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WO2010092080A1 - Surveillance de l'etat de sante des equipements intervenant dans la capacite de demarrage d'un turboreacteur - Google Patents

Surveillance de l'etat de sante des equipements intervenant dans la capacite de demarrage d'un turboreacteur Download PDF

Info

Publication number
WO2010092080A1
WO2010092080A1 PCT/EP2010/051645 EP2010051645W WO2010092080A1 WO 2010092080 A1 WO2010092080 A1 WO 2010092080A1 EP 2010051645 W EP2010051645 W EP 2010051645W WO 2010092080 A1 WO2010092080 A1 WO 2010092080A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
engine
indicators
time
starter
valve
Prior art date
Application number
PCT/EP2010/051645
Other languages
English (en)
Inventor
Christian Aurousseau
Alexandre Ausloos
Xavier Flandrois
Jean-Rémi Masse
Pierre Charles Mouton
Original Assignee
Snecma
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Snecma filed Critical Snecma
Publication of WO2010092080A1 publication Critical patent/WO2010092080A1/fr

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C7/00—Features, components parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart form groups F02C1/00 - F02C6/00; Air intakes for jet-propulsion plants
    • F02C7/26—Starting; Ignition
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B23/00—Testing or monitoring of control systems or parts thereof
    • G05B23/02—Electric testing or monitoring
    • G05B23/0205—Electric testing or monitoring by means of a monitoring system capable of detecting and responding to faults
    • G05B23/0218—Electric testing or monitoring by means of a monitoring system capable of detecting and responding to faults characterised by the fault detection method dealing with either existing or incipient faults
    • G05B23/0221—Preprocessing measurements, e.g. data collection rate adjustment; Standardization of measurements; Time series or signal analysis, e.g. frequency analysis or wavelets; Trustworthiness of measurements; Indexes therefor; Measurements using easily measured parameters to estimate parameters difficult to measure; Virtual sensor creation; De-noising; Sensor fusion; Unconventional preprocessing inherently present in specific fault detection methods like PCA-based methods
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B23/00—Testing or monitoring of control systems or parts thereof
    • G05B23/02—Electric testing or monitoring
    • G05B23/0205—Electric testing or monitoring by means of a monitoring system capable of detecting and responding to faults
    • G05B23/0259—Electric testing or monitoring by means of a monitoring system capable of detecting and responding to faults characterized by the response to fault detection
    • G05B23/0275—Fault isolation and identification, e.g. classify fault; estimate cause or root of failure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2260/00—Function
    • F05D2260/80—Diagnostics
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2260/00—Function
    • F05D2260/85—Starting

Definitions

  • the invention relates to the monitoring of the state of health of the engine modules or the equipment involved in the starting capacity of a turbojet engine.
  • auxiliary turbine or APU for "Auxiliary Power Unit”
  • APU for "Auxiliary Power Unit”
  • the start is already monitored to check its smooth running but also to preserve the other organs of the engine in case of problems (for example in case of overheating).
  • the pilot must control the return of the sensors during start-up in addition to the automated protection and alarms of the automatic controller with full redundant authority or FADEC (for "FuIl Authority Digital Engine Control").
  • FADEC Full redundant authority
  • This information is the starting point of the monitoring system of start-up or monitoring.
  • the measurement of the following parameters is sent to the pilot in the cockpit: the speed of the HP compressor or CoHP (high pressure): N2, the compressor speed BP or CoBP (low pressure): Nl,
  • Alerts indicate whether the oil pressure is low and the EGT temperature is high.
  • the start interrupt conditions are:
  • the FADEC calculator allows a number of protections.
  • the so-called "Hot Start Alerting” alarm is used to detect overheating during start-up.
  • the alert threshold is defined according to the N2 regime and the residual value of the EGT. This bound is always less than the "Starting EGT limit”. If the value is abnormally high, the ECU flashes the EGT indication to alert the driver and sets the Hot_start_detected variable to "True”. This value returns to "False” if the engine reaches idle or if the start command changes to the "off" position (that is, if the driver orders the engine to stop).
  • the detection of the "Starting Overtemperature” event is based on the definition of a threshold value of the EGT during the start-up phase. If this limit is exceeded, then the ECU turns off the ignition, closes the fuel dispenser or FMV and maintains this configuration until the start command is set to "off".
  • the ECU then cuts the spark plugs and closes the FMV valve. Non-ignition is detected if, on the ground, the voltage supplying the spark plugs being available, the EGT did not increase several seconds after controlling the ignition.
  • the present invention relates to a method of monitoring the health status of LRU equipment (for "Line Replaceable Unit") involved in the starting capacity of a turbojet engine. This process has two missions: - detect and locate anomalies
  • the proposed process has a real advantage for airlines because, in addition to increasing the availability of the aircraft, it contributes to the satisfaction of their customers by limiting delays and cancellation of flights.
  • the subject of the invention is therefore a method for monitoring the state of health of the engine modules and the equipment involved in the starting capacity of an aircraft engine, comprising:
  • the measurement acquisition of the parameters of the engine and the aircraft said parameters affecting the starting capacity of the engine, from the measurements acquired, the extraction of specific indicators chosen for their representativity of the state of health start-up capacity, - the standardization of these indicators to put them in standard conditions, ie indicators in which the influence of context variables has been removed to keep only the influence of damage to the aircraft, the engine and its equipment, the detection of anomalies and the location of these anomalies thanks to statistical analysis tools and to the experts' knowledge of the operation of the aircraft engine, in which the indicators, thanks to the expertise of the users, can be chosen in particular from the following indicators: starter air supply pressure, opening time of the starter valve, value of the maximum acceleration of the compressor high pressure, - time to reach the maximum acceleration of the high-pressure compressor,
  • the method may further include storing, after flight, standard indicator trends to provide an estimate of the lifetime of at least one of said engine and equipment modules.
  • the location of the anomalies can notably be detected from the failures chosen from the following breakdowns: - no flow of the hydromechanical regulator or HMU, little flow of the hydro-mechanical regulator, - too much flow of the hydromechanical regulator, too much flow of the hydromechanical regulator,
  • FIG. 1 is a diagram illustrating the process implemented by the monitoring method according to the invention
  • FIG. 2 is a graph showing the amplitude of a signal from a sensor, as a function of time, before and after filtering
  • FIG. 3 is a diagram illustrating the construction of indicators useful for the present invention. DETAILED PRESENTATION OF PARTICULAR EMBODIMENTS
  • the monitoring system receives as input the measurements taken by the detectors as well as the parameters of the engine (or engines). It follows, according to the data entered, the state of deterioration of all the equipment and the engine involved in the start-up phase for the purposes of maintenance assistance.
