oil circulation, the oil system also has the function, via said oil circulation and the physico-chemical characteristics thereof, of regulating the temperature of the oil. engine elements set in motion during the operation of the aircraft, such as for example bearings. This thermal regulation is for example implemented at the level of heat exchangers of the oil-fuel type.
  • - C is representative of the level of antioxidants present in the oil when no oil is added to the oil circuit
  • - 1 is representative of the time that elapses from an initial instant at which the concentration of antioxidants present in the oil is equal to C_0, and
  • - k is a parameter which, at a fixed temperature T of the oil, is also called the “oxidation constant”.
  • This parameter k is a parameter intrinsic to the oil used, typically estimated during characterization tests of the oil in question, and is therefore representative of the speed of the exponential decrease.
  • the coefficient k is an increasing function of said temperature. Consequently, the higher the temperature of the oil, the faster the decrease in the level of antioxidants when no oil is added to the oil circuit.
  • FIG. 1 is a graph showing the evolution over time of the level of antioxidants present in the oil according to several cases.
  • the abscissa axis (respectively the ordinate) of this graph indicates the time t in hours (respectively indicates the level of antioxidants C(t) in percent).
  • curves A1 and A2 each have a “sawtooth” profile.
  • the antioxidant level rises substantially periodically is linked to the addition of new oil (we therefore note that the frequency of these additions of new oil is greater in the first case).
  • no oil is added (i.e. the profile of the curve A3 is smooth according to a decreasing exponential, as mentioned above) .
  • the level of antioxidants stabilizes at around 77% in the first case.
  • the average level of antioxidants stabilizes at around 53%.
  • the level of antioxidants converges as expected towards zero.
  • the present invention aims to remedy all or part of the drawbacks of the prior art, in particular those set out above, by proposing a solution which makes it possible to monitor efficiently and regularly, as well as at a lower cost. , the quality of the oil contained in an oil circuit of an aircraft engine. Thanks to such monitoring, the solution proposed by the invention also makes it possible to relax said dimensioning constraint of the oil system, in particular for engines intended to operate under conditions which are not extreme. In other words, the oil system of such engines can be sized to accept a lower oil quality than that required for an engine having extreme operation.
  • the invention relates to a method for monitoring the quality of the oil contained in an oil circuit of an aircraft engine.
  • Said method comprises a set of steps implemented for at least one time interval of at least one flight of said aircraft and during which said engine is in operation, said set of steps comprising steps of:
  • the monitoring method proposed by the invention therefore makes it possible to monitor over time the level of antioxidants present in the oil contained in the oil circuit. More particularly, the monitoring method offers the possibility of determining one or more values of said antioxidant level, if for example one or more time intervals are considered for said at least one flight. This or these values of the level of antioxidants can for example be recorded in order to be analyzed very quickly thereafter, without it being necessary to resort to costly and time-consuming tests in the laboratory. For each time interval considered, the monitoring method according to the invention proposes not only to determine the duration of this interval, but also to obtain at least one oil temperature value associated with this time interval (ie at minus a temperature value to which the oil is or has been brought during said time interval). Therefore, from a temperature value thus obtained, it is possible to determine an oxidation constant attached to the time interval considered, to finally deduce the level of antioxidants sought on the basis of the analytical formulation mentioned previously.
  • the monitoring thus established of the level of antioxidants is therefore particularly simple to implement, and offers the possibility of effectively and regularly monitoring the evolution of said level of antioxidants, and therefore ultimately of the quality of the oil contained in the oil circuit.
  • the method according to the invention offers the possibility of carrying out active monitoring of the quality of the oil contained in the oil circuit.
  • the temperature value(s) can be acquired using acquisition means of a type known per se conventionally fitted to each engine of the aircraft.
  • the invention therefore does not require the deployment of instrumentation other than that which conventionally equips an aircraft engine, which has the advantage of limiting the implementation costs.
  • the monitoring method according to the invention is also remarkable in that it makes it possible to relax the dimensioning constraint of the oil system, in particular for engines intended to operate under conditions which are not extremes.
  • the fact of being able to monitor actively (and therefore regularly) the level of antioxidants favors the detection of a possible anomaly as to the value of said level of antioxidants, and therefore advantageously makes it possible to consider the design of engines able to operate with a lower level of antioxidants than in the state of the art.
  • authorizing the reduction of said antioxidant level amounts to authorizing a reduction in the quality of the oil, or even, in an equivalent manner, to authorizing an engine to operate with an oil brought to a higher temperature than in the state of the art, which therefore amounts to relaxing the dimensioning constraint of the oil system.
  • the monitoring method may also comprise one or more of the following characteristics, taken in isolation or in any technically possible combination.
  • said set of steps further comprises steps of:
  • said set of steps further comprises a step of issuing an alert if an anomaly in the quality of the oil is detected.
  • said method further comprises, at the end of said at least one flight and if an anomaly in the quality of the oil has been detected, steps of:
  • This embodiment is particularly advantageous in that it makes it possible to avoid damage to the engine via a total or partial renewal of the oil contained in the oil circuit.
  • This is all the more advantageous with regard to an engine intended to operate under extreme conditions insofar as it is the engine whose asymptotic evolution of the level of antioxidants is the lowest, and therefore the closest a threshold below which an anomaly can be detected. Consequently, by closely monitoring the evolution of the level of antioxidants, in particular for an engine intended to operate in extreme conditions, a maintenance operation aimed at a partial or total renewal of the oil can be envisaged in order to replace the oil degraded by new oil and thus leave with an oil with a high antioxidant rate.
  • said method further comprises, at the end of said at least one flight and if no anomaly has been detected, steps of:
  • the steps of said set of steps are iterated recurrently during said at least one time interval.
  • a single time interval is considered during said at least one flight, said time interval comprising an initial instant and a final instant corresponding respectively to the instants at which the aircraft begins a phase of taxiing before takeoff and completes another phase of taxiing after landing.
  • a plurality of flights of the aircraft is considered, the steps of the method being iterated for each of said flights.
  • the invention relates to a computer program comprising instructions for the implementation of a monitoring method according to the invention, with the exception of said renewal step as well as of said step addition, when said computer program is executed by a computer.
  • This program can use any programming language, and be in the form of source code, object code, or intermediate code between source code and object code, such as in a partially compiled form, or in no any other desirable shape.
  • the invention relates to an information or recording medium readable by a computer on which is recorded a computer program according to the invention.
  • the information or recording medium can be any entity or device capable of storing the program.
  • the support may comprise a means storage, such as a ROM, for example a CD ROM or a microelectronic circuit ROM, or else a magnetic recording medium, for example a diskette (floppy disk) or a hard disk.
  • the information or recording medium can be a transmissible medium such as an electrical or optical signal, which can be conveyed via an electrical or optical cable, by radio or by other means.
  • the program according to the invention can in particular be downloaded from an Internet-type network.
  • the information or recording medium may be an integrated circuit in which the program is incorporated, the circuit being adapted to execute or to be used in the execution of the method in question.
  • the invention relates to a device for monitoring the quality of the oil contained in an oil circuit of an aircraft engine.
  • Said device comprises:
  • a first determination module configured to determine, for at least one time interval of at least one flight of said aircraft and during which said engine is in operation, the duration of said time interval
  • an obtaining module configured to obtain at least one oil temperature measurement for said at least one time interval
  • a second determination module configured to determine an oxidation constant of said oil as a function of the temperature obtained
  • a third determination module configured to determine a rate of antioxidants present in the oil at the end of said at least one time interval, as a function of said duration, of said oxidation constant as well as of a rate of antioxidants present in the oil at the beginning of said time interval.
  • said device further comprises:
  • a comparison module configured to compare the level of antioxidants determined for said at least one time interval with a given threshold value
  • a detection module configured to detect an anomaly in the quality of the oil contained in the oil circuit if said level of antioxidants is lower than said threshold value.
  • the invention relates to a system for monitoring the quality of oil contained in the oil circuit of the engine of the aircraft, said monitoring system comprises:
  • the invention relates to an aircraft comprising a monitoring system according to the invention.
  • FIG. 1 is a graph representing the evolution over time of the level of antioxidants present in the oil contained in the oil circuit of an aircraft engine, according to the type of engine considered, and in accordance with the state of the art ;
  • FIG. 2 schematically represents, in its environment, a particular embodiment of a monitoring system according to the invention, said monitoring system being configured to monitor the quality of oil contained in the oil circuit of an aircraft engine;
  • FIG. 3 schematically represents an example of hardware architecture of a monitoring device according to the invention belonging to the surveillance system of FIG. 1;
  • FIG. 4 represents, in the form of a flowchart, a first particular mode of implementation of a monitoring method according to the invention by the monitoring device of FIG. 3;
  • FIG. 5 represents, in the form of a flowchart, a second particular mode of implementation of a monitoring method according to the invention by the monitoring device of FIG. 3;
  • FIG. 6 represents, in the form of a flowchart, a third particular mode of implementation of a monitoring method according to the invention by the monitoring device of FIG. 3.
  • the present invention finds its place in the field of monitoring the operation of an aircraft engine, for an aircraft (not shown in the figures) comprising one or more engines, for example two identical engines.
  • each engine of the aircraft is equipped with an oil system comprising an oil circuit, the aircraft therefore comprising as many engines as there are oil circuits.
  • the oil circuit of each engine forms a closed circuit comprising one or more pumps configured to set the oil in motion within pipes of said oil circuit, so as to ensure a lubrication function.
  • the oil circuit of each engine also includes a tank, in which the oil is stored when the engine it equips is not in operation, and in which the oil is pumped for circulation in the pipes.
  • the oil circuit of an aircraft engine is also in contact, at a plurality of interfaces, such as for example seals, walls, equipment, etc., with a circuit fuel of said engine, so as to ensure a thermal regulation function by heat exchange between said oil and fuel circuits.
  • FIG. 2 schematically shows, in its environment, a particular embodiment of a monitoring system 10 according to the invention.
  • Said monitoring system 10 is configured to monitor the quality of oil contained in the oil circuit of the aircraft engine, and, for this purpose, comprises acquisition means 11 configured to acquire:
  • said acquisition means 11 comprise an acquisition chain comprising at least one sensor dedicated to volume measurements, such as for example a level probe, and at least one sensor dedicated to temperature measurements, such as for example a temperature probe.
  • Said acquisition chain may also include other elements, such as for example an acquisition card, electronic means of amplification and/or filtering, an analog-digital converter, etc., these aspects not being more detailed here because outside the scope of the present invention.
  • volume and temperature measurements In general, the person skilled in the art knows how to carry out and acquire volume and temperature measurements, and will therefore know, in particular, how to choose suitable sensors for each of the quantities considered (volume, temperature), for example in the catalogs of products offered by specialized manufacturers. He will also know how to position these sensors.
  • the measurements acquired by the acquisition means 11 are carried out at different measurement instants. More particularly, the temperature measurements are taken during operation of the engine of the aircraft. Volume measurements, on the other hand, do not require the aircraft engine to be running.
  • the monitoring system 10 also comprises a monitoring device 12 configured to carry out, in particular from the measurements acquired by the acquisition means 11, processing operations making it possible to monitor (i.e. to carry out a follow-up of) the quality of the oil contained in the engine oil circuit, by implementing a monitoring method according to the invention.
  • the monitoring device 12 is integrated into a calculation unit fitted to the aircraft and also known under the name of FADEC (acronym of the Anglo-Saxon expression "Full Authority Digital Engine Control”).
  • Said FADEC unit is, in a manner known per se, configured to optimally control and regulate the operation of the engine.
  • the FADEC unit described here also makes it possible, because the monitoring device 12 is integrated therein, to monitor the quality of the oil contained in the oil circuit.
  • monitoring device 12 is integrated into the FADEC unit of the aircraft only constitutes, however, a variant implementation of the invention. Thus, nothing excludes having, for example, a processing device 12 external (i.e. not electronically integrated) to the FADEC unit.
