Brevet FR2946018A1 — publié le 20101203

La présente invention concerne un dispositif pour détecter la perte de poussée de l'un des moteurs d'un aéronef et ordonner une augmentation de poussée de l'autre ou des autres moteurs, ainsi qu'un système de communication entre les moteurs et un calculateur de l'aéronef compor- tant un tel dispositif. On sait que sur les avions de transport actuels équipés de plu-sieurs moteurs (tels que les bi, tri et quadriréacteurs), lorsque l'un des moteurs a un dysfonctionnement en vol en perdant partiellement ou totale-ment sa poussée, l'autre ou les autres moteurs opérationnels sont conçus pour pouvoir fonctionner à un régime supérieur de façon à compenser la perte de poussée du moteur défaillant et à permettre ainsi aux pilotes de poursuivre le vol initial ou de diriger l'avion vers l'aéroport le plus proche avec une sécurité acceptable. Les moteurs opérationnels restants sont alors amenés dans une position dite de poussée continue maximale MCT (en anglais Maximum Continuous Thrust) et, pour cela le pilote agit manuellement, selon le type d'avions, soit sur la manette des gaz du ou des moteurs opérationnels pour la faire passer d'une position initiale de croisière à la position MCT, soit sur un commutateur électrique, tel qu'un bouton-poussoir, situé sur le poste de pilotage et entraînant le passage de la position initiale à la position MCT. Ce surplus de puissance du ou des moteurs en service compense ainsi la perte de poussée totale ou partielle du moteur défaillant. Certes, la perte de poussée d'un moteur est un évènement très rare mais, quand il se produit, il crée pour le pilote et le copilote une situation inconfortable engendrant, en plus du stress, une charge de travail soudaine. En effet, l'équipage doit faire face rapidement et si nécessaire à un changement d'altitude de l'avion, à une nouvelle planification du vol, déroutement ou demi-tour, à l'arrêt du moteur et envisager son réallumage, .... Par ailleurs, certaines pannes spécifiques du moteur peuvent avoir un impact significatif par rapport à l'intégrité de l'avion et entraîner alors un stress supplémentaire, en particulier, lorsque le moteur défaillant prend feu ou que l'endommagement du rotor du moteur engendre des vibrations importantes sur l'avion ou des dommages à la structure de celui-ci, etc ... Aussi, dans ce contexte, la gestion du ou des moteurs opérationnels restants peut ne pas être réalisée de manière appropriée et en temps voulu, du fait que la tâche du pilote se concentre sur le pilotage de l'avion et se focalise sur le moteur ayant un problème et son impact sur le plan de vol. La présente invention a pour objet de remédier à ces inconvénients et concerne un dispositif pour détecter la perte de poussée de l'un des moteurs d'un aéronef et ordonner simultanément l'augmentation de poussée des autres moteurs. A cet effet, le dispositif pour détecter une perte de poussée de l'un des moteurs d'un aéronef et pour ordonner une augmentation de poussée du ou des autres moteurs opérationnels restants, est remarquable, selon l'invention, en ce qu'il est du type automatique et comprend une unité de logique de fonctionnement desdits moteurs, qui reçoit des informations relatives à des paramètres pouvant indiquer une perte de poussée de chaque moteur et à la position en vol dudit aéronef à l'exception de la phase de décollage, et qui délivre, lorsque lesdites informations sont validées pour l'un desdits moteurs, une information d'augmentation de poussée en direction du ou des moteurs opérationnels pour compenser la perte de poussée dudit moteur défaillant. Ainsi, grâce à l'invention, le pilote est dispensé de l'action manuelle sur les manettes des gaz des moteurs opérationnels et peut se consacrer à d'autres tâches de navigation et/ou de contrôle par exemple, puisque le dispositif sélectionne automatiquement, par l'unité de logique, l'augmentation de poussée pour le ou les moteurs opérationnels, et ce, dès que la perte de poussée totale ou partielle du moteur défaillant est détectée par cette unité. En conséquence, la perte de poussée du moteur défaillant et l'augmentation de poussée des autres moteurs sont gérées totalement et automatiquement par le dispositif libérant le pilote des manoeuvres manuelles en diminuant la situation de stress engendrée par de tels évènements. Dans un mode particulier de réalisation, ladite unité de logique comporte : ù une porte ET qui reçoit à ses entrées les informations concernant la position en vol dudit aéronef à l'exception de sa phase de décollage ; et ù une porte OU pour chaque moteur, qui reçoit à ses entrées les informa- tions concernant lesdits paramètres indiquant la perte de poussée, lesdites portes ET et OU délivrant, à leurs sorties respectives, et lorsque lesdites informations de la porte ET sont validées et qu'au moins l'une desdites informations de la porte OU de l'un des moteurs est validée confirmant la perte de poussée de l'un des moteurs, des informations en direction des entrées d'une seconde porte ET qui, lorsqu'elles sont réunies, délivre à sa sortie ladite information ordonnant l'augmentation de poussée du ou des autres moteurs. Par exemple, lesdits paramètres indiquant la perte de poussée de chaque moteur peuvent concerner au moins l'un de ceux relatifs à un régime