Brevet FR3095050A1 — publié le 20201016

Description Titre de l'invention : PROCEDE ET ENDOSCOPE D'INSPECTION D'UN ELEMENT DANS UNE TURBOMACHINE Domaine technique de l'invention 100011 La présente invention concerne un procédé et un endoscope d'inspection d'un élément dans une turbomachine, en particulier d'aéronef. Arrière-plan technique [0002] Le contrôle endoscopique d'une turbomachine d'aéronef est utilisé depuis de nombreuses années pour vérifier l'état de pièces à l'intérieur de la turbomachine. Cette opération peut être réalisée directement sous une voilure de l'aéronef, sans dépose préalable de la turbomachine, ce qui est avantageux car cela limite la durée d'immobilisation de l'aéronef [0003] Le contrôle est réalisé au moyen d'au moins un endoscope qui est inséré à travers un orifice d'endoscopie de la turbomachine. L'endoscope comprend une extrémité proximale située du côté de l'opérateur de contrôle, et une extrémité distale qui doit être située au plus près de la pièce à contrôler. L'endoscope est équipé d'éléments optiques de visualisation qui permettent à l'opérateur de voir la pièce à distance. [0004] Les pièces qui sont régulièrement contrôlées sur une turbomachine sont par exemple les aubes. Une aube comprend une pale qui s'étend dans la veine de la turbomachine et qui peut présenter des non conformités. Ces non conformités sont notamment dues à des impacts, des oxydations ou corrosions, des anomalies de matière, des faiblesses de la pièce, et sont surtout des dégradations physiques suite à des conséquences classiques d'utilisation. Les pales des aubes sont contrôlées par endoscopie pour vérifier la présence de ces non conformités qui provoquent une diminution des parties saines des pales et donc de leurs sections travaillantes, et impactent ainsi la durée de vie des aubes. [0005] 11 est relativement aisé de visualiser des pales de rotor d'une turbomachine car une fois l'endoscope inséré dans un orifice d'endoscopie, il suffit de faire tourner le rotor du moteur pour voir passer devant la caméra de l'endoscope chacune des pales du rotor. [0006] L'inspection des pales de stator est plus fastidieuse car il s'agit de pièces fixes. Il faut faire avancer et reculer l'endoscope afin de réaliser l'analyse visuelle de ces pales. De plus, il faut déplacer l'endoscope dans chacun des orifices d'endoscopie du moteur pour réaliser l'inspection de la couronne entière de pales du stator. [0007] La présente invention apporte une solution simple, efficace et économique à ce 2 besoin. Résumé de l'invention [0008] L'invention propose ainsi un endoscope d'inspection d'un élément dans une tur- bomachine, cet endoscope comportant : [0009] - un corps de forme allongée et comprenant une extrémité proximale et une extrémité distale, [0010] - une tête située à l'extrémité distale du corps et comportant un premier système d'éclairage et de visualisation depuis ladite extrémité proximale, caractérisé en ce que : [0011] la tête est montée de manière amovible à l'extrémité distale du corps de façon à pouvoir être séparée du corps, la tête comprenant des organes de fixation amovible sur un élément de la turbomachine et comportant un circuit de communication sans fil configurée pour contrôler à distance ledit premier système lorsque la tête est séparée du corps. [0012] L'endoscope comprend ainsi deux parties à savoir un corps et une tête qui peuvent être désolidarisés Fun de l'autre. La tête est équipée de son propre système d'éclairage et de visualisation et a un fonctionnement autonome par rapport au corps. Ce système peut être contrôlé à distance par F intermédiaire du circuit de communication sans fil, en particulier lorsque la tête est détachée du corps. [0013] Le corps peut également être équipé d'un système d'éclairage et de visualisation autonome. L'éclairage est réalisé depuis l'extrémité distale et permet à un opérateur d'inspecter une pièce depuis l'extrémité proximale de l'endoscope. La visualisation est donc réalisée depuis l'extrémité proximale de l'endoscope. [0014] Lors de l'insertion de l'endoscope équipé de la tête dans la turbomachine, le système d'éclairage et de visualisation du corps peut être utilisé. Après