  • Figure 3 schematically represents an example of hardware architecture of the monitoring device 12 according to the invention belonging to the monitoring system 10 of Figure 1.
  • the monitoring device 12 has the hardware architecture of a computer.
  • the monitoring device 12 comprises, in particular, a processor 1, a random access memory 2, a read only memory 3 and a non-volatile memory 4. It also comprises means of communication 5.
  • the read only memory 3 of the monitoring device 12 constitutes a recording medium in accordance with the invention, readable by the processor 1 and on which is recorded a computer program PROG in accordance with the invention, comprising instructions for the execution of steps of the monitoring method according to the invention.
  • the program PROG defines functional modules of the monitoring device 12, which rely on or control the hardware elements 1 to 5 of the monitoring device 12 mentioned above, and which include in particular:
  • a first determination module MOD_DET_l configured to determine, for at least one time interval INTJ (i “both an integer index) of at least one flight of said aircraft and during which said engine is in operation, the duration D_i of said time interval INTJ,
  • a module for obtaining MOD_OBT configured to obtain at least one value TJJ (j being an integer index) of the temperature of the oil (contained in the oil circuit) for said at least interval INTJ,
  • a second determination module MOD_DET_2 configured to determine an oxidation constant kj of said oil as a function of said at least one temperature value TJJ obtained
  • a third determination module MOD_DET_3 configured to determine a level of antioxidants CJ present in the oil at the end of said at least one time interval INTJ, as a function of said duration DJ, of said oxidation constant kj as well as of a level of C_0J antioxidants present in the oil at the beginning of said INTJ time interval.
  • said functional modules also include:
  • a comparison module MOD_COMP configured to compare the level of antioxidants C_i determined for said at least one time interval INTJ with a given threshold value S_i,
  • a detection module MOD_DETECT configured to detect an anomaly in the quality of the oil contained in the oil circuit if said level of antioxidants C_i is lower than said threshold value S J,
  • an alert module MOD_ALERT configured to issue an alert if an oil quality anomaly is detected.
  • the communication means 5 are configured to allow the monitoring device 12 to communicate, in particular, with the acquisition means 11, so as to be able to directly obtain one or more volume and/or temperature measurements acquired by these last.
  • the means of communication 5 are based on a communication interface, wired or wireless, capable of implementing any known protocol (Ethernet, Wifi ®, Bluetooth ®, 3G, 4G, 5G, etc.) suitable to an exchange of data between the monitoring device 12 and the acquisition means 11.
  • the communication means 5 incorporate said obtaining module MOD_OBT.
  • the acquisition means 11 are themselves provided with communication means adapted to the transmission of one or more volume and/or temperature measurements.
  • the monitoring device 12 obtains, via its MOD_OBT obtaining module, one or more volume and/or temperature measurements after these have been acquired and stored in means of storage external to the monitoring device 12, such as for example a dedicated database.
  • the monitoring device 12 can obtain one or more volume and/or temperature measurements.
  • the determinations of the oxidation constant kj and of the level of antioxidants C_i, respectively by the second determination module MOD_DET_2 and the third determination module MOD_DET_3, are carried out for at least one interval INTJ of at least one flight of the aircraft. Consequently, there can be no renewal of all or part of the oil in the oil circuit during said at least time interval INTJ, so that the level of antioxidants CJ can be determined in accordance with the formula described previously .
  • a plurality of consecutive time intervals INT_1, ..., INT_N (N being an integer strictly greater than 1) is considered for said at least flight.
  • These intervals INT_1, ..., INT_N can be of respective durations D_l,
  • each interval temporal corresponds to a given flight phase of the aircraft (taxi phases, take-off phase, cruising phase, landing phase, etc.) or to a combination of several of these flight phases (or even entire flight).
  • a single time interval INT_1 is considered for said at least one flight.
  • said single time interval INT_1 can correspond to a given flight phase of the aircraft (taxi phases, take-off phase, cruise, landing phase, etc.) or a combination of several of these flight phases (or even the entire flight).
  • C_0_i antioxidants present in the oil at the beginning of an INTJ time interval can depend on several factors, including in particular the number of time intervals which are considered during a flight and the fact that all or part of the oil contained in the oil circuit is renewed.
  • two flights of the aircraft can be considered by way of example, namely a first flight and a second flight. It is also considered that two time intervals INT_1 and INT_2 partition the duration of the first flight.
  • the level of antioxidants C_0_2 is equal to the level of antioxidants C_1 determined at the end of the interval INT_1 insofar as the two intervals INT_1 and INT_2 are consecutive (i.e. the initial instant of INT_2 corresponds to the final instant of INT_1).
  • the C_2 antioxidant level determined at the end of the INT_2 interval within the framework of said first flight can:
  • time interval INT_1 comprises an initial instant and a final instant corresponding respectively to the instants at which the aircraft begins a taxiing phase before takeoff (start of the taxi-out phase) and ends another taxiing phase after landing ( end of the taxi-out phase).
  • FIG. 4 represents, in the form of a flowchart, a first particular mode of implementation of the monitoring method according to the invention by the monitoring device 12 of FIG. 3.
  • the monitoring method comprises, for said time interval INT_1, a set of steps.
  • Said set of steps notably comprises a step E10 of determining a duration D_1 of said time interval INT_1.
  • Said step E10 is implemented by the first determination module MOD_DET_1 equipping the monitoring device 12.
  • the determination of said duration D_1 is carried out in a conventional manner, by subtracting from the final instant of the interval INT_1 the initial instant of said interval INT_1.
  • the FADEC calculation unit is configured to record in memory means which equip it with said initial and final instants during the flight of the aircraft, so that they are then accessible for the implementation of step E10.
  • Said set of steps also includes a step E20 for obtaining at least one oil temperature value T_1J (for said one time interval INT_1).
  • Said step E20 is implemented by the MOD_OBT obtaining module equipping the monitoring device 12.
  • step E20 consists of obtaining said measurements acquired by monitoring device 12 via data transmission between acquisition means 11 and said monitoring device 12.
  • step E20 concerns only the transmission of this single temperature measurement.
  • Said set of steps also includes a step E30 of determining an oxidation constant k_l of the oil as a function of said at least one temperature value T_1J obtained.
  • Said step E30 is implemented by the second determination module MOD_DET_2 equipping the monitoring device 12. For example, when only one temperature value T_l_l is obtained for the time interval INT_1 following the implementation of step E20, said oxidation constant k_l is determined from this single temperature value T_l_l .
  • the determination of the oxidation constant k_l is carried out in a manner known per se, for example by consulting a table of values (abacus) stored in the memory means of the monitoring device 12 (example: the non-volatile memory 4 ), or even by executing code instructions contained in the program PROG and dedicated to the calculation of said oxidation constant k_l.
  • step E30 first of all comprises a calculation of an average of the values T_l_l, ..., T_1_M, the oxidation constant k_l then being determined from the average thus calculated.
  • step E20 when a plurality of measurements are acquired during the interval INT_1, nothing excludes said single value from being determined from said plurality of measurements acquired during the implementation of the step E20 of obtaining and not during the implementation of the step E30 of determining the constant k_l.
  • the term “obtaining” in relation to step E20 can just as well refer, as described above, to a transmission of temperature measurements between the means acquisition 11 and the monitoring device 12, but also to obtaining as such said single temperature value.
  • said set of steps also includes a step E40 of determining a level of antioxidants C_1 present in the oil at the end of said at least one time interval INT_1, by a function of said duration D_l, of said oxidation constant k_l as well as of a level of antioxidants C_0_1 present in the oil at the beginning of said time interval.
  • Said step E40 is implemented by the third determination module MOD_DET_3 equipping the monitoring device 12.
  • said set of steps further comprises a step E50 of comparing the level of antioxidants C_1 determined for one time interval INT_1 with a given threshold value S_1.
  • Said step E50 is implemented by the comparison module MOD_COMP equipping the monitoring device 12.
  • Said threshold value S_1 corresponds to a limit value below which it is considered that the level of antioxidants C_1 present in the oil contained in the engine circuit is too low, therefore implying an oil quality judged to be unsatisfactory.
  • said threshold value S_1 is set by taking into account a margin with respect to a level of antioxidants considered unsatisfactory because presenting a risk for maintaining the integrity of the engine .
  • Said comparison step E50 therefore makes it possible to test whether the level of antioxidants C_1 is lower or higher than the threshold value S_l.
  • the monitoring method may include one or more additional steps.
  • said set of steps comprises a step E60 of detecting an anomaly in the quality of the oil contained in the oil circuit.
  • Said step E60 is implemented by the detection module MOD_DETECT equipping the monitoring device 12.
  • the detection of an anomaly in the quality of the oil corresponds to the result of a comparison between numerical quantities (quantities C_1 and S_1).
  • the information according to which the quality of the oil is possibly not sufficient corresponds to digital information, typically encoded in the form of bits, which is for example recorded by means of storage of the monitoring device 12 to be analyzed in real time or in deferred time.
  • said set of steps further comprises a step E70 for issuing an alert if an anomaly in the quality of the oil is detected.
  • Said step E70 is implemented by the alert module MOD_ALERT equipping the monitoring device 12.
  • Said alert corresponds for example to a sound signal, a light signal, etc., this signal being able to be transmitted to an operator on the ground in charge of the maintenance of the aircraft, or even also to the cockpit of the aircraft in order to alert flight personnel.
  • step E40 access to the level of antioxidants C_1 determined following the implementation of step E40 already offers the possibility of performing engine monitoring, this level C_1 being able for example to be stored in order to be analyzed later on the flight . Consequently, the fact that the monitoring device 12 is equipped with the MOD_COMP comparison, MOD_DETECT detection and MOD_ALERT alert modules is also not essential to the invention.
  • steps E10 to E70/E75 are executed for the time interval INT_1, they are not necessarily executed during the flight of the aircraft. Thus, nothing excludes all or part of the steps E10 to E70/E75 from being executed once the flight of the aircraft has ended, the various data necessary for the steps executed once the flight has ended having been stored and therefore being accessible.
  • FIG. 5 represents, in the form of a flowchart, a second particular mode of implementation of the monitoring method according to the invention by the monitoring device 12 of FIG. 3.
  • Said second mode of implementation repeats steps E10 to E70/E75 of the first mode of implementation (step E70/E75 being optional in said second mode).
  • the monitoring method also comprises, at the end of the flight and if an anomaly in the quality of the oil has been detected, a step E80 for renewing all or part of the oil contained in the oil circuit. Said renewal is carried out by adding a volume of oil to said oil circuit, the added oil being associated with a given level of antioxidants called “new level”.
  • the fact of renewing all or part of the oil naturally results from the fact that an anomaly as to the quality of the oil has been detected.
  • the level of this anomaly i.e. in the present case, the difference between the level of antioxidants C_1 and the threshold S_l determines whether all the oil or only part of it must be renewed.
  • the monitoring method also comprises a step E90 of obtaining a volume of oil remaining in said oil circuit before the addition of oil, the remaining oil being associated with a rate of antioxidants called "old rate" determined for the last time interval considered before said oil renewal.
  • said last time interval corresponds to the interval INT_1 insofar as only the latter is considered during the flight. Consequently, said old level corresponds to the level of antioxidants C_1 previously determined.
  • Said step E90 is implemented by a dedicated module (not shown in the figures) of the monitoring device 12.
  • a measurement of the volume of oil present in the oil circuit before the addition of oil is acquired by a suitable sensor belonging to the acquisition means 11, then transmitted to the monitoring device 12.
  • said remaining volume of oil is calculated, in a manner known per se, from the volume of oil contained in the oil circuit at the start of the flight of the aircraft as well as from the value engine oil consumption and flight duration.
  • the monitoring method also includes a step El 00 of determining the volume of oil added.
  • Said step E100 is implemented, in a manner known per se, by a dedicated module (not shown in the figures) of the monitoring device 12.
