Brevet FR2946395A1 — publié le 20101210

La présente invention concerne un procédé permettant la détection de l'ouverture d'au moins un élément mobile d'un inverseur de poussée d'un turboréacteur d'aéronef, tel qu'une porte pivotante, ainsi qu'un système électronique contrôlant le turboréacteur et mettant en oeuvre un tel procédé, et un aéronef comportant un tel système électronique. Dans les aéronefs, le système électronique FADEC (en anglais � Full Authority Digital Engine Control �) contrôle le régime moteur du turboréacteur et assure la fonction de protection, de diagnostic et d'aide à la maintenance du moteur. Ce système électronique permet entre autres de 1 o déterminer le régime maximum de fonctionnement du moteur pour lequel l'avion reste contrôlable avec au moins une porte pivotante de l'inverseur de poussée ouverte. En effet, l'ouverture d'une porte pivotante d'inverseur affecte la contrôlabilité de l'aéronef, la poussée du moteur étant subite-ment diminuée. 15 On connaît déjà différents dispositifs de détection de la fermeture et du verrouillage des portes pivotantes d'un inverseur de poussée utilisant généralement des contacteurs électriques. Le système électronique FADEC relié à ces dispositifs de détection reçoit des signaux indiquant la fermeture et le verrouillage des portes pivo- 20 tantes de l'inverseur de poussée. Lorsqu'il ne reçoit plus ces signaux, la porte pivotante est en position d'ouverture et le système électronique FADEC modifie le régime de fonctionnement du moteur. L'adaptation du régime moteur par le système électronique FADEC ne doit être réalisée que lorsque elle est indispensable au maintien de la 25 contrôlabilité de l'aéronef, c'est-à-dire que l'ouverture de la porte pivotante de l'inverseur de poussée doit être avérée. En particulier, en cas de détection d'ouverture intempestive, c'est-à-dire non demandée par le pilote, il serait donc avantageux de pouvoir valider la détection des dispositifs actuels. Par ailleurs, dans les cas de panne ou de dysfonctionnements de ces dispositifs de détection, il serait utile d'obtenir des informations auxi- liaires sur les états de fermeture et d'ouverture de l'inverseur de poussée. La présente invention vise à satisfaire ces exigences, et concerne un procédé qui est apte à détecter l'ouverture d'au moins un élément mobile d'un inverseur de poussée de turboréacteur d'aéronef, et qui peut être 1 o appliqué à la validation des informations émises par les dispositifs de dé- tection. A cette fin, le procédé selon l'invention est remarquable en ce que : on détermine un paramètre de fonctionnement du turboréacteur sensi- 15 ble à l'ouverture dudit élément mobile et réagissant à cette dernière par une brusque variation de sa valeur ; on mesure ledit paramètre de fonctionnement en continu et on considère qu'il y a ouverture dudit élément mobile lorsque ladite brusque variation est détectée. 20 Lorsque le procédé est appliqué à un turboréacteur comprenant un système usuel de détection indiquant de façon continue par un signal électrique la fermeture et le verrouillage d'au moins un élément mobile de l'inverseur, il consiste à valider la détection de l'ouverture dudit élément mobile lorsque, en plus de l'absence de réception du signal électrique indi- 25 quant la fermeture et le verrouillage de l'inverseur, on détecte ladite brus- que variation du paramètre de fonctionnement. Dans une première forme de mise en oeuvre du procédé, le para-mètre de fonctionnement du moteur est la vitesse de rotation réelle de la soufflante, et on détecte l'ouverture de l'élément mobile de l'inverseur dès que l'augmentation de la valeur de la vitesse de rotation réelle relative-ment à la valeur de la vitesse de rotation commandée dépasse un seuil déterminé. Dans une deuxième forme de mise en oeuvre du procédé, le para- mètre de fonctionnement du moteur est la variation temporelle de la pression statique à la sortie du compresseur haute pression, et on détecte l'ouverture de l'élément mobile de l'inverseur dès que la valeur de la variation temporelle de la pression statique dépasse un seuil déterminé. Bien entendu, il résulte de ce qui précède que la présente invention 1 o concerne également un système électronique de type FADEC contrôlant le turboréacteur, dans lequel on met en oeuvre le procédé décrit ci-avant et un aéronef qui comprend un tel système électronique de type FADEC. Les figures du dessin annexé feront bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. Sur ces figures, des références identiques 15 désignent des éléments semblables. La figure 1 représente schématiquement, en vue latérale, un turbo-réacteur à double flux fixé par l'intermédiaire d'un mât sur une aile d'aéronef. La figure 2 représente schématiquement une vue en perspective 20 avec écorché du turboréacteur à double flux de la figure 1. La figure 3 est un graphique illustrant la vitesse de rotation N1 de la soufflante du turboréacteur à double flux en fonction du temps. La figure 4 est un graphique illustrant la pression statique Ps à la sortie du compresseur haute-pression en fonction du temps. 