désolidarisation de la tête du corps de l'endoscope, le corps peut être retiré de la turbomachine et le système d'éclairage et de visualisation de la tête peut être utilisé et contrôlé à distance. La tête est équipée d'organes de fixation qui lui permettent de se fixer sur un élément de la turbomachine et être ainsi dans une position adéquate pour inspecter un élément de la turbomachine, qui peut être différent de l'élément sur lequel la tête est fixée. [0015] La tête est par exemple fixée sur un élément du rotor dc la turbomachine et utilisée pour inspecter un élément de stator de la turbomachine. La mise en rotation de l'élément de rotor équipé de la tête permet d'entraîner un déplacement circonférentiel de la tête autour de l'axe de rotation de l'élément de rotor et permet de visualiser l'élément de stator sur une zone circonférentielle. [0016] L'endoscope permet ainsi de faciliter l'inspection de pales de stator en continu sur 360°. [0017] L'endoscope selon l'invention peut comprendre une ou plusieurs des caractéristiques 3 suivantes, prises isolément les unes des autres ou en combinaison les unes avec les autres : [0018] - le corps comprend à son extrémité distalc un logement de réception de la tête qui est mobile en translation depuis une position dans laquelle elle est reçue dans le logement jusqu'à une position où elle est extraite du logement et séparée du corps, [0019] - la tête comprend une extrémité équipée desdits organes et une extrémité opposée comportant ledit premier système, [0020] - lesdits organes comprennent au moins deux pattes, chaque patte comportant une première extrémité reliée à la tête et une seconde extrémité opposée qui est libre, les pattes étant configurécs pour être aptes à saisir et pincer ledit élément entre leurs extrémités libres de façon à pouvoir maintenir et supporter la tête lorsqu'elle est séparée du corps, [0021] - la tête comprend une bague mobile et déplaçable entre une position avancée dans laquelle elle prend appui sur les pattes et les sollicite dans une position rangée, et une position reculée dans laquelle elle laisse libre les pattes qui adoptent un positon déployé, [0022] - la bague est mobile en rotation et est déplacée en rotation par l'intermédiaire d'un dispositif d'actionner-rient porté par le corps, [0023] - la tête est solidarisablc et désolidarisable du corps par un dispositif magnétique, [0024] -- le corps comprend à son extrémité distalc un second système d'éclairage et de vi- sualisation depuis ladite extrémité proximale. [0025] La présente invention concerne également un procédé d'inspection d'un élément dans une turbomachine au moyen d'un endoscope tel que décrit ci-dessus. [0026] Le procédé peut comprendre les étapes de : a. insertion du corps de l'endoscope à travers un orifice d'endoscopie de la turbomachine, jusqu'à ce que la tête soit située à proximité d'un rotor de la turbomachine, b. fixation de la tête sur une pale du rotor, c. désolidarisation de la tête vis-à-vis du corps de l'endoscope, d. retrait du corps de la turbomachine, et [0027] e) déplacement du rotor équipé de la tête pour visualiser au moyen de cette tête des pales d'un stator adjacent. [0028] L'étape b) peut être réalisée en pinçant la pale du rotor entre les pattes. Brève description des figures [0029] L'invention sera mieux comprise et d'autres détails, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la desciiption suivante faite à titre d'exemple non limitatif et en référence aux dessins annexés dans lesquels : 100301 Ifie.11 la figure 1 est une vue schématique en perspective d'une turbomachine d'aéronef, vue de l'aval et de côté, [0031] [fig.2] la figure 2 est une vue schématique en perspective d'une aube de rotor de tur- bomachine, [0032] [fig.3] la figure 3 est une vue schématique en perspective d'aubes de stator de tur- bomachine, [0033] [fig.4] la figure 4 est une vue très schématique en perspective d'un endoscope selon l'invention. [0034] [fig.5] la figure 5 est une autre vue schématique en perspective et en transparence de l'endoscope de la figure 4, [0035] [fig.6] la figure 6 est une vue schématique en perspective d'une tête de l'endoscope de la figure 4, [0036] [fig.7] la