  • the system outputs an estimate of the state of health of the equipment and the engine, a prognosis of their remaining life if a degradation is detected and a degree of confidence in the decision taken.
  • Figure 1 is a diagram illustrating the process implemented by the monitoring system according to the invention.
  • the first step of the algorithm is the acquisition of information that will allow the estimation of the health of the engine modules and its equipment involved in the ability to start.
  • the input data of this phase can be the sensor signals (such as temperatures, pressures, regimes, ...) or the discrete ones giving the threshold crossing information (such as the switch (or switch) of a valve, confirmation of ignition, obtaining the Cut Out regime) or information on the Startup configuration (such as activation of automatic mode, position of candle control).
  • all measurable information can serve as input data.
  • Table 1 gives an example of the measures to be acquired:
  • An oversampling operation provides a time base (and an index base) common to all data, allowing for more reliable processing.
  • a data filtering step is necessary to reduce the acquisition noise of some data and thus limit the detection errors and increase the accuracy as shown in Figure 2.
  • This figure represents the amplitude A of a signal from a sensor, as a function of time t, before filtering (curve 1) and after filtering (curve 2).
  • the data that requires this operation are: HP Engine Speed, EGT Temperature, and HP PS3 Compressor Output Pressure.
  • the filter used is a generic tool. The settings of the filter order and cutoff frequency are customized for each data. They were defined in the study of the smoothing tool according to the need.
  • the use of the derivative of certain signals is necessary for the detection of evolution in the signals.
  • the data requiring this operation are as follows: HP Engine Speed, HP Compressor Output Pressure, EGT Temperature.
  • the derived vector must be equivalent in size to the original vector.
  • the processing must take into account the offset produced by the derivation operation, by copying the first value of the derived vector into the first position.
  • Non-determinable measures by example: the time t2 in the case of an aborted start before closing the valve
  • NaN the time t2 in the case of an aborted start before closing the valve
  • the output data are signals, filtered or not, derived or not, which will allow the extraction of the indicators.
  • the input data specified here is the output data of the "Acquisition of Measurements" part.
  • the output data are indicators that will be used to evaluate the health status of the engine. These indicators have been defined with the experts of the engine behavior so as to be able to detect the different degradations that can prevent starting. Each indicator is significant of the state of health of one or more modules of the engine and its equipment.
  • Table 2 gives a non-exhaustive list of indicators as output data.
  • Indicators provide the following information (proposed thresholds for defining indicators are given as an example):
  • the starter's torque is therefore linked to this value. It is used to detect APU problems but also to prevent starter shaft breaks. Indeed, pressure oscillations cause jolts at the level of the tree, which then gets tired more quickly.
  • the closing time of the service valve Defined between the moment when the N2 reaches the Cut Out speed and the "closed" indication of the service valve. It detects problems of valve closing.
  • the temperature of the exhaust gas depends on the fuel / air ratio. At a given speed, the airflow is constant. Therefore, if we decrease the fuel flow the EGT will be lower and conversely if we increase the flow the EGT will be higher. If the fuel flow is really too high, the engine will not work properly and the airflow will be lower. The temperature then flies.
  • starter oil leakage results in engine oil leakage.
  • the monitoring of the engine oil consumption thus makes it possible to detect a starter sealing problem, in addition to the engine oil problems.
  • variable geometry problems by monitoring them throughout the flight. For example, a bad VSV position at startup can cause a warm start.
  • Ii indicators are sensitive to surrounding parameters such as outdoor temperature, oil temperature or external pressure. For better detection, it is therefore useful to standardize these indicators, that is to say, put them in standard conditions.
  • Normalizations are made using models that can be physical in nature.
  • a physical model of forecast used is based on the relative supply pressure.
  • the other models are of a statistical nature. They are obtained by regression of the indicators according to other indicators and environmental parameters:
  • M_PAStarD starter supply pressure
  • m_Pamb ambient pressure
  • m Tamb OAT ambient temperature
  • m_dToil_dem oil temperature at startup.
  • Standardization is used to compare flight after flight indicators under the same conditions.
  • a standardized indicator is defined as a difference, called a residual, between the actual measurements of these indicators and their estimates using a model.
  • the standardized indicator Ii will subsequently be noted.
  • the method of determining the indicators includes the following particularities: the indicators Motor deceleration rate and Maximum speed before deceleration do not undergo any modification with respect to the input data. All output data is saved.
  • the input data specified here are the output data of the "Extraction of Indicators" section. This input data is the information to judge the state of health of the engine and its equipment.
  • the output data are: • the detection state,
  • Table 3 Failure detection / localization uses the generic FDI tool. The location of the failures is based on the matrix below, defined with experts of the motor behavior. This matrix makes it possible to make the link between the indicators and the possible impairments. It gives the signatures of each monitored failure. As an example we could obtain the following matrix on the first 10 indicators and the first 15 failures:
  • the signs in Table 4 represent an estimate of the normalized indicator i in case of failure j. 0 means that the indicator is not affected by this degradation.
  • the sign "+” means that the degradation makes the indicator Nominalized is greater (respectively lower) than its expected value.
  • the input data specified here are the output data of the "Anomaly Detection and Localization" section.
  • the output data are the specified data: • the rate of change of this probability,
  • the decision tool used must return the specified data as output data. The failure is confirmed when one or more decision thresholds are reached.
  • Indicators make it possible to detect the beginnings of non-start-up or, if there are no first steps detectable by these indicators, to locate the causes of non-actual start-up.
  • the starter's torque is therefore linked to this value. She is used to detect APU problems but also to prevent starter shaft breaks. Indeed, pressure oscillations cause jolts at the level of the tree, which then gets tired more quickly.
  • This moment occurs at the start of the start and is used to detect air supply pressure or valve opening problems.
  • this duration is significant of the phase before ignition. It is therefore used to detect air pressure, starter valve, starter and torque problems in the starter motor - AGB - HP compressor. However, the only significant resisting torque is that of AGB.
  • the variation of the autorotation time "tl” does not make it possible to estimate the torque or the performance of the compressor, but that of the AGB. of the Compressor operating variations are not discernible before ignition.
  • the temperature "flies” but also a CHP pump (high pressure pump) can occur.