  • the monitoring method also comprises, in said second mode of implementation, a step E110 of calculating a quantity Q1 equal to the sum of the old and new rates respectively weighted by said volumes of oil remaining and added, said quantity Q1 corresponding to a level of antioxidants present in the oil contained in the oil circuit after the oil renewal.
  • Said step El 10 is implemented by a dedicated module (not shown in the figures) of the monitoring device 12.
  • said quantity Q1 would therefore constitute the level of antioxidants present in the oil at the beginning of the first interval that would be considered for this other flight. It would be the same with regard to the volume of oil present in the oil circuit at the end of the renewal.
  • FIG. 6 represents, in the form of a flowchart, a third particular mode of implementation of the monitoring method according to the invention by the monitoring device 12 of FIG. 3.
  • Said third mode of implementation repeats steps E10 to E110 of the first and second modes of implementation.
  • the monitoring method also comprises, at the end of the flight and if no anomaly has been detected, a step E130 of detecting a possible addition of a volume of oil in the oil circuit, the volume of oil added being associated with a given level of antioxidants called “new level”.
  • Said step E130 is implemented by a dedicated module (not shown in the figures) of the monitoring device 12.
  • a measurement of the volume of oil present in the oil circuit at the end of a given time period i.e. the time required to carry out a possible additional oil
  • This volume measurement is then compared with another measurement of the volume of oil remaining in the oil circuit, the obtaining of which is described below.
  • the monitoring method here comprises a step E120 of adding a volume of oil, such that the result of the detection step E130 is positive. It is of course understood that such a step E120 of adding a volume of oil is optional, and that if no oil is added (not shown in FIG. 6), the result of step E130 detection is negative this time.
  • the monitoring method also comprises a step El 40 obtaining a volume of oil remaining in said oil circuit before the addition of oil, the remaining oil being associated with a so-called “old rate” level of antioxidants determined for the last time interval considered before the addition of oil, as well as a step E150 for determining the volume of oil added.
  • Said steps E140 and E150 are respectively implemented in a manner similar to the implementations of steps E90 and E100 described above.
  • the monitoring method also comprises, in said third mode of implementation, a step E160 of calculating a quantity Q2 equal to the sum of the old and new rates respectively weighted by said volumes of oil remaining and added, said quantity Q2 corresponding to a level of antioxidants present in the oil contained in the oil circuit after the addition of oil.
  • Said step E160 is implemented in a manner similar to the implementation of step E110 described above.
  • said quantity Q2 would therefore constitute the level of antioxidants present in oil at the beginning of the first interval that would be considered for this other flight.
  • the level of antioxidants to be taken into account for said other flight would correspond to said old level of antioxidants.
  • the monitoring method according to the invention has been described so far by considering a single flight of the aircraft. Said method nevertheless remains applicable in the case where a plurality of flights is considered, in which case the steps of the method, and this regardless of the mode of implementation envisaged, are iterated for each of said flights. It is noted that the threshold value of the level of antioxidants considered for a flight may be different for another flight.
  • the monitoring method has also been described considering that the steps of said set of steps were implemented only once during said interval INT_1. However, nothing excludes considering that said steps of the set of steps are iterated in a recurring manner, for example according to a given time step, during said interval INT_1. It should be noted that such an implementation option is equivalent to the fact of considering a plurality of time intervals for the same flight, said steps of the set of steps then being executed only once for each of the time slots of said plurality of time slots.

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Abstract

L'invention concerne un procédé de surveillance de la qualité de l'huile contenue dans un circuit d'huile d'un moteur d'aéronef. Ledit procédé comporte un ensemble d'étapes mises en œuvre pour au moins un intervalle temporel d'au moins un vol dudit aéronef et au cours duquel ledit moteur est en fonctionnement, ledit ensemble d'étapes comprenant des étapes de : - détermination (E10) d'une durée dudit intervalle temporel, - obtention (E20) d'au moins une valeur de température de l'huile, - détermination (E30) d'une constante d'oxydation de ladite huile en fonction de la valeur de température obtenue, - détermination (E40) d'un taux d'antioxydants présents dans l'huile à l'issue dudit au moins un intervalle temporel, en fonction de ladite durée, de ladite constante d'oxydation ainsi que d'un taux d'antioxydants présents dans l'huile au commencement dudit intervalle temporel.

Description

Description
Titre de l'invention : Procédé de surveillance de la qualité d'huile contenue dans un circuit d'huile d'un moteur d'aéronef, dispositif de surveillance associé
Technique antérieure
[0001] La présente invention appartient au domaine général de la surveillance du fonctionnement d'un moteur d'aéronef. Elle concerne plus particulièrement un procédé de surveillance de la qualité de l'huile contenue dans un circuit d'huile d'un moteur d'aéronef. Elle concerne également un dispositif de surveillance configuré pour mettre en oeuvre un tel procédé de surveillance. L'invention trouve une application particulièrement avantageuse, bien que nullement limitative, dans le cas d'un aéronef comportant des moteurs de type turbomachine.
[0002] Un moteur d'aéronef comporte de nombreux éléments nécessitant, lors du fonctionnement de l'aéronef, d'être lubrifiés de manière dynamique à l'aide d'un système d'huile, comme par exemple des roulements, des pistons, des engrenages, etc., cela afin de réduire les frictions éventuelles entre ces derniers. Afin d'assurer une telle lubrification, ledit système d'huile comporte, de manière conventionnelle, un circuit d'huile formant un circuit fermé comprenant une ou plusieurs pompes configurées pour mettre en mouvement l'huile au sein de canalisations dudit circuit d'huile.
[0003] Outre le fait d'être configuré pour permettre une circulation d'huile, le système d'huile a également pour fonction, via ladite circulation d'huile et les caractéristiques physico-chimiques de celle-ci, de réguler la température d'éléments du moteur mis en mouvement lors du fonctionnement de l'aéronef, comme par exemple des roulements. Cette régulation thermique est par exemple mise en oeuvre au niveau d'échangeurs de chaleur du type huile-carburant.
[0004] La lubrification et la régulation thermique ainsi assurées grâce à l'huile sont vitales pour le bon fonctionnement du moteur. Or, pour que l'huile puisse pleinement jouer son rôle au regard de ces deux aspects, il importe que sa qualité soit suffisante.
[0005] Par « qualité de l'huile », il est fait référence au taux d'antioxydants présents dans l'huile. Dit autrement, ledit taux d'antioxydants forme un indicateur de la qualité de l'huile. De tels antioxydants sont des d'additifs conventionnellement rajoutés à l'huile pour ralentir sa dégradation au cours du temps.
[0006] En effet, lorsque le moteur de l'aéronef est en fonctionnement, en particulier à hautes températures, ainsi qu'en présence d'oxygène, l'huile contenue dans le circuit d'huile est fortement sollicitée, ce qui a un impact sur sa stabilité à l'oxydation. Or, une augmentation de l'oxydation de l'huile peut conduire à un changement de viscosité de celle-ci. Des dépôts peuvent ainsi se former et de la corrosion apparaître, menant en définitive à une défaillance du système d'huile et donc du moteur. [0007] Les antioxydants rajoutés à l'huile permettent donc de ralentir sa dégradation (i.e. son oxydation). Il n'en reste pas moins que de tels antioxydants sont également soumis à dégradation. En effet, et lorsqu'aucun ajout d'huile n'est réalisé dans le circuit d'huile, le taux d'antioxydants présents dans l'huile diminue suivant une réaction chimique dont la cinétique est d'autant plus grande que la température d'huile est élevée. Plus particulièrement, à température fixée T, cette cinétique suit dans le temps une loi de décroissance exponentielle selon la formule suivante :
C(t) = C_0 x exp[-k(T) x t], où :
- C est représentatif du taux d'antioxydants présents dans l'huile lorsqu'aucun ajout d'huile n'est réalisé dans le circuit d'huile,
- C_0 est une constante représentative d'un taux initial d'antioxydants présents dans l'huile (i.e. le taux d'antioxydants en t=0),
- 1 est représentatif du temps qui s'écoule à compter d'un instant initial en lequel la concentration d'antioxydants présents dans l'huile est égal à C_0, et
- k est un paramètre qui, à température fixée T de l'huile, est encore appelé « constante d'oxydation ». Ce paramètre k est un paramètre intrinsèque à l'huile utilisée, typiquement estimé lors d'essais de caractérisation de l'huile en question, et est donc représentatif de la vitesse de la décroissance exponentielle.
[0008] De manière connue, le coefficient k est une fonction croissante de ladite température. Par conséquent, plus la température de l'huile est grande, plus la diminution du taux d'antioxydants est rapide lorsqu'aucun ajout d'huile n'est réalisé dans le circuit d'huile.
[0009] Bien entendu, la détermination de l'évolution temporelle du taux d'antioxydants présents dans l'huile ne se réduit pas à l'utilisation de la formule précédente. En effet, il convient de tenir compte également de la consommation d'huile propre au moteur, et qui implique que de l'huile neuve est régulièrement ajoutée dans le circuit d'huile afin de compenser les pertes liées à cette consommation (éventuellement, toute l'huile contenue dans le circuit d'huile peut être renouvelée). Dans la mesure où le taux d'antioxydants présents dans l'huile neuve est plus élevé que dans l'huile déjà présente dans le circuit d'huile (et qui a donc déjà pu connaître une oxydation), on comprend que l'ajout d'huile neuve permet de compenser au moins en partie la diminution du taux d'antioxydants. Il ressort donc de ces aspects que plus un moteur consomme d'huile, plus il est nécessaire d'ajouter régulièrement de l'huile neuve dans son circuit d'huile, ce qui contribue alors, pour un volume moyen d'huile dans le circuit d'huile, à un taux moyen d'antioxydants qui se stabilise dans le temps à un niveau élevé. A contrario, moins un moteur consomme d'huile, moins il est nécessaire d'ajouter régulièrement de l'huile neuve dans son circuit d'huile, ce qui contribue alors, pour ledit volume moyen, à un taux moyen d'antioxydants qui se stabilise dans le temps à un niveau faible. [0010] Ces aspects sont illustrés par la figure 1 qui est un graphique représentant l'évolution temporelle du taux d'antioxydants présents dans l'huile selon plusieurs cas. L'axe des abscisses (respectivement des ordonnées) de ce graphique indique le temps t en heures (respectivement indique le taux d'antioxydants C(t) en pourcents).
[0011] Dans ce graphique sont représentées trois courbes respectivement associées à trois cas distincts : un premier cas associé à un moteur ayant une consommation élevée en huile (courbe Al), un deuxième cas associé à un moteur ayant une consommation faible en huile (courbe A2), et un troisième cas fictif associé à un moteur ne consommant pas d'huile (courbe A3). On note que les courbes Al et A2 présentent chacune un profil en « dents de scie ». Le fait que, pour une courbe Al ou A2, le taux d'antioxydant remonte de manière sensiblement périodique est lié à un ajout d'huile neuve (on remarque donc que la fréquence de ces ajouts d'huile neuve est plus grande dans le premier cas). Par contre, dans la mesure où le moteur associé au troisième cas ne consomme pas d'huile, aucun ajout d'huile n'est réalisé (i.e. le profil de la courbe A3 est lisse suivant une exponentielle décroissante, comme mentionnée ci- avant).
[0012] Comme cela peut être constaté, le taux d'antioxydants se stabilise aux alentours de 77% dans le premier cas. En ce qui concerne le deuxième cas, le taux moyen d'antioxydants se stabilise aux alentours de 53%. Enfin, pour le troisième cas, le taux d'antioxydants converge de façon attendue vers zéro.
[0013] Aussi, il ressort de ce qui précède que l'évolution temporelle du taux d'antioxydants présents dans l'huile, autrement dit la qualité de l'huile, dépend de deux facteurs concurrents, à savoir la température de l'huile ainsi que la consommation d'huile du moteur.
