Brevet FR3105803A1 — publié le 20210702

Un dispositif d’identification (17) d’une configuration d’une chaine cinématique liée à un actionneur d’un étage d’une turbine d’un aéronef comprend un module de commande (18) apte à commander une manœuvre de l’actionneur, un module de réception (20) d’un paramètre lié à une réponse mécanique à la manœuvre commandée et un module de traitement (22) apte à déterminer une configuration de la chaine cinématique en fonction du paramètre reçu Figure pour l’abrégé : Fig 2 Dispositif d’identification d’une configuration d’une chaine cinématique d’une turbine d’un aéronef La présente demande concerne un dispositif et un procédé d'identification d'une configuration d’une chaine cinématique liée à un actionneur, notamment destiné à être incorporé dans un étage d'une turbine d'un aéronef. Les chaines cinématiques incorporées dans les turbines d'aéronefs peuvent comprendre des pièces présentant des configurations différentes. Par exemple, il peut arriver qu'en raison d'un problème d'usure, des douilles d’aubes variables de stator en matériau composite soient remplacées par des douilles réalisées en un matériau différent. Un tel changement de configuration peut nécessiter de modifier le programme de pilotage de l'actionneur. Dans l'exemple précité, la nouvelle configuration de la douille présente un couple de frottement plus élevé que la douille en matériau composite. En résultat, le programme de pilotage du vérin actionnant le déplacement des douilles doit être modifié de telle sorte que le vérin délivre une puissance mécanique plus importante. Pour pallier cet inconvénient, il a été proposé d'ajouter un discret dans un bouchon d'identification, également connu sous l'expression « cavalier » ou sous la dénomination anglo-saxonne « ID plug ». Une telle solution est fréquemment mise en œuvre pour choisir les paramètres liés à la turbine, par exemple un niveau de poussée maximale de la turbine. Selon une telle solution, un opérateur branche un connecteur sur un socle correspondant pour modifier le programme de pilotage de l'actionneur. Une telle solution n’apporte toutefois pas pleine satisfaction. En particulier, la nécessité de l’intervention d'un opérateur est relativement coûteuse et occasionne un risque d'un mauvais réglage de la turbine si l’opérateur oublie d'ajouter le bouchon d'identification ou ajoute un mauvais bouchon d'identification. En outre, certaines turbines sont dépourvues de socle pouvant recevoir un bouchon d'identification. Dans de telles turbines, la solution du bouchon d’identification ne peut pas être mise en œuvre. Au vu de ce qui précède, l'invention a pour but de permettre l'identification d'une configuration d’une chaine cinématique liée à un actionneur d'un étage d'une turbine d'aéronef, en améliorant la fiabilité de l’identification et en assurant que cette identification puisse être mise en œuvre dans les turbines dépourvues de socle pouvant recevoir un bouchon d'identification. A cet effet, il est proposé un dispositif d’identification d’une configuration d’une chaine cinématique liée à un actionneur d’un étage d’une turbine d’un aéronef, comprenant un module de commande apte à commander une manœuvre de l’actionneur, un module de réception d’un paramètre lié à une réponse mécanique à la manœuvre commandée et un module de traitement apte à déterminer une configuration de la chaîne cinématique en fonction du paramètre reçu. Un tel dispositif permet d'identifier un changement de configuration de la chaine cinématique. Il est alors possible de modifier automatiquement un programme de pilotage de l’actionneur. De préférence, le module de commande est configuré pour commander une manœuvre de l’actionneur au cours d’une ventilation humide de la turbine. Une telle configuration du module de commande est particulièrement adaptée pour identifier une configuration des actionneurs d’une turbine car, par rapport à une ventilation sèche, elle permet d’utiliser l’énergie hydraulique présente pour mettre en œuvre une manœuvre d’identification et, par rapport à une mise en marche de la turbine, elle évite un risque d’endommager la turbine. Dans un mode de réalisation, le module de commande est configuré pour émettre une première consigne en échelon de commande de l’actionneur. Une telle commande permet