moteur détecté, inférieur au régime de ralenti dudit moteur, à un changement de position de la manette des gaz limitant la poussée dudit moteur et au système de régulation dudit moteur limitant la poussée de ce dernier. Un régime moteur inférieur au ralenti est considéré comme une perte totale de la poussée suite à de graves dysfonctionnements ou ava- ries du moteur. En revanche, le changement de position de la manette des gaz peut être décidé par le pilote lui-même s'apercevant d'une anomalie du moteur concerné et réduisant alors la poussée ou par des alarmes dans le cockpit obligeant le pilote à réduire la poussée en agissant sur la ma-nette des gaz du moteur concerné. De même, le système de régulation du moteur défaillant peut limiter et réduire la poussée de celui-ci de manière autoritaire en raison d'un dysfonctionnement technique. De préférence, lesdits moteurs opérationnels sont amenés dans une position de poussée continue maximale MCT, à la suite de la perte de poussée totale ou partielle du moteur défaillant. La poussée continue maximale MCT des moteurs opérationnels compense ainsi la perte de poussée même totale du moteur défaillant et est de plus certifiée par les motoristes pour tenir plusieurs heures, ce qui permet au pilote de rejoindre si nécessaire un aéroport. Par ailleurs, l'invention concerne également un système de corn- munication entre les moteurs d'un aéronef et au moins un calculateur de vol, par l'intermédiaire d'un réseau de communication. Avantageusement, il comporte le dispositif ci-dessus, associé audit calculateur et échangeant les informations entre lesdits moteurs par ledit réseau. Les figures du dessin annexé feront bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. Sur ces figures, des références identiques désignent des éléments semblables. La figure 1 est une représentation synoptique et schématique d'un système de communication entre les moteurs d'un avion et un calculateur incluant le dispositif de logique de l'invention. La figure 2 représente un exemple de réalisation de l'unité de logique dudit dispositif de l'invention. Le système de communication 1 illustré schématiquement sur la figure 1 assure la liaison et l'échange d'informations entre un calculateur 2 de l'avion et ses moteurs, en l'occurrence quatre moteurs 3, 4, 5 et 6, par l'intermédiaire d'un réseau de communication 7 de l'avion. Bien entendu, le nombre de moteurs pourrait être différent. On voit sur la figure 1 que les informations peuvent s'échanger entre les moteurs et le calculateur et inversement par des liaisons à double sens 8, 9, 10 et 11 entre les moteurs et la ligne du réseau 7 et par une liaison à double sens 12 entre le calculateur et la ligne du réseau 7. Ces informations s'échangent ainsi de manière permanente et concernent notamment le fonctionnement des moteurs et d'autres équipements associés aux moteurs. Conformément à l'invention, pour détecter une perte de poussée ou de puissance de l'un des moteurs et ordonner une augmentation de poussée des autres moteurs, un dispositif de logique 13 est prévu dans le système de communication en étant, dans cet exemple, associé au calculateur 2 et en relation avec les moteurs 3, 4, 5 et 6 par les différentes liai- sons et le réseau. D'une manière générale, le dispositif 13 comprend une unité de logique 14 qui se compose de plusieurs portes logiques tenant compte de différents paramètres et conditions pour pouvoir détecter la perte de poussée d'un des moteurs et augmenter en conséquence automatique- ment, sans l'intervention du pilote, celle des autres moteurs disponibles. En particulier, dans ce mode de réalisation, l'unité de logique 14 comporte une première porte ET 15 aux entrées de laquelle parviennent, respectivement, par une liaison 16, une information relative au fait que l'avion se trouve en vol et, par une liaison 17, une information relative au fait que l'avion (certes en vol) n'est plus dans sa phase de décollage. La porte ET 15 est, à sa sortie, reliée par une liaison 18 à une première entrée d'une seconde porte ET 20 décrite ultérieurement. Les informations circulant dans l'unité proviennent généralement, de façon usuelle, de cap- teurs ou autres éléments de détection, contrôle, commande, etc ... Une première porte OU 21 est associée au moteur 3 et comprend trois entrées recevant les informations suivantes de paramètres pouvant indiquer une perte de poussée partielle ou totale dudit moteur en question. à la première entrée, par une liaison 22, une information relative au ré- gime ou à la vitesse de rotation du moteur qui est inférieur au régime de ralenti du moteur ; une telle information, lorsqu'elle est validée, corres- pond à une perte de poussée totale du moteur ; à la deuxième entrée, par une liaison 23, une information relative à la position de la manette des gaz du moteur pour détecter un changement volontaire de position de celle-ci par le pilote pour réduire la poussée de ce moteur ; un tel changement de position peut se produire lorsque le pilote a lui-même constaté une anomalie de fonctionnement sur le moteur ou lorsqu'une ou des alarmes se sont déclenchées obligeant le pi-lote à réduire partiellement, voire totalement, la poussée du moteur concerné par une action sur la manette des gaz ; à la troisième entrée, par une liaison 