  • It can be defined as the time between the injection of fuel and the detection of the elevation of pressure in the chamber or between the injection and the rupture of the slope of the Co HP regime. This time monitors the state of health of the candles and injectors. However, this time may be disrupted by the presence of air in the fuel system, which is encountered in particular at the first engine bench, the first aircraft, after the exchange of a fuel URL, or even after a stop very prolonged engine (destocking).
  • N2 reached the "Cut Out” regime and the indication "closed” of the service valve. It allows to detect problems of closing of valve SAV.
  • the exhaust gas temperature depends on the fuel / air ratio. At a given speed, the airflow is constant. Therefore, if we reduce the fuel flow the EGT will be lower and, conversely, if we increase the flow the EGT will be higher. If the fuel flow is really too high, the engine will not work properly and the airflow will be lower. The temperature "flies away" then.
  • Figure 3 is a diagram illustrating the construction of the indicators.
  • the x-axis represents the time T in seconds.
  • Curve 11 shows the evolution of the speed N2 of the HP compressor.
  • Curve 12 shows the evolution of the temperature of the exhaust gas (or EGT).
  • the curve shows the evolution of the fuel flow sent to the injectors and controlled by the Fuel Metering Valve (FMV).
  • Curve 14 shows the evolution of pressure PS3 (inlet pressure of the combustion chamber).
  • the phases t1, t2 and t3 defined above are shown in the diagram of FIG. 3.
  • the ignition time tA is also indicated.
  • Table 8 relates to causes of non-starting with first fruits.
  • Table 9 relates to causes of non-starting without first-fruits.
  • a normalized indicator (called I'I, I '2, ... I' 12) is defined as a deviation, called a residual, between the actual measurements (II, 12, ... 112) of these indicators and their prediction using a model.
  • Non-determinable measures for example: time t2 in the case of an aborted start before closing the valve
  • NaN “Not a Number”.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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Abstract

L'invention concerne un procédé de surveillance de l'état de santé des modules du moteur et des équipements intervenant dans la capacité de démarrage d'un moteur d'avion, comprenant : l'acquisition de mesures des paramètres du moteur et de l'avion, lesdits paramètres intervenant sur la capacité de démarrage du moteur, à partir des mesures acquises, l'extraction d'indicateurs spécifiques choisis pour leur représentativité de l'état de santé de la capacité de démarrage, la normalisation de ces indicateurs pour les mettre dans des conditions standard, c'est-à-dire des indicateurs où l'on a enlevé l'influence des variables de contexte pour ne conserver que l'influence des dégradations de l'avion, du moteur et de ses équipements, la détection d'anomalies et la localisation de ces anomalies grâce à des outils d'analyse statistique et à la connaissance des experts sur le fonctionnement du moteur d'avion.

Description

SURVEILLANCE DE L'ETAT DE SANTE DES EQUIPEMENTS INTERVENANT DANS LA CAPACITE DE DEMARRAGE D'UN
TURBOREACTEUR
DESCRIPTION
DOMAINE TECHNIQUE
L' invention concerne la surveillance de l'état de santé des modules du moteur ou des équipements intervenant dans la capacité de démarrage d'un turboréacteur.
ETAT DE LA TECHNIQUE ANTERIEURE Le démarrage d'un moteur d'avion est une opération qui demande la participation de nombreuses parties du moteur et de ses équipements. Il existe deux types de démarrage : le mode automatique et le mode manuel. La séquence de démarrage est cependant la même dans les deux cas :
- alimentation des canalisations en air : par une turbine auxiliaire ou APU (pour « Auxiliary Power Unit ») , par une intercommunication de l'alimentation (ou « cross bleed » en anglais) ou par une source indépendante,
- ouverture de la vanne SAV (pour « Starter Air Valve » en anglais) , observation de l'enroulement du compresseur haute pression ou CoHP, par le démarreur via un boîtier à engrenages ou AGB (pour « Auxiliary Gear Box » en anglais),
- alimentation et claquage des bougies, - ouverture de la vanne HPSOV (pour « high pressure shut-off valve ») et injection du carburant, constatation de l'allumage et surveillance de la température des gaz d'échappement du moteur ou EGT, fermeture de la vanne SAV au régime d'auto-entraînement (dit « cut-out ») ,
- confirmation du ralenti,
- arrêt du claquage des bougies. De nombreux équipements entrent en fonctionnement pendant cette phase de mise en route du moteur et des moyens sont mis en œuvre pour la détection de pannes éventuelles.
Le démarrage est déjà surveillé afin de vérifier son bon déroulement mais également pour préserver les autres organes du moteur en cas de problème (par exemple en cas de surchauffe) . Le pilote se doit de contrôler le retour des capteurs lors du démarrage en complément des protections et alarmes automatisées du régulateur automatique à pleine autorité redondante ou FADEC (pour « FuIl Authority Digital Engine Control » en anglais) . Ces informations sont le point de départ du système de surveillance du démarrage ou monitoring. La mesure des paramètres suivants est envoyée au pilote dans le poste de pilotage : le régime du compresseur HP ou CoHP (haute pression) : N2, le régime du compresseur BP ou CoBP (basse pression) : Nl,
- le débit de carburant : FF, la température des gaz d'échappement : EGT,
- la pression d'huile,
- la position de la vanne SAV, - la position de la vanne HPSOV.
Des alertes permettent de signaler si la pression d'huile est basse et si la température EGT est élevée .
Certaines recommandations sont faites au pilote. Ordonner l'allumage prématurément dans la séquence de démarrage (c'est-à-dire si N2 n'est pas assez élevé) peut causer un démarrage « chaud ». Si le commutateur qui contrôle la vanne SAV passe en position fermée avant que le moteur ait atteint le régime d'auto-entraînement (entre 50% et 55% de N2 selon les moteurs), il y a un risque de démarrage « chaud ». Il ne faut pas ordonner la réouverture de la vanne SAV tant que le régime N2 n'est pas en dessous de 20% sinon il y a un risque de casser l'embrayage du démarreur, appelé « crash engagement ».
Les conditions d' interruption du démarrage sont :
- l'absence de rotation du Nl au moment de 1' allumage, - l'absence d'indication de pression d'huile avant que le moteur soit au ralenti, l'absence d'augmentation de l'EGT 10 secondes après l'injection de carburant,
- l'absence ou la très faible augmentation de Nl ou N2 par rapport à l'EGT, l'EGT approchant rapidement la limite autorisée au démarrage.
A cela, il faut ajouter qu'il est interdit de fonctionner avec une vanne SAV non fermée et que la batterie disponible pour l'alimentation des bougies doit être branchée à une chaîne d'allumage en état de marche .