d’identifier plus rapidement et de manière plus fiable l’identification de la configuration de chaine cinématique. Avantageusement, la première consigne en échelon est comprise dans un premier domaine extrémal choisi parmi un domaine de consigne maximale et un domaine de consigne minimale. L’utilisation d’un échelon étant un extremum rend encore plus fiable l’identification de la configuration de chaine cinématique. On peut en outre prévoir que le module de commande soit configuré pour émettre une seconde consigne en échelon de commande de l’actionneur, la valeur de la seconde consigne en échelon étant comprise dans un second domaine extrémal choisi parmi le domaine de consigne maximale et le domaine de consigne minimale, le second domaine extrémal étant différent du premier domaine extrémal. En utilisant deux consignes en échelon étant un maximum et un minimum, on augmente encore davantage la probabilité qu’une configuration déterminée au moyen du dispositif selon l’invention soit exacte. De préférence, le module de réception est apte à déterminer une position de l’actionneur et/ou d’une pièce mécaniquement liée à l’actionneur. On peut en outre prévoir un module de mémorisation apte à mémoriser une configuration déterminée par le module de traitement et un module de réinitialisation apte à effacer une configuration mémorisée par le module de mémorisation. De tels modules de mémorisation et de réinitialisation permettent d’éviter de devoir systématiquement déterminer la configuration de l’actionneur. Avantageusement, le module de réinitialisation est configuré pour commander la détermination d’une nouvelle configuration par le module de traitement lors d’une sortie d’usine de la turbine, à la suite d’une maintenance lourde ou à la suite d’un remplacement de calculateur FADEC. Dans de telles situations, la configuration de l’actionneur est susceptible d’avoir été changée. En configurant ainsi le module de réinitialisation, on facilite l’utilisation du dispositif tout en vérifiant la configuration mémorisée aux instants les plus critiques. Dans un mode de réalisation, l'actionneur est un moyen de déplacement d’une aube variable de stator de la turbine. Selon un autre aspect, il est proposé un procédé d'identification d’une configuration d’une chaine cinématique liée à un actionneur d’un étage d’une turbine d’un aéronef, comprenant la commande d’une manœuvre de l’actionneur, la réception d’un paramètre lié à une réponse mécanique à la manœuvre commandée et la détermination d’une configuration de la chaine cinématique en fonction du paramètre reçu. D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante, donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif, et faite en référence aux dessins annexés sur lesquels : représente schématiquement un étage d'une turbine d'un aéronef, représente schématiquement un dispositif d'identification d'une configuration d’une chaine cinématique liée à un actionneur de l'étage de la figure 1, illustre schématiquement un procédé selon un aspect de l'invention, et sont deux représentations graphiques d'une réponse mécanique dans deux configurations différentes de la chaine cinématique de l'étage de la figure 1. En référence à la figure 1, on a schématiquement représenté un étage 1 de stator d'une turbine destinée à être incorporée dans un aéronef. L'étage 1 comporte une structure radiale externe 2 et une structure radiale interne 4. Les structures 2 et 4 sont représentées en coupe tridimensionnelle sur la vue de la figure 1. Toutefois, les structures 2 et 4 se prolongent cylindriquement au-delà des plans de coupe représentés sur la figure 1. L'étage 1 comporte une pluralité d’aubes variables 6 réparties autour de l'axe de cylindricité des structures 2 et 4. Seules deux aubes 6 sont représentées sur la vue en coupe de la figure 1. Les aubes 6 sont variables ou, en d’autres termes, capables de pivoter autour d’un axe sensiblement parallèle à leur direction longitudinale. De ce fait, l’étage 1 est à géométrie variable. L'étage 1 comporte, pour chaque aube 6, une douille externe 8 et une douille interne 10. L'étage 1 peut être configuré selon une ancienne configuration Conf_1, dans laquelle les douilles 8 et 10 sont réalisées en un matériau composite, ou selon une nouvelle configuration Conf_2 dans laquelle les douilles 8 