[0014] Une telle constatation est d'importance dans la mesure où le dimensionnement du système d'huile dépend notamment de la qualité de l'huile. Or, à ce jour, lorsque l'on cherche à s'assurer que tous les moteurs d'une flotte disposent d'une qualité d'huile suffisante, le dimensionnement de leurs systèmes d'huile respectifs est généralement réalisé en considérant des contraintes au pire, c'est-à-dire en prenant pour référence le moteur de la flotte ayant le fonctionnement le plus extrême (faible consommation d'huile et limite de la température d'huile la plus élevée, le taux d'antioxydant moyen requis étant dès lors plus important). La qualité de l'huile peut donc être vue comme une contrainte de dimensionnement du système d'huile en ce qu'elle implique la mise en oeuvre de marges de conception bien trop importantes au regard de différences de fonctionnement entre moteurs.
[0015] Par ailleurs, à cette contrainte de dimensionnement s'ajoute également le fait que la surveillance de la qualité de l'huile s'effectue aujourd'hui par l'intermédiaire de prélèvements d'huile dans le circuit d'huile, ces prélèvements faisant par la suite l'objet d'analyses en laboratoire pour évaluer le taux d'antioxydants qu'ils contiennent. A titre d'exemple, de telles analyses peuvent mettre en oeuvre des techniques de chromatographie liquide haute performance ou bien encore de chromatographie phase gaz. En tout état de cause, ces prélèvements et ces analyses sont fastidieux et coûteux à mettre en oeuvre, ce qui compromet la possibilité de procéder à une surveillance efficace et régulière de la qualité d'huile, en particulier dans un contexte opérationnel.
Exposé de l'invention
[0016] La présente invention a pour objectif de remédier à tout ou partie des inconvénients de l'art antérieur, notamment ceux exposés ci-avant, en proposant une solution qui permette de surveiller de manière efficace et régulière, ainsi qu'à moindre coût, la qualité de l'huile contenue dans un circuit d'huile d'un moteur d'aéronef. Grâce à une telle surveillance, la solution proposée par l'invention permet en outre de relâcher ladite contrainte de dimensionnement du système d'huile, en particulier pour des moteurs destinés à fonctionner dans des conditions qui ne sont pas extrêmes. Autrement dit, le système d'huile de tels moteurs peut être dimensionné pour accepter une qualité d'huile plus faible que celle exigée pour un moteur ayant un fonctionnement extrême.
[0017] A cet effet, et selon un premier aspect, l'invention concerne un procédé de surveillance de la qualité de l'huile contenue dans un circuit d'huile d'un moteur d'aéronef. Ledit procédé comporte un ensemble d'étapes mises en oeuvre pour au moins un intervalle temporel d'au moins un vol dudit aéronef et au cours duquel ledit moteur est en fonctionnement, ledit ensemble d'étapes comprenant des étapes de :
- détermination d'une durée dudit intervalle temporel,
- obtention d'au moins une valeur de température de l'huile,
- détermination d'une constante d'oxydation de ladite huile en fonction de ladite au moins une valeur de température obtenue,
- détermination d'un taux d'antioxydants présents dans l'huile à l'issue dudit au moins un intervalle temporel, en fonction de ladite durée, de ladite constante d'oxydation ainsi que d'un taux d'antioxydants présents dans l'huile au commencement dudit intervalle temporel.
[0018] Le procédé de surveillance proposé par l'invention permet donc de suivre dans le temps le taux d'antioxydants présents dans l'huile contenue dans le circuit d'huile. Plus particulièrement, le procédé de surveillance offre la possibilité de déterminer une ou plusieurs valeurs dudit taux d'antioxydants, si par exemple un ou plusieurs intervalles temporels sont considérés pour ledit au moins un vol. Cette ou ces valeurs du taux d'antioxydants peuvent être par exemple enregistrées pour être analysées très rapidement par la suite, sans qu'il soit nécessaire de faire appel à des tests coûteux et longs en laboratoire. [0019] Pour chaque intervalle temporel considéré, le procédé de surveillance selon l'invention propose non seulement de déterminer la durée de cet intervalle, mais également d'obtenir au moins une valeur de température d'huile associée à cet intervalle temporel (i.e. au moins une valeur de température à laquelle est ou a été portée l'huile lors dudit intervalle temporel). Dès lors, à partir d'une valeur de température ainsi obtenue, il est possible de déterminer une constante d'oxydation attachée à l'intervalle temporel considéré, pour finalement en déduire le taux d'antioxydants recherché sur la base de la formulation analytique mentionné auparavant.
[0020] La surveillance ainsi établie du taux d'antioxydants est donc particulièrement simple à mettre en oeuvre, et offre la possibilité de suivre de manière efficace et régulière l'évolution dudit taux d'antioxydants, et donc in fine de la qualité de l'huile contenue dans le circuit d'huile. Dit autrement, le procédé selon l'invention offre la possibilité de réaliser une surveillance active de la qualité de l'huile contenue dans le circuit d'huile.
[0021] Qui plus est, le ou les valeurs de température peuvent être acquises grâce à des moyens de d'acquisition de type connu en soi équipant classiquement chaque moteur de l'aéronef. L'invention ne nécessite donc pas de déployer d'instrumentation autre que celle qui équipe conventionnellement un moteur d'aéronef, ce qui a pour avantage de limiter les coûts de mise en oeuvre.
[0022] On comprend également que le fait de proposer une surveillance active de la qualité de l'huile offre également à une compagnie aérienne la possibilité de rentabiliser le coût en huile de l'exploitation d'un moteur d'aéronef. En effet, en ayant une idée précise de la qualité de l'huile, ladite compagnie aérienne peut décider de manière éclairée si un renouvellement partiel ou total de l'huile contenue dans le circuit d'huile d'un moteur doit être envisagé.
[0023] Par ailleurs, le procédé de surveillance selon l'invention est également remarquable en ce qu'il permet de relâcher la contrainte de dimensionnement du système d'huile, en particulier pour des moteurs destinés à fonctionner dans des conditions qui ne sont pas extrêmes. En effet, le fait de pouvoir surveiller de manière active (et donc régulière) le taux d'antioxydants favorise la détection d'une éventuelle anomalie quant à la valeur dudit taux d'antioxydants, et permet donc avantageusement d'envisager la conception de moteurs apte à fonctionner avec un taux d'antioxydants plus faible que dans l'état de l'art. Or, autoriser la baisse dudit taux d'antioxydants revient à autoriser la baisse de la qualité de l'huile, ou encore, de manière équivalente, à autoriser qu'un moteur fonctionne avec une huile portée à une température plus élevée que dans l'état de l'art, ce qui revient donc à relâcher la contrainte de dimensionnement du système d'huile.
[0024] Dans des modes particuliers de mise en oeuvre, le procédé de surveillance peut comporter en outre l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles. [0025] Dans des modes particuliers de mise en œuvre, ledit ensemble d'étapes comporte en outre des étapes de :
- comparaison du taux d'antioxydants déterminé pour ledit au moins un intervalle temporel avec une valeur seuil donnée, et, si ledit taux d'antioxydants est inférieur à ladite valeur seuil,
- détection d'une anomalie de la qualité de l'huile contenue dans le circuit d'huile.
[0026] De telles dispositions permettent de réaliser de manière effective une détection d'anomalie quant à la qualité de l'huile contenue dans le circuit d'huile.
[0027] Dans des modes particuliers de mise en œuvre, ledit ensemble d'étapes comporte en outre une étape d'émission d'une alerte si une anomalie de la qualité de l'huile est détectée.
[0028] Le fait d'émettre une alerte en cas d'anomalie permet d'obtenir sans délai une information quant à l'existence d'une anomalie de la qualité de l'huile.
[0029] Dans des modes particuliers de mise en œuvre, ledit procédé comporte en outre, à l'issue dudit au moins un vol et si une anomalie de la qualité de l'huile a été détectée, des étapes de :
- renouvellement de tout ou partie de l'huile contenue dans le circuit d'huile, par ajout d'un volume d'huile dans ledit circuit d'huile, l'huile ajoutée étant associée à un taux d'antioxydants donné dit « taux nouveau »,
- obtention d'un volume d'huile restant dans ledit circuit d'huile avant l'ajout d'huile, l'huile restante étant associée à un taux d'antioxydants dit « taux ancien » déterminé pour le dernier intervalle temporel considéré avant ledit renouvellement d'huile,
- détermination du volume d'huile ajouté,
- calcul d'une quantité égale à la somme des taux ancien et nouveau respectivement pondérés par lesdits volumes d'huile restant et ajouté, ladite quantité correspondant à un taux d'antioxydants présents dans l'huile contenue dans le circuit d'huile à l'issue du renouvellement d'huile.
[0030] Ce mode de réalisation est particulièrement avantageux en ce qu'il permet d'éviter l'endommagement du moteur via un renouvellement total ou partiel de l'huile contenue dans le circuit d'huile. Cela est d'autant plus avantageux en ce qui concerne un moteur destiné à fonctionner dans des conditions extrêmes dans la mesure où il s'agit du moteur dont l'évolution asymptotique du taux d'antioxydants est la plus basse, et donc la plus proche d'un seuil en-dessous duquel une anomalie peut être détectée. En conséquence, en surveillant de manière fine l'évolution du taux d'antioxydants, notamment pour un moteur destiné à fonctionner dans des conditions extrêmes, une opération de maintenance visant un renouvellement partiel ou total de l'huile peut être envisagée afin de remplacer l'huile dégradée par de l'huile neuve et ainsi repartir avec une huile avec un taux d'antioxydant élevé. [0031] Dans des modes particuliers de mise en œuvre, ledit procédé comporte en outre, à l'issue dudit au moins un vol et si aucune anomalie n'a été détectée, des étapes de :
- détection d'un éventuel ajout d'un volume d'huile dans le circuit d'huile, le volume d'huile ajouté étant associé à un taux d'antioxydants donné dit « taux nouveau », et, si une étape d'ajout dudit volume d'huile dans le circuit d'huile a été mise en œuvre de sorte que l'ajout dudit volume d'huile est détecté,
- obtention d'un volume d'huile restant dans ledit circuit d'huile avant l'ajout d'huile, l'huile restante étant associée à un taux d'antioxydants dit « taux ancien » déterminé pour le dernier intervalle temporel considéré avant l'ajout d'huile,
- détermination du volume d'huile ajouté,
- calcul d'une quantité égale à la somme des taux ancien et nouveau respectivement pondérés par lesdits volumes d'huile restant et ajouté, ladite quantité correspondant à un taux d'antioxydants présents dans l'huile contenue dans le circuit d'huile à l'issue de l'ajout d'huile.
[0032] Dans des modes particuliers de mise en œuvre, les étapes dudit ensemble d'étapes sont itérées de manière récurrente au cours dudit au moins un intervalle temporel.
[0033] De cette manière, un suivi régulier de la qualité de l'huile est opéré au cours d'un vol.
[0034] Dans des modes particuliers de mise en œuvre, un seul intervalle temporel est considéré au cours dudit au moins un vol, ledit intervalle temporel comportant un instant initial et un instant final correspondant respectivement aux instants en lesquels l'aéronef débute une phase de roulage avant décollage et termine une autre phase de roulage après atterrissage.
[0035] Dans des modes particuliers de mise en œuvre, une pluralité de vols de l'aéronef est considérée, les étapes du procédé étant itérées pour chacun desdits vols.
[0036] Selon un deuxième aspect, l'invention concerne un programme d'ordinateur comportant des instructions pour la mise en œuvre d'un procédé de surveillance selon l'invention, à l'exception de ladite étape de renouvellement ainsi que de ladite étape d'ajout, lorsque ledit programme d'ordinateur est exécuté par un ordinateur.
[0037] Ce programme peut utiliser n'importe quel langage de programmation, et être sous la forme de code source, code objet, ou de code intermédiaire entre code source et code objet, tel que dans une forme partiellement compilée, ou dans n'importe quelle autre forme souhaitable.
[0038] Selon un troisième aspect, l'invention concerne un support d'informations ou d'enregistrement lisible par un ordinateur sur lequel est enregistré un programme d'ordinateur selon l'invention.