figure 7 est une vue schématique en perspective d'un corps de l'endoscope de la figure 4, [0037] [fig.8a] la figure 8a est une vue très schématique d'un mode de réalisation d'un organe de fixation de l'endoscope selon l'invention, les pattes de cet organe étant en position déployée, et [0038] [fig.811 la figure 8b est une vue très schématique de l'organe de fixation de la figure 8a, les pattes de cet organe étant en position rangée, et [0039] [fig.9] la figure 9 est une vue très schématique en perspective de la tête de l'endoscope de la figure 4, désolidarisée du corps de l'endoscope et fixée à une pale de turbomachine, et illustre une étape d'un procédé d'inspection. Description détaillée de l'invention [00401 La figure 1 montre de manière schématique une turbomachine 10 d'aéronef qui comprend de manière classique un générateur de gaz 12 dont un arbre entraîne une soufflante 14 qui est ici entourée par un carter 15. Le générateur de gaz 12 comprend au moins un compresseur 16, une chambre de combustion 18 et au moins une turbine 20. [0041] Dans le cas d'une turbomachine à double flux, respectivement primaire et secondaire, la soufflante 14 génère un flux d'air qui se divise en un flux primaire qui pénètre dans le générateur de gaz 12 et en un flux secondaire qui s'écoule autour du générateur de gaz et est schématiquement représenté par les flèches 22. [0042] Le flux primaire traverse notamment le compresseur 16 et la turbine 18 qui com- prennent des aubes. [0043] La figure 2 représente une aube 24 de rotor de turbine. De manière classique, l'aube 24 comprend une pale 26 dont une extrémité est reliée à un pied 28 et dont l'extrémité opposée est reliée à un talon 30. [0044] La figure 3 représente un secteur de distributeur 32 de turbine, ce secteur comportant des aubes 34 de stator qui s'étendent entre deux plates-formes, respectivement interne 36 et externe 38. Chaque aube 34 est formée par une pale 26. [0045] La pale 26 de chaque aube 24, 34 a un profil aérodynamique et est susceptible de présenter une non conformité, par exemple par impact d'un corps étranger ou par oxydation ou corrosion, en particulier au niveau de son bord d'attaque 26a ou de son bord de fuite 26b. Cette non conformité, si elle n'est pas détectée et réparée, est susceptible de générer l'apparition de criques ou de fissures. [0046] La présente invention propose un endoscope et un procédé d'inspection d'un élément d'une turbomachine, tel qu'une pale 26. [0047] Les figures 4 à 7 et 9 illustrent un premier mode de réalisation de l'endoscope 40 selon l'invention. [0048] L'endoscope 40 a une forme générale allongée et est de préférence flexible. Il comprend un corps 41 de forme allongée comprenant une extrémité proximale située du côté de l'opérateur de contrôle, et une extrémité distale qui doit être située au plus près de la pièce à inspecter, seule cette extrémité distale étant représentée dans les dessins. Cette extrémité distale porte une tête d'inspection 42. [0049] L'endoscope 40 est équipé d'un système 44 d'éclairage et de visualisation, tel qu'un une première fibre optique dont une extrémité est située à l'extrémité proximale du corps 41 et est reliée à une caméra et dont une extrémité 44a opposée est située à l'extrémité distale du corps et débouche sur au moins une lentille, et une seconde fibre optique dont une extrémité est située à l'extrémité proximale du corps et est reliée à une source lumineuse et une extrémité 44b opposée est située à l'extrémité distale et débouche au niveau de la tête 42. [0050] La tête 42 est montée de manière amovible dans un logement 46 de l'extrémité distale du corps 41. [0051] Le logement 46 a une forme générale cylindrique dans l'exemple représenté et reçoit la tête 42 qui a ici une forme générale cylindrique complémentaire. [0052] Le logement 46 occupe une partie de la section de l'extrémité distale du corps 41, le reste de cette section étant occupé notamment par le système 44 précité qui est donc situé du côté du logement 46. [0053] La tête 42 est mobile en translation dans le logement 46, depuis une position rentrée dans laquelle elle est reçue dans le logement et avantageusement solidaire du corps, par exemple par un dispositif magnétique 48 (figures 4 et 5), et une position sortie dans laquelle la tête est extraite du logement et donc séparée du corps (figures 6 et 7). [0054] Le dispositif magnétique 48 comprend par exemple un aimant porté par le corps 41 ou la tête 42 et coopérant avec un autre aimant ou un organe ferromagnétique de la tête ou du corps. 