Le calculateur FADEC permet un certain nombre de protections. L'alarme dite "Hot Start Alerting" permet de détecter une surchauffe lors du démarrage. Le seuil d' alerte est défini en fonction du régime N2 et de la valeur résiduelle de l'EGT. Cette borne est toujours inférieure à la "Starting EGT limit". En cas de valeur anormalement élevée, l'ECU fait clignoter l'indication EGT pour alerter le pilote et met la variable Hot_start_detected à "True". Cette valeur revient à "False" si le moteur atteint le ralenti ou si la commande de démarrage passe en position "eut off" (c'est-à-dire si le pilote ordonne l'arrêt du moteur) .
La protection dite "EGT Start Overtemperature Annunciation" intervient lorsque la valeur de l'EGT au démarrage (c'est-à-dire sous le régime de ralenti) dépasse la valeur de l'EGT "Start Maintenance Limit". La variable correspondante prend alors la valeur "True".
La détection de l'événement "Starting Overtemperature" est basée sur la définition d'une valeur seuil de l'EGT pendant la phase de démarrage. Si cette limite est dépassée, alors l'ECU coupe l'allumage, ferme le doseur de carburant ou FMV et maintient cette configuration tant que la commande de démarrage n'est pas positionnée sur "eut off".
La détection de l'événement "Rollback Overtemperature" intervient lorsque le moteur est au sol et a atteint le ralenti, mais chute à moins de 50% du N2 et l'EGT franchit son seuil limite. L'ECU réagit de la même manière que pour l'événement "Starting Overtemperature" .
La protection dite "Wet Start Protection" intervient si l'allumage n'a pas lieu après un temps considéré comme raisonnable suite à l'injection de carburant. L'ECU coupe alors les bougies et ferme la vanne FMV. Le non-allumage est détecté si, au sol, la tension alimentant les bougies étant disponible, l'EGT n'a pas augmenté plusieurs secondes après avoir commandé l'allumage.
Des modifications ont été apportées pour améliorer la protection du moteur. Premièrement, pour prévenir les surchauffes, il est désormais impossible, au sol, au pilote d'ordonner l'allumage avant d'atteindre une valeur minimum de N2. En cas de dépassement du seuil EGT, qui est fonction du N2, l'ECU ne se contente plus d'avertir le pilote mais, toujours au sol, interrompt le démarrage. Deuxièmement, le précédent logiciel ne possède pas de logique pour les "Stall Start". Dorénavant, si la pression PS3 (pression d'entrée de la chambre de combustion) chute et que l'accélération du N2 passe sous un seuil, l'ECU interrompt le démarrage. Troisièmement, la détection du Rollback est maintenant plus sensible. Elle est active si le régime N2 chute en dessous de 54% au lieu de 50%. On voit que le démarrage d'un moteur d'avion est complexe. Les compagnies aériennes sont particulièrement intéressées par la prévention des problèmes opérationnels lors du démarrage des moteurs de leurs avions. En effet, les problèmes de démarrage provoquent des retards et annulations de vols à un moment très critique puisque l'avion est immobilisé au sol alors qu'il était prêt à partir avec tous les passagers à bord. En cas de problème de démarrage, il faut alors entreprendre des actions de recherche de panne (dite "troubleshooting" en anglais) . Pour cela, des tests sont effectués afin de localiser l'élément défaillant qui empêche le démarrage. Etant donné le nombre important de causes possibles, l'identification de la défaillance est souvent délicate et est à renouveler à chaque incident au démarrage.
EXPOSE DE L'INVENTION
Pour remédier aux inconvénients énumérés ci-dessus, la présente invention a pour objet un procédé de surveillance de l'état de santé des équipements LRU (pour « Line Replaceable Unit ») intervenant dans la capacité de démarrage d'un turboréacteur. Ce procédé a deux missions : - détecter et localiser les anomalies
(diagnostic) afin de minimiser les retards en ciblant immédiatement les actions de maintenance sur les systèmes défaillants, sans perdre de temps dans la recherche de la provenance de la panne, anticiper les pannes (pronostic) afin d'éviter les retards et annulations de vols pour non- démarrage ou démarrage anormal .
Le procédé proposé présente un réel avantage pour les compagnies aériennes car, en plus d'augmenter la disponibilité de l'avion, il participe à la satisfaction de leurs clients en limitant les retards et annulation de vols.
L'invention a donc pour objet un procédé de surveillance de l'état de santé des modules du moteur et des équipements intervenant dans la capacité de démarrage d'un moteur d'avion, comprenant :
- l'acquisition de mesure des paramètres du moteur et de l'avion, lesdits paramètres intervenant sur la capacité de démarrage du moteur, à partir des mesures acquises, l'extraction d'indicateurs spécifiques choisis pour leur représentativité de l'état de santé de la capacité de démarrage, - la normalisation de ces indicateurs pour les mettre dans des conditions standard, c'est-à-dire des indicateurs où l'on a enlevé l'influence des variables de contexte pour ne conserver que l'influence des dégradations de l'avion, du moteur et de ses équipements, la détection d'anomalies et la localisation de ces anomalies grâce à des outils d'analyse statistiques et à la connaissance des experts sur le fonctionnement du moteur d'avion, dans lequel les indicateurs, grâce à l'expertise des utilisateurs, peuvent notamment être choisis parmi les indicateurs suivants : pression d'alimentation d'air du démarreur, temps d' ouverture de la vanne de démarrage, valeur de l'accélération maximale du compresseur haute pression, - temps pour atteindre l'accélération maximale du compresseur haute pression,
- temps de la première phase de démarrage,
- temps d'allumage du moteur,
- temps de la deuxième phase de démarrage, - temps de fermeture de la vanne de démarrage,
- temps de la troisième phase de démarrage,
- gradient maximal de la température des gaz d'échappement, - gradient moyen de la température des gaz d' échappement,
- régime maximal avant décélération,
- temps d'arrêt du moteur.
Le procédé peut comprendre en outre la mémorisation, vol après vol, des tendances des indicateurs normalisés pour fournir une estimation de la durée de vie d'au moins l'un desdits modules de moteurs et équipements.