[0039] Le support d'informations ou d'enregistrement peut être n'importe quelle entité ou dispositif capable de stocker le programme. Par exemple, le support peut comporter un moyen de stockage, tel qu'une ROM, par exemple un CD ROM ou une ROM de circuit microélectronique, ou encore un moyen d'enregistrement magnétique, par exemple une disquette (floppy dise) ou un disque dur.
[0040] D'autre part, le support d'informations ou d'enregistrement peut être un support transmissible tel qu'un signal électrique ou optique, qui peut être acheminé via un câble électrique ou optique, par radio ou par d'autres moyens. Le programme selon l'invention peut être en particulier téléchargé sur un réseau de type Internet.
[0041] Alternativement, le support d'informations ou d'enregistrement peut être un circuit intégré dans lequel le programme est incorporé, le circuit étant adapté pour exécuter ou pour être utilisé dans l'exécution du procédé en question.
[0042] Selon un quatrième aspect, l'invention concerne un dispositif de surveillance de la qualité de l'huile contenue dans un circuit d'huile d'un moteur d'aéronef. Ledit dispositif comporte :
- un premier module de détermination configuré pour déterminer, pour au moins un intervalle temporel d'au moins un vol dudit aéronef et au cours duquel ledit moteur est en fonctionnement, la durée dudit intervalle temporel,
- un module d'obtention configuré pour obtenir au moins une mesure de température de l'huile pour ledit au moins un intervalle temporel,
- un deuxième module de détermination configuré pour déterminer une constante d'oxydation de ladite huile en fonction de la température obtenue,
- un troisième module de détermination configuré pour déterminer un taux d'antioxydants présents dans l'huile à l'issue dudit au moins un intervalle temporel, en fonction de ladite durée, de ladite constante d'oxydation ainsi que d'un taux d'antioxydants présents dans l'huile au commencement dudit intervalle temporel.
[0043] Dans des modes particuliers de réalisation, ledit dispositif comporte en outre :
- un module de comparaison configuré pour comparer le taux d'antioxydants déterminé pour ledit au moins un intervalle temporel avec une valeur seuil donnée,
- un module de détection configuré pour détecter une anomalie de la qualité de l'huile contenue dans le circuit d'huile si ledit taux d'antioxydants est inférieur à ladite valeur seuil.
[0044] Selon un cinquième aspect, l'invention concerne un système de surveillance de la qualité d'huile contenue dans le circuit d'huile du moteur de l'aéronef, ledit système de surveillance comporte :
- des moyens d'acquisition configurés pour acquérir au moins une mesure de température de l'huile contenue dans le circuit d'huile,
- un dispositif de surveillance selon l'invention.
[0045] Selon un sixième aspect, l'invention concerne un aéronef comportant un système de surveillance selon l'invention. Brève description des dessins
[0046] D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description faite ci-dessous, en référence aux dessins annexés qui en illustrent un exemple de réalisation dépourvu de tout caractère limitatif. Sur les figures :
[Fig. 1] la figure 1 est un graphique représentant l'évolution temporelle du taux d'antioxydants présents dans l'huile contenue dans le circuit d'huile d'un moteur d'aéronef, selon le type de moteur considéré, et conformément à l'état de l'art ;
[Fig. 2] la figure 2 représente schématiquement, dans son environnement, un mode particulier de réalisation d'un système de surveillance selon l'invention, ledit système de surveillance étant configuré pour surveiller la qualité d'huile contenue dans le circuit d'huile d'un moteur d'aéronef ;
[Fig. 3] la figure 3 représente schématiquement un exemple d'architecture matérielle d'un dispositif de surveillance selon l'invention appartenant au système de surveillance de la figure 1 ;
[Fig. 4] la figure 4 représente, sous forme d'ordinogramme, un premier mode particulier de mise en oeuvre d'un procédé de surveillance selon l'invention par le dispositif de surveillance de la figure 3 ;
[Fig. 5] la figure 5 représente, sous forme d'ordinogramme, un deuxième mode particulier de mise en oeuvre d'un procédé de surveillance selon l'invention par le dispositif de surveillance de la figure 3 ;
[Fig. 6] la figure 6 représente, sous forme d'ordinogramme, un troisième mode particulier de mise en oeuvre d'un procédé de surveillance selon l'invention par le dispositif de surveillance de la figure 3.
Description des modes de réalisation
[0047] La présente invention trouve sa place dans le domaine de la surveillance du fonctionnement d'un moteur d'aéronef, pour un aéronef (non représenté sur les figures) comportant un ou plusieurs moteurs, par exemple deux moteurs identiques.
[0048] De manière conventionnelle, chaque moteur de l'aéronef est équipé d'un système d'huile comprenant un circuit d'huile, l'aéronef comportant dès lors autant de moteurs que de circuits d'huile. Le circuit d'huile de chaque moteur forme un circuit fermé comportant une ou plusieurs pompes configurées pour mettre en mouvement l'huile au sein de canalisations dudit circuit d'huile, de sorte à assurer une fonction de lubrification. Le circuit d'huile de chaque moteur comporte également un réservoir, dans lequel est stockée l'huile lorsque le moteur qu'il équipe n'est pas en fonctionnement, et dans lequel l'huile est pompée pour la mise en circulation dans les canalisations.
[0049] Le circuit d'huile d'un moteur de l'aéronef est en outre en contact, au niveau d'une pluralité d'interfaces, comme par exemple des joints, des parois, des équipements, etc., avec un circuit de carburant dudit moteur, de sorte à assurer une fonction de régulation thermique par échange de chaleur entre lesdits circuits d'huile et de carburant.
[0050] La suite de la description vise plus spécifiquement, mais de manière nullement limitative, un aéronef de type avion, par exemple un avion civil apte à transporter des passagers, équipé d'une pluralité de moteurs identiques de type turbomoteur. A titre d'exemple, lesdits moteurs sont des turboréacteurs.
[0051] Rien n'exclut cependant, suivant d'autres exemples non détaillés ici, de considérer d'autres types de turbomoteurs, comme par exemple un turbopropulseur, mais également, et de manière plus générale, des moteurs qui ne sont pas des turbomoteurs, comme par exemple des moteurs à pistons. L'invention est en effet applicable à tout type de moteur pour lequel on souhaite surveiller la qualité de l'huile contenue dans le circuit d'huile dudit moteur, comme cela est décrit en détail ultérieurement. Rien n'exclut non plus de considérer un aéronef d'un autre type, comme par exemple un hélicoptère.
[0052] Par ailleurs, aucune limitation n'est attachée au nombre de moteurs équipant l'aéronef.
Rien n'exclut non plus que l'aéronef puisse comporter, en sus d'un ou plusieurs moteurs identiques, un ou plusieurs moteurs qui, considérés individuellement, diffèrent de tous les autres moteurs.
[0053] La suite de la description s'attache à décrire l'invention (surveillance de la qualité d'huile) en relation avec un seul moteur de l'aéronef, auquel il sera désormais fait référence de manière définie en utilisant les expressions « le moteur/du moteur » de l'aéronef. Il importe toutefois de noter que la description qui suit est généralisable de manière évidente au cas où l'aéronef est équipé d'une pluralité de moteurs, la surveillance en question pouvant dès lors être mise en oeuvre pour chacun des moteurs de ladite pluralité.
[0054] La figure 2 représente schématiquement, dans son environnement, un mode particulier de réalisation d'un système 10 de surveillance selon l'invention.
[0055] Ledit système 10 de surveillance est configuré pour surveiller la qualité d'huile contenue dans le circuit d'huile du moteur de l'aéronef, et, à cet effet, comporte des moyens d'acquisition 11 configurés pour acquérir :
- au moins une mesure de température de l'huile contenue dans le circuit d'huile
- au moins une mesure du volume d'huile présent dans le circuit d'huile. [0056] De manière conventionnelle, lesdits moyens d'acquisition 11 comportent une chaîne d'acquisition comprenant au moins un capteur dédié aux mesures de volume, comme par exemple une sonde de niveau, et au moins un capteur dédié aux mesures de température, comme par exemple une sonde de température. Ladite chaîne d'acquisition peut encore comporter d'autres éléments, comme par exemple une carte d'acquisition, des moyens électroniques d'amplification et/ou de filtrage, un convertisseur analogique-numérique, etc., ces aspects n'étant pas davantage détaillés ici car sortant du cadre de la présente invention.
[0057] D'une manière générale, l'homme du métier sait comment réaliser et acquérir des mesures de volume et de température, et saura donc, notamment, choisir des capteurs adéquats pour chacune des grandeurs considérées (volume, température), par exemple dans les catalogues des produits offerts par les fabricants spécialisés. Il saura en outre positionner ces capteurs.
[0058] Les mesures acquises par les moyens d'acquisition 11 sont réalisées en différents instants de mesure. Plus particulièrement, les mesures de température sont réalisées lors du fonctionnement du moteur de l'aéronef. Les mesures de volume, quant à elles, ne nécessitent pas que le moteur de l'aéronef soit en fonctionnement.
[0059] Par « fonctionnement du moteur de l'aéronef », on fait référence ici au fait que le moteur de l'aéronef a démarré. Une telle configuration couvre bien entendu les phases de roulage avant et après atterrissage (phases encore dénommées « taxi » dans la littérature anglo- saxonne), la phase de décollage, la phase de croisière, la phase d'atterrissage, mais également les phases durant lesquelles l'aéronef n'a pas encore quitté son parking avant le décollage ou bien a déjà atteint son parking après l'atterrissage, ses moteurs étant néanmoins en fonctionnement.
[0060] Il convient de noter qu'aucune limitation n'est attachée aux instants de mesure en lesquels sont réalisées les mesures de volume et de température. En particulier, rien n'exclut que les instants de mesure associés aux mesures de volume soient au moins en partie, voire tous, différents des instants de mesure associés aux mesures de température. Bien entendu, et de manière connue, l'obtention de la valeur d'une grandeur (volume d'huile ou bien température) en un instant où aucune mesure de cette grandeur n'a été effectuée reste possible, par exemple en utilisant des techniques d'interpolation entre mesures.
[0061] Le système de surveillance 10 comporte également un dispositif de surveillance 12 configuré pour réaliser, à partir notamment des mesures acquises par les moyens d'acquisition 11, des traitements permettant de surveiller (i.e. de réaliser un suivi de) la qualité de l'huile contenue dans le circuit d'huile du moteur, en mettant en oeuvre un procédé de surveillance selon l'invention.
[0062] Dans le présent mode de réalisation, le dispositif de surveillance 12 est intégré à une unité de calcul équipant l'aéronef et encore connue sous le nom de FADEC (acronyme de l'expression anglo-saxonne « Full Authority Digital Engine Control »). Ladite unité FADEC est, de manière connue en soi, configurée pour piloter et réguler de manière optimale le fonctionnement du moteur. Toutefois, et à la différence d'une unité FADEC de l'état de l'art, l'unité FADEC décrite ici permet également, du fait que le dispositif de surveillance 12 y est intégré, de surveiller la qualité de l'huile contenue dans le circuit d'huile.
[0063] Le choix selon lequel le dispositif de surveillance 12 est intégré à l'unité FADEC de l'aéronef ne constitue toutefois qu'une variante d'implémentation de l'invention. Ainsi, rien n'exclut d'avoir, par exemple, un dispositif de traitement 12 externe (i.e. non intégré électroniquement) à l'unité FADEC.
[0064] La figure 3 représente schématiquement un exemple d'architecture matérielle du dispositif de surveillance 12 selon l'invention appartenant au système de surveillance 10 de la figure 1.
[0065] Tel qu'illustré par la figure 3, le dispositif de surveillance 12 dispose de l'architecture matérielle d'un ordinateur. Ainsi, le dispositif de surveillance 12 comporte, notamment, un processeur 1, une mémoire vive 2, une mémoire morte 3 et une mémoire non volatile 4. Il comporte en outre des moyens de communication 5.