et 10 sont réalisées dans un matériau différent. Dans la configuration Conf_2, le couple de frottement des douilles 8 et 10 par rapport aux structures 2 et 4 est plus important que dans la configuration Conf_1. L'étage 1 comporte en outre une tringlerie 12 et un actionneur 14, en l'espèce un vérin hydraulique. La tringlerie 12 a pour fonction de connecter mécaniquement les douilles 8 et 10 à un élément mobile 15 de l'actionneur 14, en l'espèce une tige du vérin. L'actionneur 14 est piloté par une consigne de position de l’élément mobile 15. La consigne de position de l’actionneur 14 est comprise entre une position minimale de consigne P 0 et une position maximale de consigne P max . Bien entendu, on peut sans sortir du cadre de l’invention envisager un signal de commande différent de l’actionneur 14, par exemple une pression hydraulique d’alimentation d’une des chambres du vérin. L’actionneur 14 comprend un moyen de mesure 16 du déplacement de l'élément mobile 15. Plus particulièrement, le moyen de mesure 16 est capable de déterminer la course de la tige 15 par rapport au corps du vérin 14. On a schématiquement représenté sur la figure 2 un dispositif d'identification 17 d'une configuration de l'étage 1. Dans l’exemple illustré, le dispositif 17 est incorporé dans un calculateur de régulation numérique de moteur, également connu sous la dénomination anglo-saxonne « Full Authority Digital Engine Control » ou sous l'acronyme correspondant « FADEC ». Toutefois, on peut sans sortir du cadre de l’invention envisager un dispositif indépendant du calculateur FADEC. Le dispositif 17 comprend un module de commande 18. Le module de commande 18 est en communication d’informations avec l'actionneur 14. Plus particulièrement, le module de commande 18 est capable de commander une manœuvre devant être mise en œuvre par l’actionneur 14. Le dispositif 17 comporte un module de réception 20. Le module de réception 20 est en communication d’informations avec le moyen de mesure 16. De la sorte, le module de réception 20 est capable de recevoir la position de l'élément mobile 15. Bien entendu, on ne sort pas du cadre de l'invention en envisageant un module de réception configuré pour recevoir une position d'une pièce différente appartenant à la chaîne cinématique entre l'actionneur 14 et les aubes 6. Le dispositif 17 comporte un module de traitement 22. Le module de traitement 22 est en communication d’informations avec le module de commande 18 et avec le module de réception 20. Plus particulièrement, le module de traitement 22 est configuré pour connaître la commande de manœuvre adressée par le module de commande 18 à l’actionneur 14, et pour connaître la position de l'élément mobile 15 reçue par le module de réception 20. De la sorte, suite à la commande d'une manœuvre par le module de commande 18, le module de traitement 22 connaît le déplacement de l'élément mobile 15 qui se produit en réponse à la manœuvre. A partir de ces informations, le module de traitement 22 peut déterminer si les douilles 8 et 10 sont selon la configuration Conf_1 ou la configuration Conf_2. Le dispositif 17 comporte un module de mémorisation 24. Le module de mémorisation 24 est en communication d’informations avec le module de traitement 22. Plus particulièrement, le module de mémorisation 24 est configuré pour recevoir une configuration déterminée par le module de traitement 22, et pour conserver cette configuration dans une mémoire jusqu'à recevoir une consigne de réinitialisation. Le dispositif 17 comporte un module de réinitialisation 26. Dans cet exemple, le module de réinitialisation 26 comprend un moyen 28 pour déterminer si une réinitialisation du module de mémorisation 24 doit être mise en œuvre. En l'espèce, le moyen 28 est configuré pour détecter une situation de sortie d'usine de la turbine, une situation de maintenance lourde de l'aéronef ou une situation de remplacement du calculateur FADEC. En l'espèce, le moyen 28 comprend un organe de réception d'un message devant être adressé par un opérateur à la suite des situations précitées. Toutefois, on ne sort bien entendu pas du cadre de l'invention en envisageant un moyen capable de détecter différemment, par exemple automatiquement, si l'une de ces situations vient de se produire, ou encore en envisageant de détecter d’autres