La localisation des anomalies peut notamment être est détectée à partir des pannes choisies parmi les pannes suivantes : - pas de débit du régulateur hydromécanique ou HMU, peu de débit du régulateur hydromécanique, - trop de débit du régulateur hydromécanique, beaucoup trop de débit du régulateur hydromécanique,
- l'état de « backdriving » du démarreur, - la rupture d'arbre du démarreur pendant le démarrage du moteur,
- une fuite d'huile du démarreur,
- un degré défini d'usure des roulements, des aubes ou des pignons, - pas d'étincelle aux bougies lors de
1' allumage,
- une panne du relais bougies,
- un refus d' ouverture de la vanne SAV,
- un refus de fermeture de la vanne SAV, - une ouverture lente de la vanne SAV,
- une fermeture lente de la vanne SAV, mauvaise position d'un élément à géométrie variable,
- légère cockéfaction des injecteurs, - bouchage des injecteurs, débit insuffisant à l'allumage de la pompe HP à carburant,
- un degré d'usure interne du boîtier à engrenages, - une absence de pression à la turbine auxiliaire, une pression faible à la turbine auxiliaire,
- un obstacle mécanique dans le compresseur basse pression, - une performance insuffisante du compresseur haute pression, une baisse de rendement de la pompe principale à carburant,
- un couple résistant trop fort dans la chaîne du boîtier à engrenages/arbre radial du rotor haute pression.
BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS
L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages et particularités apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre, donnée à titre d'exemple non limitatif, accompagnée des dessins annexés parmi lesquels :
- la figure 1 est un schéma illustrant le processus mis en œuvre par le procédé de surveillance selon l'invention,
- la figure 2 est un graphique représentant l'amplitude d'un signal issu d'un capteur, en fonction du temps, avant et après filtrage, - la figure 3 est un diagramme illustrant la construction d'indicateurs utiles pour la présente invention . EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS
Le système de surveillance selon l'invention reçoit en entrée les mesures relevées par les détecteurs ainsi que les paramètres du moteur (ou des moteurs) . Il suit, en fonction des données entrées, l'état de dégradation de l'ensemble des équipements et du moteur intervenant dans la phase de démarrage dans une optique d'aide à la maintenance. Le système délivre en sortie une estimation de l'état de santé des équipements et du moteur, un pronostic sur leur durée de vie restante si une dégradation est détectée et un degré de confiance de la décision prise.
La figure 1 est un schéma illustrant le processus mis en œuvre par le système de surveillance selon l'invention.
Dans ce qui suit, on va présenter l'architecture fonctionnelle de l'algorithme.
1- Acquisitions des mesures La première étape de l'algorithme est l'acquisition des informations qui permettront d'estimer l'état de santé des modules du moteur et de ses équipements entrant en jeu dans la capacité à démarrer . Les données d'entrées de cette phase peuvent être les signaux de capteurs (comme des températures, des pressions, des régimes, ...) ou des discrets donnant l'information de franchissement de seuil (comme la commutation (ou switch) d'une vanne, la confirmation de l'allumage, l'obtention du régime de Cut Out) ou encore des informations sur la configuration du démarrage (comme l'activation du mode automatique, la position de la commande des bougies) . D'une manière générale, toutes les informations mesurables peuvent servir de données d'entrées.
Le tableau 1 donne un exemple des mesures à acquérir :
Figure imgf000014_0001
Tableau 1
1.1- Outils d'acquisition des mesures
Concernant la validité de la base de données d'entrée, seule la base d'entrée est actuellement vérifiée, les erreurs survenant lors des calculs ayant été considérées inexistantes. Une opération de sur-échantillonnage permet d'obtenir une base de temps (et une base indicielle) commune à toutes les données, cela permettant un traitement plus fiable.
Dans le cadre de cet algorithme, il est considéré que l'ensemble des données présentes dans le boîtier sera acquis à la fréquence d'échantillonnage maximale du FADEC, soit toutes les HTR, avec 1 HTR = 15 millisecondes .
Une étape de filtrage des données est nécessaire pour réduire les bruits d'acquisition de certaines données et ainsi limiter les erreurs de détection et augmenter la précision comme l'illustre la figure 2. Cette figure représente l'amplitude A d'un signal issu d'un capteur, en fonction du temps t, avant filtrage (courbe 1) et après filtrage (courbe 2) . Les données nécessitant cette opération sont les suivantes : Régime HP moteur, Température EGT et pression de sortie du compresseur HP PS3. Le filtre utilisé est un outil générique. Les réglages de l'ordre du filtre et de la fréquence de coupure sont personnalisés à chaque donnée. Ils ont été définis dans l'étude de l'outil de lissage en fonction du besoin.
L'utilisation de la dérivée de certains signaux est nécessaire pour la détection d'évolution dans les signaux. Les données nécessitant cette opération sont les suivantes : Régime HP moteur, Pression de sortie du compresseur HP, Température EGT. Le vecteur dérivé doit être de dimension équivalente au vecteur d'origine. De plus, le traitement doit prendre en compte le décalage produit par l'opération de dérivation, en recopiant la première valeur du vecteur dérivé en première position.
1.2- Enregistrement des mesures
La base de données brute ainsi que les résultats d'extraction et d'estimation sont sauvegardés. Les mesures non déterminables (par exemple : le temps t2 dans le cas d'un démarrage avorté avant la fermeture de la vanne) sont notées « NaN » pour « Not a Number ».
Les données de sorties sont des signaux, filtrés ou non, dérivés ou non, qui vont permettre l'extraction des indicateurs. 2- Extraction des indicateurs
Les données d'entrées spécifiées ici sont les données de sortie de la partie « Acquisition des mesures ».
Les données de sorties sont des indicateurs qui permettront d'évaluer l'état de santé du moteur. Ces indicateurs ont été définis avec les experts du comportement moteur de manière à pouvoir détecter les différentes dégradations qui peuvent empêcher le démarrage. Chaque indicateur est significatif de l'état de santé d'un ou plusieurs modules du moteur et de ses équipements .
Le tableau 2 ci-dessous donne une liste non exhaustive des indicateurs en tant que données de sortie .
Figure imgf000016_0001
Figure imgf000017_0001
Tableau 2
Les indicateurs fournissent les informations suivantes (les seuils proposés pour définir les indicateurs sont donnés à titre d'exemple) :
• II - La pression d'alimentation d'air :
Elle donne la puissance au démarreur. Le couple du démarreur est donc lié à cette valeur. Elle sert à détecter des problèmes d'APU mais aussi de prévenir des ruptures d'arbre démarreur. En effet, des oscillations de pression provoquent des à-coups au niveau de l'arbre qui se fatigue alors plus vite.
