Brevet FR3076612A1 — publié le 20190712

Description Titre de l'invention : SYSTEME ET PROCEDE DE DETECTION DE BLOCAGE D'UN TUBE PITOT [0001] L'invention concerne le domaine des tubes de type Pitot, et plus particulièrement un procédé et un système utilisant un tube Pitot connecté. [0002] Les modes de réalisation cités en exemple appartiennent à la technique des circuits anémométriques, et plus particulièrement, à la détection de blocage de tubes Pitot de circuits anémométriques. [0003] Un circuit anémométrique tel qu'utilisé dans un aéronef est un système d'instruments sensibles à la pression qui est le plus souvent utilisé dans l'aviation pour déterminer une vitesse aérodynamique d'un aéronef, un nombre de Mach, une altitude et une tendance d'altitude. Un circuit anémométrique inclut généralement un tube Pitot, une prise statique et les instruments anémométriques. D'autres instruments qui pourraient être connectés sont des centrales aérodynamiques, des enregistreurs de données de vol, des codeurs d'altitude, des régulateurs de pressurisation de la cabine et divers commutateurs de vitesse aérodynamique. Des erreurs dans les valeurs de lecture du circuit anémométrique peuvent être extrêmement dangereuses puisque les informations obtenues du circuit anémométrique, telles que l'altitude, sont potentiellement critiques pour la sécurité. [0004] Une source d'erreur dans le circuit anémométrique est relative à un blocage ou une obstruction à l'intérieur du tube Pitot. Le blocage peut être causé par un givrage, des cendres volcaniques, de la saleté, des corps étrangers (tels que des insectes), des rubans adhésifs, des caches de Pitot, etc. Le blocage ou l'obstruction du tube Pitot entraîne l'indication de données erronées en matière de vitesse aérodynamique, d'altitude ou similaire sur les instruments. Ceci entraîne une confusion au sein de l'équipage, une désorientation spatiale et des pannes éventuellement catastrophiques. Résumé de l'invention [0005] Il est proposé, dans un mode de réalisation, un procédé de détection de blocage d'un tube Pitot qui inclut la mesure d'une température du tube Pitot grâce à un ou plusieurs capteurs de température positionnés à l'intérieur d'un tube Pitot, la mesure d'une température de l'air ambiant extérieur, la comparaison de la température de tube Pitot mesurée à un seuil de température minimum de tube Pitot pour la température mesurée de l'air ambiant extérieur, et la détermination du fait que le tube Pitot présente une condition de blocage lorsque la température de tube Pitot mesurée est inférieure au seuil de température minimum de tube Pitot. [0006] En outre ou en variante, dans ce mode de réalisation ou d'autres modes de réa- 2 lisation, le procédé inclut la détermination du fait qu'un réchauffeur de tube Pitot est ou n'est pas opérationnel, et la sélection du seuil de température minimum de tube Pitot sur la base de la température mesurée de l'air ambiant extérieur et d'un état opérationnel du réchauffeur de tube Pitot. [0007] En outre ou en variante, dans ce mode de réalisation ou d'autres modes de réa- lisation, le procédé inclut l'avertissement d'un équipage de vol concernant la condition de blocage. [0008] En outre ou en variante, dans ce mode de réalisation ou d'autres modes de réa- lisation, l'avertissement est un avertissement visuel et/ou sonore. [0009] En outre ou en variante, dans ce mode de réalisation ou d'autres modes de réa- lisation, le seuil de température minimum de tube Pitot est obtenu à partir d'une base de données d'étalonnage de température. [0010] En outre ou en variante, dans ce mode de réalisation ou d'autres modes de réa- lisation, la mesure d'une température de tube Pitot inclut la mesure de trois températures de tube Pitot ou plus grâce à trois capteurs de température ou plus positionnés à trois positions longitudinales ou plus du tube Pitot. [0011] En outre ou en variante, dans ce mode de réalisation ou d'autres modes de réa- lisation, les trois capteurs de température ou plus sont positionnés