situations. Le module de réinitialisation 26 comporte un moyen 30 pour émettre un signal de réinitialisation. Le moyen 30 est en communication d’informations avec le module de commande 18, le module de traitement 22 et le module de mémorisation 24. Lorsque le moyen 30 émet le signal de réinitialisation, le module de commande 18 émet une commande de manœuvre de l’actionneur 14, le module de traitement 22 détermine une configuration mise à jour, et le module de mémorisation 24 remplace la configuration conservée jusqu’à lors en mémoire par la configuration mise à jour déterminée par le module de traitement 22. En référence à la figure 3, on a schématiquement représenté un procédé d’identification d'une configuration de la chaine cinématique liée à l’actionneur 14 et destiné à être mis en œuvre au moyen du dispositif d’identification 17. Le procédé d'identification comprend une première étape E01 pendant laquelle on détermine si une configuration est mémorisée par le module de mémorisation 24. Si aucune configuration n’est mémorisée dans le module de mémorisation 24, la réponse à l'étape E01 est « non » et on met en œuvre une étape E02. Au cours de l’étape E02, le module de réinitialisation 26 émet le signal de réinitialisation et l’adresse au module de commande 18 et au module de traitement 22. Le procédé comprend une étape E03 de mise en ventilation humide de la turbine. En d’autres termes, au cours de l’étape E03, la turbine est mise en rotation avec circulation de carburant. En résultat, l’actionneur 14 peut être utilisé. La mise en ventilation de l’étape E03 peut être automatique ou déclenchée suite à une demande à un opérateur. Au cours de l'étape E04 suivante, le module de commande 18 émet une consigne en échelon P cons_max d'une manœuvre par l'actionneur 14. La valeur P cons_max de la consigne est comprise dans un domaine de consigne maximale D max . Dans la présente demande, le domaine D max désigne les valeurs de position de commande de l’actionneur 14 supérieures ou égales à la position maximale P max à laquelle on retranche un pourcentage C de l'amplitude entre la position maximale P max et la position minimale P 0 : A titre d’exemple, le pourcentage C est compris entre 2% et 10%, il peut notamment être égal à 5%. Le procédé comprend une étape E05 de réception par le module de réception 20 d'une position x de l'élément mobile 15 en fonction du temps t . Le module de réception 20 transmet ensuite ces données au module de traitement 22. Le procédé comprend une étape E06 de traitement des données reçues par le module de réception 20. Au cours de l’étape E06, le module de traitement 22 détermine, en fonction des données reçues par le module de réception 20, une configuration de la chaîne cinématique. Un exemple de traitement par le module de traitement 22 des données reçues par le module de réception 20 va maintenant être décrit en référence aux figures 4 et 5. On a schématiquement représenté sur les figures 4 et 5 deux représentations temporelles de la position de l'élément mobile 15. Dans ces deux représentations graphiques, les douilles 8 et 10 sont configurées selon la configuration respective Conf_1 et Conf_2. Sur les figures 4 et 5, on a schématiquement représenté une courbe 32 schématisant la commande de manœuvre émise par le module de commande 18. Comme visible sur les figures 4 et 5, la commande de manœuvre est une consigne en échelon démarrant à l'instant t 0 . On a schématiquement représenté sur la figure 4 la réponse mécanique 34 à la commande 32 lorsque les douilles 8 et 10 sont configurées selon la configuration Conf_1. La réponse mécanique 34 est une pente d'ordre 1 s'étendant entre les coordonnées initiales (t 0 , P 0 ) et les coordonnées finales (t 1 , P max ). A la suite de l'instant t 1 , la position de l'élément mobile 15 reste constante égale à la position P max . En référence à la figure 4, un seuil de position 36 est schématiquement représenté par une ligne pointillée horizontale. La ligne pointillée schématisant le seuil 36 est situé à une ordonnée P seuil calculée comme la différence entre la position finale P max et un pourcentage D de la différence entre la position finale P max et la position initiale P 0 : A titre d’exemple, le pourcentage D est compris entre 7,5% et 17,5%, il peut notamment être égal à 12,5%. Un seuil