• 12 - Le temps pour vaincre la marge d'effort à l'ouverture de la vanne SAV :
II peut être défini entre l'ordre d'ouverture et le moment où le capteur de position passe à Vrai. Il détecte des problèmes de pression d'alimentation d'air ou d'ouverture vanne de démarrage. • 13 et 14 - Le point de coordonnée de l'accélération maximale du moteur : Cet instant a lieu au début du démarrage et sert à détecter des problèmes de pression d'alimentation d'air ou d'ouverture de vanne.
• 15 - Le temps "tl" de la phase de démarrage : Défini par exemple de 0 à 20% du régime maximal du Co HP, ce temps est significatif de la phase avant l'allumage. Il sert donc à détecter des problèmes de pression d'air, de vanne de démarrage, de démarreur et de compresseur HP. • 16 - Le temps d'allumage :
II peut être défini entre l'injection de carburant et la détection de l'élévation de pression dans la chambre ou entre l'injection et la rupture de pente du régime du Co HP. Ce temps surveille l'état de santé des bougies et des injecteurs.
• 17 - Le temps "t2" de la phase de démarrage :
Défini par exemple de 30% du régime HP et la Cut Out, ce temps correspond à la phase où le démarreur et la combustion participent à l'accélération du moteur. Il détecte donc des problèmes d'alimentation d'air, de démarreur, de compresseur HP, de géométries variables et de circuit carburant comme le régulateur hydromécanique ou HMU (pour « HydroMechanical Unit ») .
• 18 - Le temps de fermeture de la vanne SAV : Défini entre l'instant où le N2 a atteint le régime de Cut Out et l'indication "fermé" de la vanne SAV. Il détecte des problèmes de fermeture de vanne SAV.
• 19 - Le temps "t3" de la phase de démarrage : Défini de la Cut Out à un régime de sous ralenti (par exemple 98% du ralenti minimal), cette phase correspond à la fin du démarrage. A la Cut Out, le démarreur se désaccouple et ne participe plus à l'entraînement du moteur. Il sert à détecter des problèmes de circuit carburant et de compresseur HP. • IIP et 111 - Les gradients de température :
La température des gaz d'échappement dépend du rapport Carburant/ Air. A un régime donné, le flux d'air est constant. Donc, si l'on diminue le débit carburant l'EGT sera plus faible et inversement si l'on augmente le débit l'EGT sera plus élevée. Si le débit carburant est vraiment trop important, le moteur ne fonctionnera pas correctement et le flux d' air sera plus faible. La température s'envole alors.
• 112 - Régime maximal avant décélération : Cet indicateur permet de savoir à quel régime le moteur a eu un problème qui l'a fait stagner ou décélérer.
• 113 - Le temps d'arrêt du moteur :
Défini entre le moment ou le pilote donne l'ordre de couper le moteur et un seuil bas sur le régime HP (exemple : 5% ou 2%) , ce temps sert à estimer le couple résistant du compresseur HP.
D'autres indicateurs, définis pour la surveillance d'autres fonctions que la capacité à démarrer peuvent néanmoins être utilisés pour la localisation et la prédiction d'incidents au démarrage. Voici un exemple de nouveaux indicateurs :
• Le régime HP à de l'ouverture de la HPSOV : Permet de surveiller le rendement de la pompe à carburant principale. Cet indicateur est surtout utile pour garantir le redémarrage en vol mais une pompe dégradée peut aussi empêcher le démarrage au sol. On peut se référer à ce sujet à la demande de brevet français déposée sous le numéro d'enregistrement 07 08099 et intitulée « Surveillance d'une pompe haute pression dans un circuit d'alimentation en carburant d'une turbomachine ».
• Les vibrations du démarreur via le capteur de l'AGB L' accéléromètre donnera des indications sur la transmission de puissance (AGB, TGB) mais aussi sur les vibrations du démarreur. Elles permettent de détecter des dégradations internes (perte d'aube, usure de roulement, pignons abîmés, usure embrayage) . • La consommation d'huile
Dans les lubrifications partagées, une fuite d'huile du démarreur se traduit par une fuite d'huile du moteur. La surveillance de la consommation d'huile moteur permet donc de détecter un problème d'étanchéité du démarreur, en plus des problèmes d'huile moteur.
• La position des géométries variables
Permet de détecter des problèmes de géométrie variables en les surveillant tout au long du vol. Par exemple, une mauvaise position des VSV au démarrage peut engendrer un démarrage chaud.
• Les températures des sondes EGT
Permet de détecter des problèmes d' injecteurs . En cas de cokéfaction, la répartition de la température ne sera plus homogène sur les quatre sondes. La sonde en face de l'injecteur cokéfié sera plus froide que d'habitude et les trois autres un peu plus chaudes.
La majorité des indicateurs Ii sont sensibles aux paramètres environnants comme la température extérieure, la température d'huile ou encore la pression extérieure. Pour une meilleure détection, il est donc utile de normaliser ces indicateurs, c'est-à-dire, les mettre dans des conditions standard.
Les normalisations sont faites à l'aide de modèles qui peuvent être de nature physique. Un modèle physique de prévision utilisé est basé sur la pression d'alimentation relative. Il existe aussi un abaque, établi pour le turboréacteur CFM56-5C, donnant en fonction de la pression et de la température ambiante ainsi que du degré d'usure, les pressions absolues et températures attendues en sortie d'APU. Les autres modèles sont de nature statistique. Ils sont obtenus par régression des indicateurs en fonction des autres indicateurs et de paramètres d'environnement :
M_PAStarD : pression d'alimentation du démarreur, m_Pamb : pression ambiante, m Tamb : température ambiante dite OAT
(pour « Outside Air Température ») , m_dToil_dem : température d'huile au démarrage .
2.1 Normalisation des indicateurs : La normalisation sert à pouvoir comparer les indicateurs vols après vols dans les mêmes conditions .
Un indicateur normalisé est défini comme un écart, appelé résidu, entre les mesures réelles de ces indicateurs et leurs estimations à l'aide d'un modèle. On notera par la suite I'i l'indicateur Ii normalisé.
La méthode de détermination des indicateurs comprend les particularités suivantes : les indicateurs Régime de décélération moteur et Régime maximal avant décélération ne subissent aucune modification par rapport aux données d' entrée . L'ensemble des données de sortie est sauvegardé .
3- Détection d'anomalies et localisation
Les données d'entrée spécifiées ici sont les données de sortie de la partie « Extraction des indicateurs ». Ces données d'entrées constituent l'information pour juger de l'état de santé du moteur et de ses équipements.
Les données de sortie sont : • l'état de détection,
• la confiance de la détection,
• La probabilité de panne de chaque équipement (localisation) .