à trois positions circonférentielles ou plus du tube Pitot. [0012] Il proposé, par ailleurs, un système de tube Pitot qui inclut un tube Pitot et un système de détection de blocage connecté opérationnellement au tube Pitot. Le système de détection de blocage inclut une pluralité de capteurs de température de tube Pitot positionnés à l'intérieur du tube Pitot configurés pour mesurer une température de tube Pitot, et un contrôleur de système connecté opérationnellement à la pluralité de capteurs de température de tube Pitot. Le contrôleur de système est configuré pour comparer la température de tube Pitot mesurée à un seuil de température minimum de tube Pitot pour une température mesurée de l'air ambiant extérieur, et déterminer que le tube Pitot présente une condition de blocage lorsque la température de tube Pitot mesurée est inférieure au seuil de température minimum de tube Pitot. [0013] En outre ou en variante, dans ce mode de réalisation ou d'autres modes de réa- lisation, un réchauffeur de tube Pitot chauffe de manière sélective le tube Pitot et le contrôleur de système est configuré pour déterminer si un réchauffeur de tube Pitot est opérationnel. Le seuil de température minimum de tube Pitot est sélectionné sur la base de la température mesurée de l'air ambiant extérieur et d'un état opérationnel du réchauffeur de tube Pitot. [0014] En outre ou en variante, dans ce mode de réalisation ou dans d'autres modes de réa- lisation, un système d'avertissement fournit un avertissement à un équipage de vol en cas de détection de condition de blocage. 3 [0015] En outre ou en variante, dans ce mode de réalisation ou dans d'autres modes de réa- lisation, l'avertissement est un ou plusieurs d'un avertissement visuel ou d'un avertissement sonore. [0016] En outre ou en variante, dans ce mode de réalisation ou dans d'autres modes de réa- lisation, la pluralité de capteurs de température est de trois capteurs de température ou plus positionnés à différentes positions longitudinales le long du tube Pitot. [0017] En outre ou en variante, dans ce mode de réalisation ou dans d'autres modes de réa- lisation, la pluralité de capteurs de température comprend des capteurs positionnés à différentes positions circonférentielles autour du tube Pitot. [0018] En outre ou en variante, dans ce mode de réalisation ou dans d'autres modes de réa- lisation, un ou plusieurs capteurs de température de l'air ambiant extérieur permettent d'obtenir la température de l'air ambiant extérieur. [0019] En outre ou en variante, dans ce mode de réalisation ou dans d'autres modes de réa- lisation, le tube Pitot inclut une ou plusieurs ouvertures de pression totale et une ou plusieurs ouvertures de pression statique. [0020] En outre ou en variante, dans ce mode de réalisation ou dans d'autres modes de réa- lisation, le fonctionnement du système est lancé par une entrée utilisateur à un quelconque moment pendant le fonctionnement du tube Pitot. Brève description des dessins [0021] La description suivante ne doit en aucune manière être considérée comme limitative. Sur les dessins joints, les éléments similaires portent le même numéro : [0022] [fig.1] La figure 1 est une représentation schématique d'un mode de réalisation d'un circuit anémométrique ; [0023] [fig.21 La figure 2 est une représentation schématique d'un mode de réalisation d'un module avisant d'un blocage de tube Pitot ; [0024] [fig.31 La figure 3 est une vue en coupe d'un mode de réalisation d'un tube Pitot ; et [0025] [fig.41 La figure 4 est une représentation schématique d'un procédé de détermination de blocage de tube Pitot et d'annonce d'une condition de tube Pitot. Description détaillée [0026] Nous allons présenter ici une description détaillée d'un ou plusieurs modes de réa- lisation de l'appareil et du procédé divulgués à titre d'exemple et non de limitation en nous référant aux figures. [0027] La figure 1 montre une représentation schématique d'un mode de réalisation d'un 4 circuit anémométrique 10. Le circuit anémométrique 