temporel est schématiquement représenté sur la figure 4 par une ligne pointillée verticale 38. La ligne verticale 38 est située à l'abscisse t seuil calculée comme la somme de l’instant t 1 avec un quart de la différence entre les instants t 1 et t 0 : En référence à la figure 4, la courbe 34 coupe la ligne 36 à un instant situé avant l'instant t seuil . En résultat, le module de traitement 22 détecte au cours de l’étape E06 que la configuration des douilles 8 et 10 est Conf_1. En référence à la figure 5, la réponse mécanique à la commande émise par le module de commande 18 est schématiquement représentée par la courbe 40. Les éléments identiques portent les mêmes références. En particulier, les courbes 36 et 38 correspondant aux seuils P seuil et t seuil sont également représentées sur la figure 5. Comme, dans le cas de la figure 5, les douilles 8 et 10 sont configurées selon la configuration Conf_2, le couple de frottement est plus important que dans le cas de la figure 4. Il en résulte que la pente de la courbe 40 est moins élevée que la pente de la courbe 32. Plus particulièrement, la pente de la courbe 40 coupe la ligne pointillée 36 après l'instant t seuil . En résultat, le module de traitement 22 détermine que les douilles 8 et 10 sont configurées selon la configuration Conf_2. Le procédé comprend une étape E07 de commande d'une consigne minimale. Au cours de l’étape E07, le module de commande 18 émet une consigne en échelon de position P cons_min comprise dans un domaine de consigne minimale D min . Dans la présente demande, le domaine D min désigne les valeurs de position de commande de l’actionneur 14 inférieures ou égales à la position minimale P 0 à laquelle on ajoute un pourcentage E de l'amplitude entre les positions maximale P max et minimale P 0 : Par exemple, le pourcentage E peut avoir la même valeur que le pourcentage C. Le procédé comprend une étape E08 au cours de laquelle le module de réception 20 reçoit la réponse mécanique à la commande émise pendant l'étape E07 et transmet ces données au module de traitement 22. Le procédé comprend une étape E09 au cours de laquelle le module de traitement 22 détermine une configuration des douilles 8 et 10 en fonction de la réponse mécanique reçue à l'étape E08. Au cours de l’étape E09, le module de traitement 22 pourra notamment comparer des courbes de position en fonction du temps par rapport au seuil temporel t seuil et/ou à un seuil de position P seuil ’. Dans ce cas, en considérant que la réponse mécanique à la consigne émise lors de l’étape E07 est une pente d'ordre 1 s'étendant entre les coordonnées initiales (t 0 , P max ) et les coordonnées finales (t 1 , P 0 ) lorsque les douilles 8 et 10 sont configurées selon la configuration Conf_1, la position de seuil P seuil ’ pourra être calculée comme suit : où F est un pourcentage. Par exemple, le pourcentage F a la même valeur que le pourcentage D. Le procédé comprend une étape de test E10 au cours de laquelle on détermine si les configurations détectées au cours des étapes E06 et E09 sont identiques. Si la réponse à l'étape E10 est « non », on met en œuvre une étape E11 d’émission d’un signal d’erreur destiné à un utilisateur de l'aéronef. Dans le même temps, on met fin à la ventilation humide de la turbine. Ensuite, le procédé est terminé. Si, à l'issue de l'étape E10, la réponse est « oui », on met en œuvre une étape E12 dans laquelle on met fin à la ventilation humide de la turbine. Ensuite, le module de mémorisation 24 mémorise la configuration déterminée par le module de traitement 22 au cours des étapes E06 et E09. A l'issue de l'étape E12, on retourne à l'étape E01. Si, à l'issue de l'étape E01, la réponse est « oui », on applique une étape de test E13 au cours de laquelle on détermine si la configuration mémorisée dans le module de mémorisation 24 est la configuration Conf_1 ou la configuration Conf_2. Si, à l'issue de l'étape E13, la configuration Conf_1 est mémorisée dans le module de mémorisation 24, on met en œuvre une étape E14 de pilotage de l'actionneur 14 selon un programme de pilotage adapté à la configuration Conf_1. A la suite de l'étape E14, on met en œuvre une étape de test E15 au cours de laquelle on détermine si un signal de réinitialisation est émis par le module de réinitialisation 26. Tant qu'aucun signal de