[0066] La mémoire morte 3 du dispositif de surveillance 12 constitue un support d'enregistrement conforme à l'invention, lisible par le processeur 1 et sur lequel est enregistré un programme d'ordinateur PROG conforme à l'invention, comportant des instructions pour l'exécution d'étapes du procédé de surveillance selon l'invention. Le programme PROG définit des modules fonctionnels du dispositif de surveillance 12, qui s'appuient ou commandent les éléments matériels 1 à 5 du dispositif de surveillance 12 cités précédemment, et qui comprennent notamment :
- un premier module de détermination MOD_DET_l configuré pour déterminer, pour au moins un intervalle temporel INTJ (i « tant un indice entier) d'au moins un vol dudit aéronef et au cours duquel ledit moteur est en fonctionnement, la durée D_i dudit intervalle temporel INTJ,
- un module d'obtention MOD_OBT configuré pour obtenir au moins une valeur TJJ (j étant un indice entier) de température de l'huile (contenue dans le circuit d'huile) pour ledit au moins intervalle INTJ,
- un deuxième module de détermination MOD_DET_2 configuré pour déterminer une constante d'oxydation kj de ladite huile en fonction de ladite au moins une valeur de température TJJ obtenue,
- un troisième module de détermination MOD_DET_3 configuré pour déterminer un taux d'antioxydants CJ présents dans l'huile à l'issue dudit au moins un intervalle temporel INTJ, en fonction de ladite durée DJ, de ladite constante d'oxydation kj ainsi que d'un taux d'antioxydants C_0J présents dans l'huile au commencement dudit intervalle temporel INTJ. [0067] En outre, dans le présent exemple, lesdits modules fonctionnels comportent également :
- un module de comparaison MOD_COMP configuré pour comparer le taux d'antioxydants C_i déterminé pour ledit au moins un intervalle temporel INTJ avec une valeur seuil S_i donnée,
- un module de détection MOD_DETECT configuré pour détecter une anomalie de la qualité de l'huile contenue dans le circuit d'huile si ledit taux d'antioxydants C_i est inférieur à ladite valeur seuil S J,
- un module d'alerte MOD_ALERT configuré pour émettre une alerte si une anomalie de la qualité de l'huile est détectée.
[0068] Les moyens de communication 5 sont configurés pour permettre au dispositif de surveillance 12 de communiquer, notamment, avec les moyens d'acquisition 11, de sorte à pouvoir obtenir directement une ou plusieurs mesures de volume et/ou de température acquises par ces derniers. A cet effet, les moyens de communication 5 s'appuient sur une interface de communication, filaire ou non filaire, apte à mettre en oeuvre tout protocole connu (Ethernet, Wifi ®, Bluetooth ®, 3G, 4G, 5G, etc.) adapté à un échange de données entre le dispositif de surveillance 12 et les moyens d'acquisition 11. On note que, dans cet exemple de réalisation, les moyens de communication 5 intègrent ledit module d'obtention MOD_OBT. Bien entendu, les moyens d'acquisition 11 sont eux-mêmes pourvus de moyens de communication adaptés à la transmission d'une ou plusieurs mesures de volume et/ou de température.
[0069] Rien n'exclut non plus que le dispositif de surveillance 12 obtienne, via son module d'obtention MOD_OBT, une ou plusieurs mesures de volume et/ou de température après que celles-ci aient été acquises et stockées dans des moyens de mémorisation externes au dispositif de surveillance 12, comme par exemple une base de données dédiée.
[0070] D'une manière générale, aucune limitation n'est attachée à la manière dont le dispositif de surveillance 12 peut obtenir une ou plusieurs mesures de volume et/ou de température.
[0071] Comme mentionné ci-avant, les déterminations de la constante d'oxydation kj et du taux d'antioxydants C_i, par respectivement le deuxième module de détermination MOD_DET_2 et le troisième module de détermination MOD_DET_3, s'effectuent pour au moins un intervalle INTJ d'au moins un vol de l'aéronef. En conséquence, il ne peut y avoir de renouvellement de tout ou partie de l'huile du circuit d'huile au cours dudit au moins intervalle temporel INTJ, de sorte que le taux d'antioxydants CJ peut être déterminé conformément à la formule décrite auparavant. Ainsi, pour ledit au moins un intervalle INTJ, on a :
CJ = C_0_i x exp[-kj x DJ].
[0072] Selon un exemple particulier de réalisation, une pluralité d'intervalles temporels INT_1, ..., INT_N (N étant un nombre entier strictement supérieur à 1) consécutifs est considérée pour ledit au moins vol. Ces intervalles INT_1, ..., INT_N peuvent être de durées respectives D_l,
..., D_N identiques ou bien au moins en partie distinctes. Par exemple, chaque intervalle temporel correspond à une phase de vol donnée de l'aéronef (phases taxi, phase de décollage, phase de croisière, la phase d'atterrissage, etc.) ou bien à une combinaison de plusieurs de ces phases de vol (voire de l'entièreté du vol).
[0073] En alternative, un unique intervalle temporel INT_1 est considéré pour ledit au moins un vol. De manière similaire à ce qui a été mentionné ci-avant dans le cadre d'une pluralité d'intervalles temporels, ledit unique intervalle temporel INT_1 peut correspondre à une phase de vol donnée de l'aéronef (phases taxi, phase de décollage, phase de croisière, phase d'atterrissage, etc.) ou bien à une combinaison de plusieurs de ces phases de vol (voire de l'entièreté du vol).
[0074] D'une manière générale, aucune limitation n'est attachée au nombre d'intervalles temporels INTJ pouvant être considéré pour un même vol, ni même à la manière dont ces intervalles sont distribués dans le temps au cours d'un vol. Aucune limitation n'est non plus attachée au nombre de vols pouvant être considéré dans le cadre de l'invention.
[0075] On comprend aussi que le taux d'antioxydants C_0_i présents dans l'huile au commencement d'un intervalle temporel INTJ peut dépendre de plusieurs facteurs, dont notamment le nombre d'intervalles temporels qui sont considérés au cours d'un vol et le fait que tout ou partie de l'huile contenue dans le circuit d'huile soit renouvelée.
[0076] Pour illustrer ceci, on peut considérer à titre d'exemple deux vols de l'aéronef, à savoir un premier vol et un deuxième vol. On considère également que deux intervalles temporels INT_1 et INT_2 partitionnent la durée du premier vol. On a alors, pour ledit premier vol, que le taux d'antioxydants C_0_2 est égal au taux d'antioxydants C_1 déterminé à l'issue de l'intervalle INT_1 dans la mesure où les deux intervalles INT_1 et INT_2 sont consécutifs (i.e. l'instant initial de INT_2 correspond à l'instant final de INT_1). Le taux d'antioxydants C_2 déterminé à l'issue de l'intervalle INT_2 dans le cadre dudit premier vol peut quant à lui :
- correspondre au taux d'antioxydants présents dans l'huile au commencement d'un premier intervalle considéré pour le deuxième vol, si aucun renouvellement d'huile n'a lieu entre lesdits premier et deuxième vols, ou bien
- être utilisé pour déterminer le taux d'antioxydants présents dans l'huile au commencement d'un premier intervalle considéré pour le deuxième vol, selon que tout ou partie de l'huile est renouvelée entre lesdits premier et deuxième vols, et comme cela est expliqué en détail ultérieurement dans le cadre de la description du procédé de surveillance selon l'invention.
[0077] La suite de la description vise à décrire des modes particuliers de mise en oeuvre du procédé de surveillance selon l'invention. Aussi, pour la suite de la description, et à des fins uniquement de simplification de celle-ci, on se place désormais dans la configuration selon laquelle un seul vol de l'aéronef est considéré, mais également selon laquelle un seul intervalle temporel INT_1 est considéré au cours dudit vol. On considère en outre à titre purement illustratif que ledit intervalle temporel INT_1 comporte un instant initial et un instant final correspondant respectivement aux instants en lesquels l'aéronef débute une phase de roulage avant décollage (début de la phase de taxi-out) et termine une autre phase de roulage après atterrissage (fin de la phase de taxi-out).
[0078] La figure 4 représente, sous forme d'ordinogramme, un premier mode particulier de mise en oeuvre du procédé de surveillance selon l'invention par le dispositif de surveillance 12 de la figure 3.
[0079] Tel qu'illustré par la figure 4, le procédé de surveillance comporte, pour ledit intervalle temporel INT_1, un ensemble d'étapes. Ledit ensemble d'étapes comprend notamment une étape E10 de détermination d'une durée D_1 dudit intervalle temporel INT_1. Ladite étape E10 est mise en oeuvre par le premier module de détermination MOD_DET_l équipant le dispositif de surveillance 12.
[0080] La détermination de ladite durée D_1 s'effectue de manière conventionnelle, en retranchant à l'instant final de l'intervalle INT_1 l'instant initial dudit intervalle INT_1. A cet effet, l'unité de calcul FADEC est configurée pour enregistrer dans des moyens de mémorisation qui l'équipent lesdits instants initial et final au cours du vol de l'aéronef, de sorte qu'ils sont ensuite accessibles pour la mise en oeuvre de l'étape E10.
[0081] Ledit ensemble d'étapes comporte également une étape E20 d'obtention d'au moins une valeur T_1J de température de l'huile (pour ledit un intervalle temporel INT_1). Ladite étape E20 est mise en oeuvre par le module d'obtention MOD_OBT équipant le dispositif de surveillance 12.
[0082] A titre d'exemple nullement limitatif, plusieurs valeurs T_l_l, ..., T_1_M (M étant un entier strictement supérieur à 1) sont obtenues pour ledit intervalle temporel INT_1, ces valeurs T_l_l, ..., T_1_M correspondant à des mesures acquises par les moyens d'acquisition 11 au cours de l'intervalle temporel INT_1. Ainsi, dans cet exemple, l'étape E20 consiste en l'obtention desdites mesures acquises par le dispositif de surveillance 12 via une transmission de données entre les moyens d'acquisition 11 et ledit dispositif de surveillance 12.
[0083] Rien n'exclut bien entendu que seule une valeur T_l_l de température soit obtenue au pour ledit intervalle temporel INT_1, cette valeur T_l_l correspondant dès lors à une mesure acquise au cours de l'intervalle temporelle INT_1. Ainsi, l'obtention faisant l'objet de l'étape E20 concerne uniquement la transmission de cette seule mesure de température.
[0084] Ledit ensemble d'étapes comporte également une étape E30 de détermination d'une constante d'oxydation k_l de l'huile en fonction de ladite au moins une valeur T_1J de température obtenue. Ladite étape E30 est mise en oeuvre par le deuxième module de détermination MOD_DET_2 équipant le dispositif de surveillance 12. [0085] Par exemple, lorsque seule une valeur T_l_l de température est obtenue pour l'intervalle temporel INT_1 suite à la mise en oeuvre de l'étape E20, ladite constante d'oxydation k_l est déterminée à partir de cette seule valeur T_l_l de température. La détermination de la constante d'oxydation k_l s'effectue de manière connue en soi, par exemple par consultation d'une table de valeurs (abaque) stockée dans des moyens de mémorisation du dispositif de surveillance 12 (exemple : la mémoire non volatile 4), ou bien encore en exécutant des instructions de code contenues dans le programme PROG et dédiées au calcul de ladite constante d'oxydation k_l.
[0086] Selon un autre exemple de mise en oeuvre, lorsqu'une pluralité de valeurs T_l_l, ...,
T_1_M sont obtenues pour l'intervalle INT_1 suite à la mise en oeuvre de l'étape E20, l'étape E30 comporte tout d'abord un calcul d'une moyenne des valeurs T_l_l, ..., T_1_M, la constante d'oxydation k_l étant alors déterminée à partir de la moyenne ainsi calculée.