10 inclut un tube Pitot 12, qui est connecté à un ou plusieurs instruments de vol 14, tels qu'un altimètre, un indicateur de vitesse aérodynamique et/ou un indicateur de vitesse verticale. L'instrument ou les instruments de vol 14 utilisent des données collectées grâce au tube Pitot 12 pour fournir des indications au niveau de l'instrument ou des instruments de vol 14 concernant, par exemple, l'altitude, la vitesse aérodynamique et/ou la vitesse verticale d'un aéronef sur lequel le circuit anémométrique 10 est installé. [0028] Dans certains modes de réalisation, tels que celui représenté sur la figure 1, le tube Pitot 12 inclut une ouverture de pression totale 16, qui est positionnée à une extrémité distale 18 du tube Pitot 12 de telle sorte qu'un flux d'air 20 entre dans l'ouverture de pression totale 16 dans la direction de déplacement 22. Le tube Pitot 12 inclut en outre une ou plusieurs ouvertures de pression statique 24 orientées sensiblement perpendiculairement à la direction de déplacement 22. Dans certains modes de réalisation, les ouvertures de pression statique 24 sont positionnées au niveau d'une surface périphérique externe 26 du tube Pitot 12. Un flux d'air 20 entrant dans l'ouverture de pression totale 16 et les ouvertures de pression statique 24 se dirige vers un transducteur de pression 28, au niveau duquel une différence entre la pression statique mesurée et la pression totale mesurée est déterminée, et est indicative, par exemple, de la vitesse aérodynamique, de l'altitude et/ou de la vitesse verticale de l'aéronef. En outre, le tube Pitot 12 inclut un réchauffeur de tube Pitot 52 pour chauffer le tube Pitot 12, lorsque le réchauffeur de tube Pitot 52 fonctionne. [0029] Si nous regardons maintenant la figure 2, le circuit anémométrique 10 inclut en outre un système de détection de blocage 30 connecté au tube Pitot 12 pour la détection et l'indication du blocage du tube Pitot 12 par une accumulation de glace par exemple. Le système de détection de blocage 30 fournit un retour à un équipage de vol de l'aéronef sur le fait que des indications provenant d'un ou plusieurs instruments de vol 14 peuvent être erronées. [0030] Le système de détection de blocage 30 inclut une pluralité de capteurs de température de tube 32 disposés le long de la longueur du tube Pitot 12, qui sont configurés pour mesurer une température interne du tube Pitot 12. Les capteurs de température de tube 32 peuvent être positionnés dans des zones longitudinales définies du tube Pitot 12, définissant différentes parties de la longueur du tube Pitot 12. Par exemple, dans le mode de réalisation de la figure 2, un premier capteur de température de tube 32a est positionné dans une première zone de tube Pitot 34a, un deuxième capteur de température de tube 32b est positionné dans une deuxième zone de tube Pitot 34b et un troisième capteur de température de tube 32c est positionné au niveau d'une troisième zone de tube Pitot 34c, de sorte que des températures de tube au niveau de différentes parties de la longueur de tube peuvent être mesurées par les capteurs de température de tube 32 et le système de détection de blocage 30. En outre, si nous regardons la figure 3, les capteurs de température de tube 32a, 32b et 32c peuvent être positionnés à différentes positions circonférentielles du tube Pitot 12. Alors que trois capteurs de température de tube 32a, 32b, 32c sont utilisés dans le mode de réalisation illustré, un homme du métier comprendra aisément que d'autres quantités de capteurs de température de tube 32 peuvent être utilisées. [0031] Si nous regardons à nouveau la figure 2, les capteurs de température de tube 32 sont connectés à un contrôleur de système 54 grâce à une ou plusieurs lignes de capteurs 36. Dans certains modes de réalisation, chaque capteur de température de tube 32 est connecté au contrôleur de système grâce à une ligne de capteur distincte 36, alors que dans d'autres modes de réalisation, une ligne de capteurs partagée 36 peut être utilisée par les capteurs