24, une information relative à une défaillance technique constatée par le système de régulation du moteur (désigné FADEC) et qui commande directement, sans recours du pilote, une baisse de la poussée du moteur, voire la coupure de celui-ci. L'une quelconque de ces informations entrant, par la liaison 22, 23 ou 24, dans la porte OU 21 se traduit, si elle est validée, par une informa- tion positive en sortie de la porte OU, qui est envoyée, par une liaison 25, à une deuxième entrée de la seconde porte ET 20. Dans l'exemple représenté sur les figures 1 et 2, on suppose que le moteur 3 présente une perte de poussée qui est détectée et validée par l'une des informations issues des trois paramètres ci-dessus. Des portes OU 26, 27 et 28, identiques à la porte OU 21, sont as- sociées respectivement aux moteurs 4, 5 et 6 et sont disposées, comme le montre la figure 2, en parallèle par rapport à la porte OU 21. Ces portes OU ne sont pas davantage décrites puisqu'elles peuvent recevoir par des liaisons identiques 22, 23, 24, les mêmes informations que la porte OU 21 et, dans l'exemple illustré, les trois moteurs 4, 5 et 6 fonctionnent correctement de sorte que les informations sortant des portes OU 26, 27, 28 par les liaisons respectives 30, 31, 32 doivent être considérées, aux troisième, quatrième et cinquième entrées de la seconde porte ET 20, comme étant négatives, c'est-à-dire contraires ou inverses (symbolisées par un cercle aux entrées de la porte 20) à une information positive tra- duisant une perte de poussée. La seconde porte ET 20, recevant des informations positives validées par la liaison 18 de la porte ET 15 et par la liaison 25 de la porte OU 21 (les informations par les liaisons 30, 31 et 32 des autres portes OU étant invalidées), délivre donc à sa sortie, par la liaison 34, une informa- tion stipulant que la poussée du moteur 3 est défaillante et validée. Sur la figure 1, la liaison 34 est représentée en trait interrompu reprenant la liai-son 8, le réseau 7 et la liaison 12 et envoyée au calculateur. Le dispositif 13 délivre alors en sortie du calculateur 2 et par la liaison en trait inter-rompu 36 (reprenant la liaison 12, le réseau 7 et les liaisons 9, 10, Il), une information ordonnant aux moteurs 4, 5 et 6 une augmentation de leur poussée, laquelle passe d'une poussée dite de croisière à une poussée continue maximale MCT. Ainsi, le dispositif selon l'invention permet de détecter systématiquement toute perte de poussée totale ou partielle d'un moteur et de ré- gler automatiquement le ou les autres moteurs opérationnels à une poussée supérieure pour compenser la perte du moteur défaillant, sans recourir à une action manuelle du pilote. REVENDICATIONS1. Dispositif pour détecter une perte de poussée de l'un des moteurs d'un aéronef et pour ordonner une augmentation de poussée du ou des autres moteurs opérationnels restants, caractérisé en ce qu'il est du type automatique et comprend une unité de logique de fonctionnement (14) desdits moteurs, qui reçoit des informations relatives à des paramètres pouvant indiquer une perte de poussée de chaque moteur et à la position en vol dudit aéronef à l'exception de la phase de décollage, et qui délivre, lorsque lesdites informations sont vali- dées pour l'un desdits moteurs, une information d'augmentation de poussée en direction du ou des moteurs opérationnels pour compenser la perte de poussée dudit moteur défaillant. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite unité de logique (14) comporte : û une porte ET (15) qui reçoit à ses entrées les informations concernant la position en vol dudit aéronef à l'exception de sa phase de décollage ; et û une porte OU (21, 26, 27, 28) pour chaque moteur, qui reçoit à ses entrées les informations concernant lesdits paramètres indiquant la perte de poussée, lesdites portes ET et OU délivrant, à leurs sorties respectives, et lorsque lesdites informations de la porte ET sont validées et qu'au moins l'une desdites informations de la porte OU de l'un des moteurs est validée, confirmant la perte de poussée de l'un des moteurs, des informations en direction des entrées d'une seconde porte ET (20) qui, lorsqu'elles sont réunies, délivre à sa sortie ladite information ordonnant l'augmentation de poussée du ou des autres moteurs. 3. Dispositif selon l'une des revendications précédentes 1 et 2, caractérisé en ce que lesdits paramètres indiquant la perte de poussée de chaque moteur (3, 4, 5, 6) concernent au moins l'un de ceux relatifs à un régime moteur détecté inférieur au régime de ralenti dudit moteur, à un changement de position de la manette des gaz limitant la poussée dudit moteur et au système de régulation dudit moteur limitant la poussée de ce dernier. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que lesdits moteurs opérationnels sont amenés dans une position de poussée continue maximale, à la suite de la perte de poussée totale ou partielle du moteur défaillant. 5. Système de communication (1) entre les moteurs d'un aéronef et au moins un calculateur de vol (2), par l'intermédiaire d'un réseau de communication (7), caractérisé en ce qu'il comporte de plus le dispositif (13) selon l'une des revendications précédentes, associé audit calculateur (2) et échangeant les informations entre lesdits moteurs par ledit réseau (7).