[0087] Le choix selon lequel une moyenne est calculée lorsqu'une pluralité de valeurs T_l_l, ..., T_1_M sont acquises ne constitue qu'une variante d'implémentation de l'invention. Ainsi, d'autres variantes sont envisageables, comme par exemple : calcul d'une moyenne d'une partie seulement des valeurs T_l_l, ..., T_1_M acquises (ladite moyenne pouvant en outre être pondérée), sélection d'une valeur parmi les valeurs T_l_l, ..., T_1_M, etc. En définitive, ce qui importe avant tout est de déterminer une unique valeur de température à partir de ladite pluralité de valeurs T_l_l, ..., T_1_M, de sorte que la constante d'oxydation k_l puisse être déterminée à partir de ladite unique valeur de température (k_l pouvant être vue comme une fonction réelle à une seule variable).
[0088] Il importe de noter que, lorsqu'une pluralité de mesures sont acquises au cours de l'intervalle INT_1, rien n'exclut que ladite unique valeur soit déterminée à partir de ladite pluralité de mesures acquises lors de la mise en oeuvre de l'étape E20 d'obtention et non pas lors de la mise en oeuvre de l'étape E30 de détermination de la constante k_l. Dit encore autrement, et au sens de la présente invention, le terme « obtention » en relation avec l'étape E20 peut tout aussi bien faire référence, comme cela a été décrit ci-avant, à une transmission de mesures de température entre les moyens d'acquisition 11 et le dispositif de surveillance 12, mais également à l'obtention en tant que tel de ladite unique valeur de température.
[0089] Bien entendu, encore d'autres exemples de mise en oeuvre peuvent être envisagés lorsqu'une pluralité de valeurs T_l_l, ..., T_1_M sont obtenues pour ledit l'intervalle INT_1, comme par exemple une détermination de constantes d'oxydation k_l_l, ..., k_l_M pour chacune de ces valeurs T_l_l, ..., T_1_M, la constante d'oxydation k_l étant dès lors déterminée comme étant égale à une moyenne pondérée de tout ou partie desdites constantes k_l_l, ..., k_l_M, ou bien égale à l'une quelconque desdites constantes k_l_l, ..., k_l_M, etc. [0090] Dans ledit premier mode de mise en œuvre, ledit ensemble d'étapes comporte également une étape E40 de détermination d'un taux d'antioxydants C_1 présents dans l'huile à l'issue dudit au moins un intervalle temporel INT_1, en fonction de ladite durée D_l, de ladite constante d'oxydation k_l ainsi que d'un taux d'antioxydants C_0_1 présents dans l'huile au commencement dudit intervalle temporel. Ladite étape E40 est mise en œuvre par le troisième module de détermination MOD_DET_3 équipant le dispositif de surveillance 12.
[0091] Comme déjà détaillé ci-avant, la détermination dudit taux d'antioxydants C_1 s'effectue suivant la formule suivante :
C_l= C_0_i x exp[-k_l(T_i) x D_l]
[0092] Tel qu'illustré par la figure 4, ledit ensemble d'étapes comporte en outre une étape E50 de comparaison du taux d'antioxydants C_1 déterminé pour l'un intervalle temporel INT_1 avec une valeur seuil S_1 donnée. Ladite étape E50 est mise en œuvre par le module de comparaison MOD_COMP équipant le dispositif de surveillance 12.
[0093] Ladite valeur seuil S_1 correspond à une valeur limite en dessous de laquelle il est considéré que le taux d'antioxydants C_1 présents dans l'huile contenue dans le circuit moteur est trop faible, impliquant dès lors une qualité d'huile jugée comme insatisfaisante.
[0094] Aucune limitation n'est attachée à ladite valeur seuil S_l, l'homme du métier étant en mesure de la fixer dans la mesure où il connaît les contraintes de conception et de dimensionnement qui sont associées au moteur de l'aéronef. Ainsi, et selon un exemple plus particulier de mise en œuvre, ladite valeur seuil S_1 est fixée en prenant en compte une marge par rapport à un taux d'antioxydants considéré comme non satisfaisant car présentant un risque pour le maintien de l'intégrité du moteur.
[0095] Ladite étape E50 de comparaison permet donc de tester si le taux d'antioxydants C_1 est inférieur ou supérieur à la valeur seuil S_l. En fonction du résultat de cette comparaison, le procédé de surveillance peut comporter un ou plusieurs étapes supplémentaires.
[0096] Ainsi, dans ledit premier mode de mise en œuvre, et si le taux d'antioxydants C_1 est inférieur à la valeur seuil S_l, ledit ensemble d'étapes comporte une étape E60 de détection d'une anomalie de la qualité de l'huile contenue dans le circuit d'huile. Ladite étape E60 est mise en œuvre par le module de détection MOD_DETECT équipant le dispositif de surveillance 12.
[0097] Comme mentionné ci-avant, la détection d'une anomalie de la qualité de l'huile correspond ici au résultat d'une comparaison entre des quantités numériques (quantités C_1 et S_l). Autrement dit, à ce stade du procédé de surveillance, l'information selon laquelle la qualité de l'huile n'est éventuellement pas suffisante correspond à une information numérique, typiquement encodée sous forme de bits, qui est par exemple enregistrée par des moyens de mémorisation du dispositif de surveillance 12 pour être analysée en temps réel ou bien en temps différé.
[0098] Aussi, dans ledit premier mode de mise en oeuvre, ledit ensemble d’étapes comporte en outre une étape E70 d’émission d’une alerte si une anomalie de la qualité de l’huile est détectée. Ladite étape E70 est mise en oeuvre par le module d'alerte MOD_ALERT équipant le dispositif de surveillance 12.
[0099] Ladite alerte correspond par exemple à un signal sonore, à un signal lumineux, etc., ce signal pouvant être transmis à un opérateur au sol en charge de la maintenance de l'aéronef, voire également au cockpit de l'aéronef afin d'alerter le personnel naviguant.
[0100] On note que si aucune anomalie n'est détectée, alors, bien entendu, aucune alerte n'est émise ( étape E75 sur la figure 5).
[0101] Le procédé de surveillance a jusqu'à présent été décrit en considérant que ledit ensemble d'étapes comportaient l'étape de comparaison E50 ainsi que lesdites étapes de détection E60 et d'émission ou non d'une alerte E70/E75 le cas échéant. Il convient toutefois de noter que ces étapes E50, E60 et E70/E75 ne sont pas essentielles à l'invention dans la mesure où le fait de mettre en oeuvre uniquement les étapes E10, E20, 30 et E40 pour ledit ensemble d'étapes permet déjà de surveiller de manière efficace (et éventuellement de manière régulière si plusieurs vols et/ou plusieurs intervalles sont considérés), ainsi qu'à moindre coût, la qualité de l'huile contenue dans le circuit d'huile d'un moteur d'aéronef. En effet, l'accès au taux d'antioxydants C_1 déterminé suite à la mise en oeuvre de l'étape E40 offre déjà la possibilité d'effectuer une surveillance du moteur, ce taux C_1 pouvant par exemple être mémorisé pour être analysé ultérieurement au vol. En conséquence, le fait que le dispositif de surveillance 12 soit équipé des modules de comparaison MOD_COMP, de détection MOD_DETECT et d'alerte MOD_ALERT n'est également pas essentiel à l'invention.
[0102] D'ailleurs, si les étapes E10 à E70/E75 sont exécutées pour l'intervalle temporel INT_1, elles ne sont pas nécessairement exécutées pendant le vol de l'aéronef. Ainsi, rien n'exclut que tout ou partie des étapes E10 à E70/E75 soient exécutées une fois que le vol de l'aéronef est terminé, les différentes données nécessaires aux étapes exécutées une fois le vol terminé ayant été mémorisées et étant dès lors accessibles.
[0103] La suite de la description vise à détailler d'autres modes particuliers de mise en oeuvre du procédé de surveillance selon l'invention.
[0104] La figure 5 représente, sous forme d'ordinogramme, un deuxième mode particulier de mise en oeuvre du procédé de surveillance selon l'invention par le dispositif de surveillance 12 de la figure 3. [0105] Ledit deuxième mode de mise en œuvre reprend les étapes E10 à E70/E75 du premier mode de mise en œuvre (l'étape E70/E75 étant facultative dans ledit deuxième mode).
[0106] Selon ledit deuxième mode de mise en œuvre, et tel qu'illustré par la figure 5, le procédé de surveillance comporte également, à l'issue du vol et si une anomalie de la qualité de l'huile a été détectée, une étape E80 de renouvellement de tout ou partie de l'huile contenue dans le circuit d'huile. Ledit renouvellement s'effectue par ajout d'un volume d'huile dans ledit circuit d'huile, l'huile ajoutée étant associée à un taux d'antioxydants donné dit « taux nouveau ».
[0107] Le fait de renouveler tout ou partie de l'huile découle bien entendu du fait qu'une anomalie quant à la qualité de l'huile a été détectée. Le niveau de cette anomalie (i.e. dans le cas présent, l'écart entre le taux d'antioxydants C_1 et le seuil S_l) détermine si toute l'huile ou seulement une partie doit être renouvelée.
[0108] Selon ledit deuxième mode de mise en œuvre, le procédé de surveillance comporte également une étape E90 d'obtention d'un volume d'huile restant dans ledit circuit d'huile avant l'ajout d'huile, l'huile restante étant associée à un taux d'antioxydants dit « taux ancien » déterminé pour le dernier intervalle temporel considéré avant ledit renouvellement d'huile.
Dans le présent mode, ledit dernier intervalle temporel correspond à l'intervalle INT_1 dans la mesure où seul ce dernier est considéré au cours du vol. En conséquence, ledit taux ancien correspond au taux d'antioxydants C_1 précédemment déterminé.
[0109] Ladite étape E90 est mise en œuvre par un module dédié (non représenté sur les figures) du dispositif de surveillance 12. Par exemple, une mesure de volume d'huile présent dans le circuit d'huile avant l'ajout d'huile est acquise par un capteur idoine appartenant aux moyens d'acquisition 11, puis transmise au dispositif de surveillance 12.
[0110] Selon un autre exemple, ledit volume d'huile restant est calculé, de manière connue en soi, à partir du volume d'huile contenue dans le circuit d'huile au début du vol de l'aéronef ainsi que de la valeur de la consommation d'huile du moteur et de la durée du vol.
[0111] Selon ledit deuxième mode de mise en œuvre, le procédé de surveillance comporte également une étape El 00 de détermination du volume d'huile ajouté. Ladite étape E100 est mise en œuvre, de manière connue en soi, par un module dédié (non représenté sur les figures) du dispositif de surveillance 12.
[0112] Par exemple, une mesure de volume d'huile présent dans le circuit d'huile après le renouvellement est acquise par un capteur idoine appartenant aux moyens d'acquisition 11, puis transmises au dispositif de surveillance 12 qui peut dès lors déterminer le volume d'huile ajouté à partir dudit volume d'huile restant et dudit volume d'huile présent dans le circuit d'huile après le renouvellement. [0113] Finalement, le procédé de surveillance comporte également, dans ledit deuxième mode de mise en oeuvre, une étape E110 de calcul d'une quantité Q1 égale à la somme des taux ancien et nouveau respectivement pondérés par lesdits volumes d'huile restant et ajouté, ladite quantité Q1 correspondant à un taux d'antioxydants présents dans l'huile contenue dans le circuit d'huile à l'issue du renouvellement d'huile. Ladite étape El 10 est mise en oeuvre par un module dédié (non représenté sur les figures) du dispositif de surveillance 12.
[0114] Il convient de noter que dans le cas où un autre vol serait envisagé à l'issue de la mise en oeuvre du procédé de surveillance selon ce deuxième mode, ladite quantité Q1 constituerait dès lors le taux d'antioxydants présents dans l'huile au commencement du premier intervalle qui serait considéré pour cet autre vol. Il en serait de même en ce qui concerne le volume d'huile présent dans le circuit d'huile à l'issue du renouvellement.
[0115] La figure 6 représente, sous forme d'ordinogramme, un troisième mode particulier de mise en oeuvre du procédé de surveillance selon l'invention par le dispositif de surveillance 12 de la figure 3.