6 [0055] Ce dispositif magnétique 48 peut être autonome ou être contrôlé à distance, depuis l'extrémité proximale de l'endoscope. [0056] La tête 42 a donc dans l'exemple représenté une forme générale cylindrique et comprend à une première extrémité au moins un organe de fixation 49 sur un élément de la turbomachine, et avantageusement sur une pale 26 de rotor, et à une seconde extrémité opposée un second système 50 d'éclairage et de visualisation qui est autonome et indépendant du premier système. [0057] Le système 50 peut comprendre une caméra 50a et une source lumineuse 50b. [0058] La tête 42 comprend en outre un circuit 51 de communication sans fil configure pour contrôler à distance le système 50, même lorsque la tête est séparée du corps 41 (figure 6). Les moyens de commande de l'endoscope 40 comprennent ainsi des moyens de commande et de contrôle des systèmes 44 et 50, indépendamment l'un de l'autre. [0059] L'organe de fixation 49 comprend dans l'exemple représenté une pince de fixation à deux mors ou pattes 52. Les panes 52 sont diamétralement opposées par rapport à un axe A de la tête 42 qui peut être son axe A d'allongement et d'engagement dans le logement 46 du corps. [0060] Chaque patte 52 a une forme allongée et comporte une première extrémité reliée à la tête et une seconde extrémité opposée qui est libre, les panes 52 étant configurécs pour être aptes à saisir et pincer l'élément entre leurs extrémités libres de façon à pouvoir maintenir et supporter la tête lorsqu'elle est séparée du corps. [0061] Les extrémités libres des pattes sont avantageusement équipées chacune d'une sphère de contact 54 qui est de préférence réalisée dans un matériau non susceptible d'endommager la pale 26. Il s'agit par exemple de PTFE ou tout autre matériau plastique. [0062] Les pattes 52 sont déplaçables d'une position rangée dans laquelle elles s'étendent sensiblement parallèlement à l'axe A, et une position déployée dans laquelle elles s'étendent radialement vers l'extérieur. [0063] On comprend que l'élément de la turbomachine sera pincé entre les pattes 52 lorsque ces dernières seront amenées de leur position déployée à leur position rangée. [0064] Les pattes 52 peuvent être chacune montée pivotante par leurs extrémités opposées aux extrémités libres, et sollicitées par un moyen de rappel élastique dans leur position déployée. En variante et comme représenté aux figures 8a et 8b, les pattes 52 peuvent être élastiquement défonnables et réalisées dans un matériau à mémoire de forme de façon à ce qu'elles adaptent leur position déployée lorsqu'elles ne sont pas sollicitées radialement vers l'intérieur. [0065] Le dispositif cl'actionnement du déplacement des panes peut comprendre une bague 56 portée par la tête 42 et entourant les extrémités des pattes 52 opposées à leurs extrémités libres. Cette bague 56 est mobile et déplaçable entre une position avancée 7 dans laquelle elle prend appui sur les pattes et les sollicite dans une position rangée (figure 8b), et une position reculée dans laquelle elle laisse libre les pattes qui adoptent un positon déployé (figure Ra). [0066] Le déplacement de la bague 56 peut être un déplacement hélicoïdal autour de l'axe À de la tête 42, tel qu'un vissage. [0067] Le déplacement de la bague 56 peut être réalisé par un actionneur 57 prévu dans le logement 46 du corps 41, tel qu'un actionneur 57 rotatif qui serait commandé par les moyens de commande de l'endoscope depuis l'extrémité proximale de l'endoscope 40 et qui permettrait de déplacer la bague 56, dans un sens ou dans l'autre, afin de déployer ou de ranger les pattes (figure 5). [0068] Le nombre de pattes 52 n'est pas limitatif et les figures Ra et 8b montrent un exemple à plus de deux pattes. [0069] La présente invention concerne également un procédé d'inspection d'un élément de turbomachine et en