de température de tube 32 pour transmettre des données au contrôleur de système 54. Un module d'acquisition de données 38 collecte les données transmises par les capteurs de température de tube 32 au contrôleur de système 54. [0032] Le contrôleur de système 54 inclut en outre une base de données d'étalonnage de température 40. La base de données d'étalonnage de température 40 inclut un seuil de température minimum pour une température de l'air ambiant extérieur donnée pour chacun des capteurs de température de tube 32. En outre, le seuil de température minimum est déterminé pour la condition dans laquelle le réchauffeur de tube Pitot 52 fonctionne et pour la condition dans laquelle le réchauffeur de tube Pitot 52 ne fonctionne pas. La condition du réchauffeur de tube Pitot 52, que le réchauffeur de tube de Pitot 52 fonctionne ou ne fonctionne pas, est utilisée au niveau du contrôleur de système 54 comme une information de température de tube de Pitot 58. La base de données d'étalonnage de température 40 peut être établie par exemple, par modélisation informatique et/ou essai dans un tunnel de vent ou dans d'autres conditions. Un capteur de température de l'air extérieur 42 est configuré pour détecter une température de l'air ambiant extérieur. Un module de détection de blocage 44 utilise les températures de tube collectées, les informations de température de tube Pitot 58, la température de l'air ambiant extérieur et la base de données d'étalonnage de température 40 pour déterminer s'il existe une condition de blocage dans le tube Pitot 12. [0033] Un module d'annonce 46 signale à un ou plusieurs d'un système d'avertissement visuel 48 ou d'un système d'avertissement sonore 50 de produire un avertissement visuel, tel qu'une lumière ou un message visuel et/ou un message oral tel qu'un signal de tonalité ou un message d'alerte parlé à destination de l'équipage de vol en cas de détection d'une condition de blocage dans le tube Pitot 12. [0034] En référence à présent à la figure 4, nous allons décrire un procédé de fonc- tionnement du système de détection de blocage 30. Il doit être entendu que dans certains modes de réalisation, le système de détection de blocage 30 est mis automa- 6 tiquement en fonctionnement continu ou périodique par le contrôleur de système 54. En outre, le fonctionnement du système de détection de blocage 30 peut être lancé par un signal provenant d'un utilisateur 60 (représenté sur la figure 2) pendant toute phase de fonctionnement du circuit anémométrique 10, telle que pendant toute phase d'opération de vol. [0035] Dans le logigramme de la figure 4, le bloc ou étape 100 correspond à une étape de collecte des données de température de tube Pitot détectées, celles-ci étant représentatives de températures Tz récupérées à partir de chaque capteur de température de tube 32 (depuis chaque zone correspondante), tandis que la température de l'air ambiant extérieur ou une valeur Gamme Text représentative des conditions de températures à l'extérieur est récupérée à l'étape 102 à partir du capteur de température de l'air extérieur 42 (ou des capteurs 42) pour être fournie au module de détection de blocage 44. [0036] A l'étape 104, le module de détection de blocage 44 obtient un état opérationnel du réchauffeur de tube Pitot 52. On comprend qu'une information (information de synthèse) représentative de conditions de température du tube Pitot est obtenue, ce qui rend possible une détermination d'un état du tube Pitot qui peut représenter un état de chauffage (cas OUI qui peut être déterminé dans une sous-étape 104a). [0037] A l'étape 106 d'obtention de seuil, si le réchauffeur de tube Pitot 52 fonctionne, un seuil de température minimum correspondant (T MTThRange(avec chauffage)) correspondant à la température de l'air ambiant extérieur détectée (ou valeur Gamme Text) est obtenu à partir de la base de données d'étalonnage de température. A l'étape 108 qui s'ensuit, ici une étape de comparaison dans l'exemple non limitatif illustré, les températures