[0116] Ledit troisième mode de mise en oeuvre reprend les étapes E10 à E110 des premier et deuxième modes de mise en oeuvre.
[0117] Selon ledit troisième mode de mise en oeuvre, et tel qu'illustré par la figure 6, le procédé de surveillance comporte également, à l'issue du vol et si aucune anomalie n'a été détectée, une étape E130 de détection d'un éventuel ajout d'un volume d'huile dans le circuit d'huile, le volume d'huile ajouté étant associé à un taux d'antioxydants donné dit « taux nouveau ».
[0118] Ladite étape E130 est mise en oeuvre par un module dédié (non représenté sur les figures) du dispositif de surveillance 12. Par exemple, et de manière similaire à ce qui a été décrit ci- avant en référence à la figure 5, une mesure de volume d'huile présent dans le circuit d'huile à l'issue une période temporelle donnée (i.e. le temps requis pour effectuer un éventuel complément d'huile) est acquise par un capteur idoine appartenant aux moyens d'acquisition 11, puis transmises au dispositif de surveillance 12. Cette mesure de volume est alors comparée à une autre mesure du volume d'huile restant dans le circuit d'huile dont l'obtention est décrite ci-après.
[0119] Pour la suite de la description dudit troisième mode de mise en oeuvre, on suppose qu'un volume d'huile est ajouté dans le circuit d'huile à l'issue du vol et avant que ne soit mis en oeuvre l'étape E130 de détection. Plus particulièrement, et tel qu'illustré par la figure 6, le procédé de surveillance comporte ici une étape E120 d'ajout d'un volume d'huile, de sorte que le résultat de l'étape E130 de détection est positif. On comprend bien entendu qu'une telle étape E120 d'ajout d'un volume d'huile est facultative, et que si aucun ajout d'huile n'est effectué (non représenté sur la figure 6), le résultat de l'étape E130 de détection est cette fois- ci négatif. [0120] Selon ledit troisième mode de mise en oeuvre, le procédé de surveillance comporte également une étape El 40 obtention d'un volume d'huile restant dans ledit circuit d'huile avant l'ajout d'huile, l'huile restante étant associée à un taux d'antioxydants dit « taux ancien » déterminé pour le dernier intervalle temporel considéré avant l'ajout d'huile, ainsi qu'une étape E150 de détermination du volume d'huile ajouté. Lesdites étapes E140 et E150 sont respectivement mises en oeuvre de manière similaire aux mises en oeuvre des étapes E90 et E100 décrites ci-avant.
[0121] Finalement, le procédé de surveillance comporte également, dans ledit troisième mode de mise en oeuvre, une étape E160 de calcul d'une quantité Q2 égale à la somme des taux ancien et nouveau respectivement pondérés par lesdits volumes d'huile restant et ajouté, ladite quantité Q2 correspondant à un taux d'antioxydants présents dans l'huile contenue dans le circuit d'huile à l'issue de l'ajout d'huile. Ladite étape E160 est mise en oeuvre de manière similaire à la mise en oeuvre de l'étape El 10 décrite ci-avant.
[0122] Par ailleurs, il convient de noter que dans le cas où un autre vol serait envisagé à l'issue de la mise en oeuvre du procédé de surveillance selon ce troisième mode, ladite quantité Q2 constituerait dès lors le taux d'antioxydants présents dans l'huile au commencement du premier intervalle qui serait considéré pour cet autre vol. Bien entendu, si aucun ajout de volume d'huile n'a été détecté, le taux d'antioxydants à prendre en compte pour ledit autre vol correspondrait audit taux d'antioxydants ancien.
[0123] On note également que le troisième mode de mise en oeuvre de la figure 6 a été écrit ci- avant comme étant combiné aux premier et deuxième modes de mise en oeuvre des figures 4 et 5 respectivement. Rien n'exclut cependant d'envisager, suivant encore un autre mode de mise en oeuvre, une combinaison des étapes E120 à E160 avec les seules étapes E10 à E70/E75 (l'étape E70/E75 étant facultative dans ledit troisième mode), autrement dit sans que le deuxième mode de mise en oeuvre soit envisagé.
[0124] Le procédé de surveillance selon l'invention a été décrit jusqu'à présent en considérant un seul vol de l'aéronef. Ledit procédé reste néanmoins applicable au cas où une pluralité de vols est considérée, auquel cas les étapes du procédé, et ce quel que soit le mode de mise en oeuvre envisagé, sont itérées pour chacun desdits vols. On note que la valeur seuil du taux d'antioxydants considérée pour un vol peut être différente pour un autre vol.
[0125] Le procédé de surveillance a en outre été décrit en considérant que les étapes dudit ensemble d'étapes étaient mises en oeuvre une seule fois au cours dudit intervalle INT_1. Toutefois, rien n'exclut d'envisager que lesdites étapes de l'ensemble d'étapes soient itérées de manière récurrente, par exemple suivant un pas de temps donné, au cours dudit intervalle INT_1. Il convient de noter qu'une telle option de mise en oeuvre est équivalente au fait de considérer une pluralité d'intervalles temporels pour un même vol, lesdites étapes de l'ensemble d'étapes étant alors exécutées une seule fois pour chacun des intervalles temporels de ladite pluralité d'intervalles temporels.

Claims

Revendications
[Revendication 1] Procédé de surveillance de la qualité de l'huile contenue dans un circuit d'huile d'un moteur d'aéronef, ledit procédé comportant un ensemble d'étapes mises en oeuvre pour au moins un intervalle temporel d'au moins un vol dudit aéronef et au cours duquel ledit moteur est en fonctionnement, ledit ensemble d'étapes comprenant des étapes de :
- détermination (E10) d'une durée dudit intervalle temporel,
- obtention (E20) d'au moins une valeur de température de l'huile,
- détermination (E30) d'une constante d'oxydation de ladite huile en fonction de ladite au moins une valeur de température obtenue,
- détermination (E40) d'un taux d'antioxydants présents dans l'huile à l'issue dudit au moins un intervalle temporel, en fonction de ladite durée, de ladite constante d'oxydation ainsi que d'un taux d'antioxydants présents dans l'huile au commencement dudit intervalle temporel.
[Revendication 2] Procédé selon la revendication 1, dans lequel ledit ensemble d'étapes comporte en outre des étapes de :
- comparaison (E50) du taux d'antioxydants déterminé pour ledit au moins un intervalle temporel avec une valeur seuil donnée, et, si ledit taux d'antioxydants est inférieur à ladite valeur seuil,
- détection (E60) d'une anomalie de la qualité de l'huile contenue dans le circuit d'huile.
[Revendication 3] Procédé selon la revendication 2, dans lequel ledit ensemble d'étapes comporte en outre une étape d'émission (E70) d'une alerte si une anomalie de la qualité de l'huile est détectée.
[Revendication 4] Procédé selon l'une quelconque des revendications 2 et 3, ledit procédé comportant en outre, à l'issue dudit au moins un vol et si une anomalie de la qualité de l'huile a été détectée, des étapes de :
- renouvellement (E80) de tout ou partie de l'huile contenue dans le circuit d'huile, par ajout d'un volume d'huile dans ledit circuit d'huile, l'huile ajoutée étant associée à un taux d'antioxydants donné dit « taux nouveau »,
- obtention (E90) d'un volume d'huile restant dans ledit circuit d'huile avant l'ajout d'huile, l'huile restante étant associée à un taux d'antioxydants dit « taux ancien » déterminé pour le dernier intervalle temporel considéré avant ledit renouvellement d'huile,
- détermination (E100) du volume d'huile ajouté,
- calcul (El 10) d'une quantité égale à la somme des taux ancien et nouveau respectivement pondérés par lesdits volumes d'huile restant et ajouté, ladite quantité correspondant à un taux d'antioxydants présents dans l'huile contenue dans le circuit d'huile à l'issue du renouvellement d'huile.
[Revendication 5] Procédé selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, ledit procédé comportant en outre, à l'issue dudit au moins un vol et si aucune anomalie n'a été détectée, des étapes de :
- détection (E130) d'un éventuel ajout d'un volume d'huile dans le circuit d'huile, le volume d'huile ajouté étant associé à un taux d'antioxydants donné dit « taux nouveau », et, si une étape d'ajout (E120) dudit volume d'huile dans le circuit d'huile a été mise en oeuvre de sorte que l'ajout dudit volume d'huile est détecté,
- obtention (E140) d'un volume d'huile restant dans ledit circuit d'huile avant l'ajout d'huile, l'huile restante étant associée à un taux d'antioxydants dit « taux ancien » déterminé pour le dernier intervalle temporel considéré avant l'ajout d'huile,
- détermination (E150) du volume d'huile ajouté,
- calcul (E160) d'une quantité égale à la somme des taux ancien et nouveau respectivement pondérés par lesdits volumes d'huile restant et ajouté, ladite quantité correspondant à un taux d'antioxydants présents dans l'huile contenue dans le circuit d'huile à l'issue de l'ajout d'huile.
[Revendication 6] Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel, au cours dudit au moins un intervalle temporel, les étapes dudit ensemble d'étapes sont itérées de manière récurrente.
[Revendication 7] Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel un seul intervalle temporel est considéré au cours dudit au moins un vol, ledit intervalle temporel comportant un instant initial et un instant final correspondant respectivement aux instants en lesquels l'aéronef débute une phase de roulage avant décollage et termine une autre phase de roulage après atterrissage.
[Revendication 8] Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel une pluralité de vols de l'aéronef est considérée, les étapes du procédé étant itérées pour chacun desdits vols.
[Revendication 9] Programme d'ordinateur comportant des instructions pour la mise en oeuvre d'un procédé de surveillance selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, à l'exception de l'étape de renouvellement selon la revendication 4 ainsi que de l'étape d'ajout selon la revendication 5, lorsque ledit programme d'ordinateur est exécuté par un ordinateur.
[Revendication 10] Support d'enregistrement lisible par un ordinateur sur lequel est enregistré un programme d'ordinateur selon la revendication 9.
[Revendication 11] Dispositif (12) de surveillance de la qualité de l'huile contenue dans un circuit d'huile d'un moteur d'aéronef, ledit dispositif comportant :
- un premier module de détermination (MOD_DET_l) configuré pour déterminer, pour au moins un intervalle temporel d'au moins un vol dudit aéronef et au cours duquel ledit moteur est en fonctionnement, la durée dudit intervalle temporel,
- un module d'obtention (MOD_OBT) configuré pour obtenir au moins une mesure de température de l'huile pour ledit au moins un intervalle temporel,
- un deuxième module de détermination (MOD_DET_2) configuré pour déterminer une constante d'oxydation de ladite huile en fonction de la température obtenue, - un troisième module de détermination (MOD_DET_3) configuré pour déterminer un taux d'antioxydants présents dans l'huile à l'issue dudit au moins un intervalle temporel, en fonction de ladite durée, de ladite constante d'oxydation ainsi que d'un taux d'antioxydants présents dans l'huile au commencement dudit intervalle temporel. [Revendication 12] Dispositif
(12) de surveillance selon la revendication 11, ledit dispositif comportant en outre :
- un module de comparaison (MOD_COMP) configuré pour comparer le taux d'antioxydants déterminé pour ledit au moins un intervalle temporel avec une valeur seuil donnée,
- un module de détection (MOD_DETECT) configuré pour détecter une anomalie de la qualité de l'huile contenue dans le circuit d'huile si ledit taux d'antioxydants est inférieur à ladite valeur seuil.
[Revendication 13] Système (10) de surveillance de la qualité d'huile contenue dans le circuit d'huile du moteur de l'aéronef, ledit système de surveillance comporte :
- des moyens d'acquisition (11) configurés pour acquérir au moins une mesure de température de l'huile contenue dans le circuit d'huile, - un dispositif (12) de surveillance selon l'une quelconque des revendications 11 à 12.
[Revendication 14] Aéronef comportant un système (10) de surveillance selon la revendication
13.
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