particulier d'une pale 26 ou de pales, dont une étape est représentée à la figure 9. [0070] Le procédé peut comprendre les étapes suivantes : [0071] a) insertion du corps 41 de l'endoscope 40 à travers un orifice d'endoscopie 31 de la turbomachine 10, jusqu'à ce que la tête 42 soit située à proximité d'un rotor de la turbomachine, [0072] b) fixation de la tête 42 sur une pale 26 du rotor, grâce aux pattes de fixation 52 portées par la tête, [0073] c) désolidarisation de la tête 42 vis-à-vis du corps 41 de l'endoscope, [0074] d) retrait du corps 41 de la turbomachine, à travers l'orifice d'endoscopie 31, et [0075] e) déplacement du rotor équipé de la tête 42 pour visualiser au moyen de cette tête des pales 26 d'un stator adjacent. 8 [Revendication 1] [Revendication 2] [Revendication 3] [Revendication 4] [Revendication 5] [Revendication 6] REVENDICATIONSEndoscope (40) d'inspection d'un élément dans une turbomachine (10), cet endoscope comportant : - un corps (41) de forme allongée et comprenant une extrémité proximale et une extrémité distale, - une tête (42) située à l'extrémité distale du corps et comportant un premier système (50) d'éclairage et de visualisation depuis ladite extrémité proximale, caractérisé en cc que : - la tête est montée de manière amovible à l'extrémité distale du corps de façon à pouvoir être séparée du corps, la tête comprenant des organes (49) de fixation amovible sur un élément de la turbomachine et comportant un circuit (51) de communication sans fil configurée pour contrôler à distance ledit premier système lorsque la tête est séparée du corps. Endoscope (40) selon la revendication 1, dans lequel le corps (41) comprend à son extrémité distale un logement (46) de réception de la tête (42) qui est mobile en translation depuis une position dans laquelle elle est reçue dans le logement jusqu'à une position où elle est extraite du logement et séparée du corps. Endoscope (40) selon la revendication 1 ou 2, dans lequel la tête (42) comprend une extrémité équipée desdits organes (49) et une extrémité opposée comportant ledit premier système (50). Endoscope (40) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel lesdits organes (49) comprennent au moins deux pattes (52), chaque patte comportant une première extrémité reliée à la tête (42) et une seconde extrémité opposée qui est libre, les pattes étant configurées pour être aptes à saisir et pincer ledit élément entre leurs extrémités libres de façon à pouvoir maintenir et supporter la tête lorsqu'elle est séparée du corps. Endoscope (40) selon la revendication précédente, dans lequel la tête (42) comprend une bague (56) mobile et déplaçable entre une position avancée dans laquelle elle prend appui sur les pattes (52) et les sollicite dans une position rangée, et une position reculée dans laquelle elle laisse libre les pattes qui adoptent une positon déployée. Endoscope (40) selon la revendication précédente, dans lequel la bague (56) est mobile en rotation et est déplacée en rotation par l'intermédiaire d'un actionneur (57) porté par le corps. 9 [Revendication 7] Endoscope (40) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la tête est solidarisablc et désolidarisable du corps par un dispositif magnétique. [Revendication 8] Procédé d'inspection d'un élément dans une turbomachine (10) au moyen d'un endoscope (40) selon l'une des revendications précédentes. [Revendication 9] Procédé selon la revendication précédente, dans lequel il comprend les étapes de : a) insertion du corps dc l'endoscope (40) à travers un orifice d'endoscopie (31) dc la turbomachine (10), jusqu'à cc que la tête (42) soit située à proximité d'un rotor de la turbomachine, h) fixation de la tête sur une pale (26) du rotor, c) désolidarisation de la tête vis-à-vis du corps (41) de l'endoscope, d) retrait du corps de la turbomachine, et e) déplacement du rotor équipé de la tête pour visualiser au moyen dc cette tête des pales (26) d'un stator adjacent. [Revendication 10] Procédé selon la revendication précédente, l'endoscope (40) étant tel que décrit dans l'une des revendications 4 à 6, dans lequel l'étape h) est réalisée en pinçant la pale (26) du rotor entre les pattes (52).