Les caractéristiques des données de sortie sont données par l'outil générique FDI pour « Failure Détection and Identification ». On peut se référer à ce sujet à la demande de brevet français déposée sous le numéro d'enregistrement 08 58609 et intitulée « Identification de défaillance dans un moteur d'aéronef ». Le tableau 3 ci-dessous expose les principales défaillances surveillées par l'algorithme de monitoring. Ces dégradations sont les incidents les plus fréquents qui impactent la capacité à démarrage d'un turboréacteur.
Figure imgf000023_0001
Tableau 3 La détection/localisation de défaillance utilise l'outil générique FDI. La localisation des défaillances se base sur la matrice ci dessous, définie avec des experts du comportement moteur. Cette matrice permet de faire le lien entre les indicateurs et les dégradations possibles. Elle donne les signatures de chaque panne surveillée. A titre d'exemple on pourrait obtenir la matrice suivante sur les 10 premiers indicateurs et les 15 premières pannes :
Figure imgf000024_0001
Tableau 4
Les signes du tableau 4 représentent une estimation de l'indicateur normalisé i en cas de panne j. 0 signifie que l'indicateur n'est pas affecté par cette dégradation. Le signe «+» (respectivement «-») signifie que la dégradation fait que l'indicateur nomalisé est supérieur (respectivement inférieur) à sa valeur attendue.
Le résultat produit par l'indicateur « Régime de décélération moteur » est utilisé pour confirmer des cas de non-démarrage ou de rupture d'arbre démarreur.
L'ensemble des données est sauvegardé.
4- Décision et pronostic Les données d'entrées spécifiées ici sont les données de sortie de la partie « Détection d'anomalie et localisation ».
Les données de sortie sont les données spécifiées : • la vitesse d'évolution de cette probabilité,
• le pronostic du temps de vie restant estimé,
• la précision du pronostic (intervalle de confiance à 99%) .
L'outil de décision utilisé doit retourner les données spécifiées en données de sortie. La défaillance est confirmée lorsqu'un ou plusieurs seuils de décision sont atteints.
5- Exemple d'application de l'invention à un turboréacteur Dans cet exemple d'application, on va considérer des URL (Unités Remplaçables en Ligne appelées « Line Replaceable Units » ou LRU en anglais) susceptibles de contribuer au nouveau démarrage d'un turboréacteur. Le tableau 5, ci-dessous, regroupe un certain nombre d'URL. D'autres URL ou modules moteur pourraient contribuer au non-démarrage, mais elles ne figurent pas dans ce tableau. C'est le cas notamment de la pompe principale à carburant, des boucles locales et de la cinématique AGB-Core HP (question : comment peut- on traduire core HP en français ?) . Cependant, les causes de non-démarrage indiquées dans le tableau 5 en regard des URL retenues représentent environ 80% des occurrences de non-démarrage observées en service.
Figure imgf000026_0001
Tableau 5
Certaines de ces pannes peuvent être anticipées grâce à des signes avant coureurs ou prémices. Celles-ci figurent dans le tableau n°6. Quant aux autres il n'est pas possible de les détecter avant occurrence de non-démarrage.
Figure imgf000027_0001
* Très peu d'effet sur les performances et les indicateurs envisagés ci-dessous .
Tableau 6
Des indicateurs permettent de détecter les prémices de non-démarrage ou, s'il n'existe pas de prémices décelables par ces indicateurs, de localiser les causes de non-démarrage avéré.
• II - Pression d' alimentation d' air :
Elle donne la puissance au démarreur. Le couple du démarreur est donc lié à cette valeur. Elle sert à détecter des problèmes d'APU mais aussi de prévenir des ruptures d'arbre démarreur. En effet, des oscillations de pression provoquent des à-coups au niveau de l'arbre qui se fatigue alors plus vite.
• 12 - Temps pour vaincre la marge d'effort à l'ouverture de la vanne SAV :
II peut être défini entre l'ordre d'ouverture et le moment où le capteur de position passe à Vrai. Il détecte des problèmes de pression d'alimentation d'air ou d'ouverture de la vanne de démarrage .
• 13 et 14 - Point de coordonnée de l'accélération maximale du moteur :
Cet instant a lieu au début du démarrage et sert à détecter des problèmes de pression d'alimentation d'air ou d'ouverture de vanne.
• 15 - Durée de la phase "tl" de démarrage, dite temps d' autorotation :
Défini par exemple de 0 à 20% du régime maximal du Co HP, cette durée est significative de la phase avant l'allumage. Elle sert donc à détecter des problèmes de pression d'air, de vanne de démarrage, de démarreur et de couple résistant dans la chaîne cinématique démarreur - AGB - compresseur HP. Cependant, le seul couple résistant significatif est celui de 1 'AGB . La variation de la durée "tl" d' autorotation ne permet pas d'estimer le couple ou la performance du compresseur, mais celui de l'AGB. Des variations de fonctionnement du compresseur ne sont pas discernables avant l'allumage. La température "s'envole" mais aussi un pompage CHP (pompe haute pression) peut se produire.
• 16 - Temps d' allumage :
II peut être défini comme la durée entre l'injection de carburant et la détection de l'élévation de pression dans la chambre ou entre l'injection et la rupture de pente du régime du Co HP. Ce temps surveille l'état de santé des bougies et des injecteurs. Cependant ce temps peut-être perturbé par la présence d' air dans le circuit carburant, ce qui se rencontre notamment à la première mise au banc du moteur, au premier avionnage, après l'échange d'un URL carburant, voire après un arrêt très prolongé du moteur (destockage) .
• 17 - Durée de la phase "t2" de démarrage : Définie par exemple de 30% du régime HP et la "Cut Out" (débrayage du démarreur) , cette durée correspond à la phase où le démarreur et la combustion participent à l'accélération du moteur. Elle permet donc de détecter des problèmes d'alimentation d'air, de démarreur, de compresseur HP, de géométries variables et de circuit carburant comme le HMU (régulateur hydromécanique) .
• 18 - Temps de fermeture de la vanne SAV : Défini par la durée entre l'instant où le
N2 a atteint le régime de "Cut Out" et l'indication "fermé" de la vanne SAV. Il permet de détecter des problèmes de fermeture de vanne SAV.
• 19 - Durée de la phase "t3" de démarrage : Définie par la durée entre la "Cut Out" et l'atteinte d'un régime de sous-ralenti (par exemple 98% du ralenti minimal) , cette phase correspond à la fin du démarrage. A la "Cut Out", le démarreur se désaccouple et ne participe plus à l'entraînement du moteur. 19 sert à détecter des problèmes de circuit carburant et de compresseur HP.