25 La figure 5 illustre une application préférée du procédé selon l'invention. Le turboréacteur à double flux 1 montré par les figures 1 et 2 comprend un inverseur de poussée 2 à portes pivotantes 2a et 2b. Le turboréacteur à double flux 1 est fixé par l'intermédiaire d'un mât 3 à une aile 4 d'aéronef. Il comporte une nacelle 5 ayant une partie amont 7 et une partie aval 11. La partie amont 7 présente un capot latéral 8 dans lequel est logée une soufflante 9 et un système électronique FADEC 10, qui pilote le régime moteur du turboréacteur à double flux 1 par des signaux émis Se et reçus Sr. La partie aval 11 est équipée de l'inverseur de poussée 2 à portes pivotantes 2a et 2b. L'intérieur de la nacelle 5 du turboréacteur à double flux 1 décrit sur la figure 2 comporte la soufflante 9, un générateur central 12 émet-tant par son orifice de sortie 13 un flux chaud f, et le passage de dérivation 6 qui entoure le générateur central 12 et à travers lequel passe un flux froid F provenant de la soufflante 9. Le générateur central 12 comporte de façon connue un compresseur basse-pression 14a, un compresseur haute-pression 14b, une turbine basse-pression 15a, une turbine 15 haute-pression 15b et une chambre de combustion 16. La porte pivotante 2a est représentée en position repliée dans la-quelle elle forme une partie du carénage du turboréacteur 1 alors que l'autre porte pivotante 2b est représentée en position déployée. Pour s'assurer de la fermeture des portes 2a et 2b, le système 20 électronique 10 reçoit par des dispositifs de détection connus, tels que des contacteurs électriques, des signaux indiquant la fermeture et le verrouillage des portes pivotantes 2a et 2b. Si l'ouverture d'au moins une porte pivotante 2b de l'inverseur de poussée 2 se produit en vol ou lors d'un décollage et qu'elle n'est pas due 25 à une commande du pilote, mais qu'elle est déclenchée du fait d'un dysfonctionnement des moyens de fermeture et de verrouillage connus de l'inverseur 2, le régime moteur n'est pas réduit par le système électronique 10 au moment où se produit l'évènement. Le régime moteur corres- pond aux conditions de vol de l'aéronef établies par le système électronique 10 avant l'ouverture de la porte pivotante 2b. La première forme de mise en oeuvre du procédé selon l'invention permet de détecter l'ouverture de la porte pivotante 2b, pour un débit d'air, passant dans le turboréacteur 1 avant l'ouverture, relativement important, ce qui correspond à une vitesse moyenne ou élevée de l'aéronef. Après l'ouverture de la porte pivotante 2b, le débit d'air qui passe dans la soufflante 9 chute brusquement, et donc la charge aérodynamique de la soufflante 9 s'abaisse brusquement. La vitesse réelle N 1 r de la souf- fiante 9 s'accélère alors devant la diminution de l'effort exercé par l'écoulement d'air sur la soufflante 9. II est ainsi observé expérimentale-ment une hausse de la vitesse réelle N 1 r de la soufflante 9 relativement à la vitesse commandée N 1 c par le système électronique 10. Comme illustré sur le graphique de la figure 3, la hausse se caractérise par un pic entre les instants tO et t2 correspondant respectivement à l'ouverture et à la fermeture de la porte pivotante 2b. Ainsi, dans cette première forme de mise en oeuvre, le procédé selon l'invention consiste à mesurer en continu la valeur de la vitesse réelle N 1 r, à comparer la valeur de la vitesse réelle N 1 r à la valeur de la vitesse commandée N 1 c par le système électronique 10 et à détecter l'ouverture de la porte pivotante 2b de l'inverseur 2 si la comparaison entre la vitesse réelle N 1 r et la vitesse commandée N 1 c dépasse un seuil prédéterminé. Par exemple, sur la figure 3, le seuil est dépassé pour N 1 s à l'instant t1 . Le seuil correspond à des conditions de vitesse, de tempéra- ture, de pression données. La deuxième forme de mise en oeuvre du procédé selon l'invention permet de détecter l'ouverture de la porte pivotante 2b de l'inverseur de poussée 2 pour un débit d'air, passant dans le turboréacteur à double flux 1 avant l'ouverture, faible. Dans ce cas, l'écoulement d'air qui passe dans le générateur central 12 émettant un flux chaud peut s'inverser et il est observé un phénomène de pompage du compresseur basse-pression. Le phénomène de pompage au compresseur basse-pression 14a se propage au compresseur haute-pression 14b. Dans le cas du décrochage du compresseur haute-pression 14b, la variation de la vitesse réelle N 1 r relativement à la vitesse commandée N 1 c n'est pas suffisante pour constituer une détection valable de l'ouverture de la porte pivotante 2b de l'inverseur de poussée 2 par le système électronique 10. En revanche, la pression statique Ps en sortie du compres- seur haute-pression 14b oscille subitement, comme illustré sur la figure 4 entre les instants t'0 et t' l correspondant respectivement à l'ouverture et à la fermeture de la porte pivotante 2b. Cette oscillation est suffisamment différente des variations de la pression statique Ps observées pour les régimes de fonctionnement nominaux du moteur pour