réinitialisation n’est émis par le module de réinitialisation 26, la réponse à l'étape E15 est « non » et on continue d'appliquer l'étape E14. Si, à l'issue de l'étape E13, la configuration Conf_2 est mémorisée dans le module de mémorisation 26, on applique une étape E16 au cours de laquelle on pilote l'actionneur 14 avec un programme de pilotage adapté à la configuration Conf_2. A la suite de l'étape E16, on met en œuvre une étape de test E17 au cours de laquelle on détermine si un signal de réinitialisation a été émis par le module de réinitialisation 26. Tant qu’aucun signal de réinitialisation n'a été émis, on continue d'appliquer l’étape E16. Dès que le module de réinitialisation 26 émet le signal de réinitialisation, la réponse à l'étape E15 ou à l'étape E17, selon le cas, devient « oui » et on met en œuvre l'étape E02. Ainsi, grâce au procédé d'identification décrit sur la figure 3 et au dispositif d'identification 17, il est possible d'utiliser un programme de pilotage de l'actionneur 14 approprié à différentes configurations de la chaine cinématique associée à l’actionneur 14, sans qu'il soit nécessaire pour l’opérateur d'intervenir. Il en résulte une plus grande fiabilité du pilotage de l'actionneur 14 au sein de l'étage de la turbine. Dispositif d’identification (17) d’une configuration d’une chaine cinématique liée à un actionneur (14) d’un étage (1) d’une turbine d’un aéronef, comprenant un module de commande (18) apte à commander une manœuvre de l’actionneur (14), un module de réception (20) d’un paramètre lié à une réponse mécanique (34, 40) à la manœuvre commandée et un module de traitement (22) apte à déterminer une configuration de la chaine cinématique en fonction du paramètre reçu. Dispositif (17) selon la revendication 1, dans lequel le module de commande (18) est configuré pour commander une manœuvre de l’actionneur (14) au cours d’une ventilation humide de la turbine. Dispositif (17) selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le module de commande (18) est configuré pour émettre une première consigne (32) en échelon de commande de l’actionneur (14). Dispositif (17) selon la revendication 3, dans lequel la valeur (I cons_max , I cons_min ) de la première consigne (32) en échelon est comprise dans un premier domaine extrémal choisi parmi un domaine de consigne maximale (D max ) et un domaine de consigne minimale (D min ). Dispositif (17) selon la revendication 4, dans lequel le module de commande (18) est configuré pour émettre une seconde consigne en échelon de commande de l’actionneur (14), la valeur de la seconde consigne en échelon étant comprise dans un second domaine extrémal choisi parmi le domaine de consigne maximale (D max ) et le domaine de consigne minimale (Dmin), le second domaine extrémal étant différent du premier domaine extrémal. Dispositif (17) selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel le module de réception (18) est apte à déterminer une position de l’actionneur et/ou d’une pièce (15) mécaniquement liée à l’actionneur (14). Dispositif (17) selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, comprenant en outre un module de mémorisation (24) apte à mémoriser une configuration déterminée par le module de traitement (22) et un module de réinitialisation (26) apte à effacer une configuration mémorisée par le module de mémorisation (24). Dispositif (17) selon la revendication 7, dans lequel le module de réinitialisation (26) est configuré pour commander la détermination d’une nouvelle configuration par le module de traitement (22) lors d’une sortie d’usine de la turbine, à la suite d’une maintenance lourde ou à la suite d’un remplacement de calculateur FADEC. Dispositif (17) selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, dans lequel l’actionneur est un moyen de déplacement (14) d’une aube (6) variable de stator de la turbine. Procédé d’identification d’une configuration (Conf_1, Conf_2) d’une chaine cinématique liée à un actionneur (14) d’un étage (1) d’une turbine d’un aéronef, comprenant la commande (E04, E07) d’une manœuvre de l’actionneur (14), la réception (E05, E08) d’un paramètre lié à une réponse mécanique (34, 40) à la manœuvre commandée et la détermination (E06, E09) d’une configuration (Conf_1, Conf_2) de la chaîne cinématique en fonction du paramètre reçu.