• IIP et 111 - Gradients maximal et moyen de température : La température des gaz d'échappement dépend du rapport Carburant/ Air. A un régime donné, le flux d'air est constant. Donc, si l'on diminue le débit carburant l'EGT sera plus faible et, inversement, si l'on augmente le débit l'EGT sera plus élevée. Si le débit carburant est vraiment trop important, le moteur ne fonctionnera pas correctement et le flux d' air sera plus faible. La température "s'envole" alors.
• 112 - Temps d'arrêt du moteur : Défini par la durée entre le moment ou le pilote donne l'ordre de couper le moteur et un seuil bas sur le régime HP (exemple : 5% ou 2%) , ce temps sert à estimer le couple résistant du compresseur HP.
Les indicateurs sont résumés dans le tableau 7 ci-dessous : éférence Indicateurs Signification indicateurs
II 'ression d'alimentation d'air du démarreur
12 Temps « ouverture » de la vanne de démarrage
13 Valeur de l'accélération maximale du Co HP
14 Temps pour atteindre accélération max du Co HP
15 Durée lere phase de démarrage
16 Temps d'allumage du moteur
17 Durée 2eme phase de démarrage
18 Temps de fermeture de la vanne de démarrage
19 Durée 3eme phase de démarrage
110 Gradient maximal de la température des gaz d'échappement
111 Gradient moyen de la température des gaz d'échappement
112 Temps d' arrêt du moteur
Tableau 7
La figure 3 est un diagramme illustrant la construction des indicateurs. L'axe des abscisses représente le temps T en secondes. La courbe 11 montre l'évolution de la vitesse N2 du compresseur HP. La courbe 12 montre l'évolution de la température des gaz d'échappement (ou EGT) . La courbe montre l'évolution du débit de carburant envoyé aux injecteurs et contrôlé par le doseur de carburant ou FMV (pour « Fuel Metering Valve ») . La courbe 14 montre l'évolution de la pression PS3 (pression d'entrée de la chambre de combustion) .
Les phases tl, t2 et t3 définies plus haut son indiquées sur le diagramme de la figure 3. Le temps d'allumage tA est également indiqué.
Les deux tableaux qui suivent sont relatifs à deux utilisations des indicateurs. Le tableau 8 se rapporte à des causes de non-démarrage avec prémices. Le tableau 9 se rapporte à des causes de non-démarrage sans prémices. Un indicateur normalisé (appelé I'I, I' 2,... I' 12) est défini comme un écart, appelé résidu, entre les mesures réelles (II, 12, ... 112) de ces indicateurs et leur prévision à l'aide d'un modèle.
Figure imgf000032_0001
* à iso-température Tableau 8
Figure imgf000033_0001
Tableau 9
Les signes des tableaux 8 et 9 représentent une évolution de l'indicateur I par rapport à la valeur prévue en cas de dégradation. 0 signifie que l'indicateur n'est pas affecté par cette dégradation. Le signe «+» (respectivement «-») signifie que la dégradation fait que l'indicateur est supérieur
10 (respectivement inférieur) à sa valeur prévue.
Les mesures non déterminables (par exemple : le temps t2 dans le cas d'un démarrage avorté avant la fermeture de la vanne) sont notées « NaN » pour « Not a Number ».

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de surveillance de l'état de santé des modules du moteur et des équipements intervenant dans la capacité de démarrage d'un moteur d'avion, comprenant :
- l'acquisition de mesures des paramètres du moteur et de l'avion, lesdits paramètres intervenant sur la capacité de démarrage du moteur, - à partir des mesures acquises, l'extraction d'indicateurs spécifiques choisis pour leur représentativité de l'état de santé de la capacité de démarrage,
- la normalisation de ces indicateurs pour les mettre dans des conditions standard, c'est-à-dire des indicateurs où l'on a enlevé l'influence des variables de contexte pour ne conserver que l'influence des dégradations de l'avion, du moteur et de ses équipements, - la détection d'anomalies et la localisation de ces anomalies grâce à des outils d'analyse statistique et à la connaissance des experts sur le fonctionnement du moteur d'avion, dans lequel lesdits indicateurs sont choisis parmi les indicateurs suivants : pression d'alimentation d'air du démarreur, temps d' ouverture de la vanne de démarrage, - valeur de l'accélération maximale du compresseur haute pression, temps pour atteindre l'accélération maximale du compresseur haute pression,
- temps de la première phase de démarrage,
- temps d'allumage du moteur, - temps de la deuxième phase de démarrage, temps de fermeture de la vanne de démarrage,
- temps de la troisième phase de démarrage,
- gradient maximal de la température des gaz d'échappement,
- gradient moyen de la température des gaz d' échappement,
- régime maximal avant décélération,
- temps d'arrêt du moteur.
2. Procédé selon la revendication 1, comprenant en outre la mémorisation, vol après vol, des tendances des indicateurs normalisés pour fournir une estimation de la durée de vie d'au moins l'un desdits modules de moteurs et équipements.
3. Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, dans lequel la localisation des anomalies est détectée à partir de pannes qui peuvent avoir un impact sur la capacité à démarrer et choisies parmi les pannes suivantes :
- pas de débit du régulateur hydromécanique ou HMU, peu de débit du régulateur hydromécanique, trop de débit du régulateur hydromécanique, beaucoup trop de débit du régulateur hydromécanique, - l'état de « backdriving » du démarreur,
- la rupture d' arbre du démarreur pendant le démarrage du moteur,
- une fuite d'huile du démarreur,
- un degré défini d'usure des roulements, des aubes ou des pignons, pas d'étincelle aux bougies lors de 1' allumage,
- une panne du relais bougies,
- un refus d' ouverture de la vanne SAV, - un refus de fermeture de la vanne SAV,
- une ouverture lente de la vanne SAV,
- une fermeture lente de la vanne SAV, mauvaise position d'un élément à géométrie variable, - légère cockéfaction des injecteurs,
- bouchage des injecteurs, débit insuffisant à l'allumage de la pompe HP à carburant,
- un degré d'usure interne du boîtier à engrenages, une absence de pression à la turbine auxiliaire, une pression faible à la turbine auxiliaire, - un obstacle mécanique dans le compresseur basse pression, une performance insuffisante du compresseur haute pression,
- un couple résistant trop fort dans la chaîne du boîtier à engrenages/arbre radial du rotor haute pression.
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