constituer une détec- tion valable de l'ouverture de la porte pivotante 2b de l'inverseur de pous- sée 2. Ainsi, dans cette deuxième forme de mise en oeuvre, le procédé selon l'invention consiste à mesurer en continu la variation en fonction du temps de la pression statique Ps, à comparer la valeur de la variation de la pression statique à un seuil prédéterminé choisi comme caractéristique du décrochage, et à détecter l'ouverture de la porte pivotante 2b de l'inverseur de poussée 2 dès que la valeur de la variation de la pression statique dépasse le seuil. Le seuil correspond à des conditions de vitesse, de température, de pression données. La pression statique peut être remplacée par d'autres paramètres du fonctionnement du turboréacteur 1 tels que la température à la sortie du compresseur haute-pression ou la vitesse N2 de l'étage haute-pression. Avantageusement, dans une application préférée du procédé selon l'invention et illustrée sur la figure 5, la détection de l'ouverture de la porte pivotante 2b n'est validée par un dispositif de validation 17 situé dans le système électronique 10 que lorsque les deux conditions suivantes sont réunies : le signal électrique S1 envoyé par un dispositif de détection connu 18 comprenant des contacteurs électriques et indiquant la fermeture et le verrouillage de l'inverseur 2 n'est plus reçu par le dispositif de validation 17 ; et une variation brusque du paramètre de fonctionnement N1 ou Ps du turboréacteur à double flux 1 a été détectée par des capteurs 1 9 et a été transmise sous la forme d'un signal S2 au dispositif de validation 17. Le dispositif de validation 17 délivre en sortie un signal S3 de validation de la détection de l'ouverture de la dite porte pivotante 2b lorsqu'il ne reçoit que le signal S2. Le procédé ne nécessite pas l'ajout de nouveau dispositif, car il utilise les systèmes existants embarqués tels que le système électronique FADEC et les capteurs de mesure des grandeurs de fonctionnement du turboréacteur à double flux que sont par exemple la pression, la vitesse, la température. Bien que sur les figures, on ait représenté des inverseurs à portes pivotantes, il va de soi que la présente invention peut être mise en oeuvre par des inverseurs de tout autre type, et notamment des inverseurs à portes coulissantes. REVENDICATIONS1. Procédé pour la détection de l'ouverture d'au moins un élément mobile (2a, 2b) d'un inverseur de poussée (2) de turboréacteur d'aéronef (1), tel qu'une porte pivotante (2a, 2b), caractérisé en ce que : û on détermine un paramètre de fonctionnement du turboréacteur (1) sensible à l'ouverture dudit élément mobile (2a,2b) et réagissant à cette dernière par une brusque variation de sa valeur ; û on mesure ledit paramètre de fonctionnement en continu et on consi- dère qu'il y a ouverture dudit élément mobile (2a ,2b) lorsque ladite brusque variation est détectée. 2. Procédé selon la revendication 1, appliqué à un turboréacteur comprenant un système usuel de détection indiquant de façon continue par un signal électrique la fermeture et le verrouillage dudit élément mobile (2a, 2b) de l'inverseur (2), caractérisé en ce que l'on valide la détection de l'ouverture dudit élément mobile (2a, 2b) lorsque, en plus de l'absence de réception du signal électrique indiquant la fermeture et le verrouillage de l'inverseur (2), on détecte ladite brusque variation du paramètre de fonctionnement. 3. Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, appliqué à un turboréacteur à double flux (1) qui comprend une soufflante (9), un compresseur basse-pression (14a), un compresseur haute-pression (14b), une turbine basse-pression (15a) et une turbine haute-pression (1 5b), caractérisé en ce que le paramètre de fonctionnement du moteur est la vitesse de rotation réelle de la soufflante (9). 4. Procédé selon la revendication 3, dans lequel on commande la vitesse de rotation de la soufflante, caractérisé en ce que l'on détecte l'ouverture de l'élément mobile (2a, 2b) de l'inverseur (2), dès que l'augmentation de la valeur de la vitesse de ro- tation réelle par rapport à la valeur de la vitesse de rotation commandée dépasse un seuil déterminé. 5. Procédé selon la revendication 1 ou 2, appliqué à un turboréacteur à double flux comprenant une soufflante (9), un compresseur basse- pression (14a), une turbine basse-pression (15a), un compresseur haute-pression (14b), et une turbine haute-pression (15b), caractérisé en ce que le paramètre de fonctionnement du moteur est la variation temporelle de la pression statique à la sortie du compresseur haute pression (14b). 6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'on détecte l'ouverture de l'élément mobile (2a, 2b) de l'inverseur (2) dès que la valeur de la variation temporelle de la pression statique dépasse un seuil déterminé. 7. Système électronique de type FADEC (10) contrôlant le régime moteur du turboréacteur (1), caractérisé en ce qu'il met en oeuvre le procédé selon l'une des revendications 1 à 6. 8. Aéronef comprenant un système électronique de type FADEC (10) selon la revendication 7.