de tube Pitot détectées sont comparées au seuil de température minimum. Si les températures de tube Pitot détectées (typiquement tout ou partie de ces températures) sont en dessous du seuil de température minimum avec ici pour conséquence la réponse OUI, le mode d'annonce du module 46 est activé à l'étape de communication 110 pour avertir l'équipage de vol du blocage du tube Pitot 12, indiquant que le chauffage de tube Pitot fourni par le réchauffeur de tube Pitot 52 est insuffisant. [0038] En variante, si les températures de tube Pitot détectées sont au-dessus du seuil de température minimum (entièrement au-dessus, sans tomber dans la plage basse de référence bornée par le seuil de température minimum), le système de détection de blocage 30 détermine qu'aucun blocage de tube Pitot n'est présent, et poursuit son fonctionnement. Dans certains modes de réalisation, le module d'annonce 46 peut fournir un signal indiquant que le tube Pitot 12 est exempt de blocage, par exemple à l'étape 112. [0039] De façon similaire, si le réchauffeur de tube Pitot 52 ne fonctionne pas avec pour conséquence la détermination NON après la sous-étape 104a, un seuil de température 7 minimum correspondant (T MTThRange(WithoutHeating)) correspondant à la température de l'air ambiant extérieur détectée (ou valeur Gamme Text) est obtenu à partir de la base de données d'étalonnage de température à l'étape 114 d'obtention de seuil. A l'étape 116, les températures de tube Pitot détectées sont comparées au seuil de température minimum. Si les températures de tube Pitot détectées sont en dessous du seuil de température minimum, le mode d'annonce du module 46 est activé à l'étape de communication 118 pour avertir l'équipage de vol du blocage du tube Pitot 12, indiquant que le réchauffeur de tube Pitot 52 ne fonctionne pas. [0040] En variante, si les températures de tube Pitot détectées sont au-dessus du seuil de température minimum (avec pour résultat NON à l'issue de l'étape de comparaison 116), le système de détection de blocage 30 détermine qu'aucun blocage de tube Pitot n'est présent, et poursuit son fonctionnement. Dans certains modes de réalisation, le module d'annonce 46 peut fournir un signal indiquant que le tube Pitot 12 est exempt de blocage, par exemple à une étape 120. [0041] La terminologie utilisée ici a uniquement pour objet de décrire des modes de réa- lisation particuliers et n'est aucunement censée limiter la présente divulgation. Telles qu'utilisées ici, les formes singulier « un », « une », « le » et « la » sont censées inclure également les formes pluriel, sauf si le contexte spécifie clairement le contraire. Il doit être entendu que les termes « comprend » et/ou « comprenant » lorsqu'ils sont utilisés dans le présent Mémoire, spécifient la présence de caractéristiques, entiers, étapes, opérations, éléments et/ou composants énoncés, mais n'excluent pas la présence ni l'ajout d'un ou plusieurs autres caractéristiques, entiers, étapes, opérations, éléments, composants et/ou groupes de ceux-ci. [0042] Alors que la présente divulgation a été décrite en référence à un ou des exemple(s) de mode de réalisation, il doit être entendu par l'homme du métier que divers changements peuvent y être apportés et que des équivalents peuvent remplacer des éléments de ceux-ci sans s'écarter de la portée de la présente divulgation. Par ailleurs, de nombreuses modifications peuvent être apportées aux enseignements de la présente divulgation, par exemple pour s'adapter à une situation ou matière particulière, sans s'écarter de sa portée essentielle. Par conséquent, la présente divulgation n'est pas censée être limitée au mode de réalisation particulier divulgué comme le meilleur mode envisagé pour mettre en oeuvre la présente divulgation. Au contraire, il doit être évident pour les personnes versées dans l'art que la présente invention permet des modes de réalisation sous de nombreuses autres formes spécifiques sans l'éloigner du domaine d'application de l'invention comme revendiqué. 8