Brevet FR3120440A1 — publié le 20220909

Procédé et banc d’essai pour visualiser la trajectoire d’un projectile à l’intérieur d’une turbomachine Un procédé de visualisation de la trajectoire d’un projectile à l’intérieur d’une turbomachine sur un banc d’essai, le procédé comprenant une première étape (110) de mise en fonctionnement d’une turbomachine sur un banc d’essai, une deuxième étape (120) de lancement d’un projectile dans la turbomachine en fonctionnement, et une troisième étape (130) d’enregistrement de la trajectoire du projectile à l’intérieur de la turbomachine en fonctionnement. Il comprend, préalablement à la première étape (110), une étape initiale (100) d’injection d’un isotope radioactif dans le projectile pour que le projectile lancé dans la deuxième étape soit un projectile radioactif émettant un rayonnement gamma, et en ce que la troisième étape (130) d’enregistrement de la trajectoire du projectile à l’intérieur de la turbomachine en fonctionnement est réalisée à l’aide d’au moins une caméra gamma. Figure pour l’abrégé : Fig. 1 Procédé et banc d’essai pour visualiser la trajectoire d’un projectile à l’intérieur d’une turbomachine L'invention concerne le domaine général des essais pour une turbomachine. Elle vise plus précisément un procédé et un système permettant de visualiser la trajectoire et le comportement d’un projectile à l’intérieur d’une turbomachine pendant un essai. Au cours d’une mission d’un aéronef doté d’au moins une turbomachine, il est possible que des corps étrangers ou des pièces détachées de la turbomachine soient ingérés par le turboréacteur et entraînent des détériorations à l’intérieur de celui-ci. En particulier, l’impact d’un objet sur une aube de soufflante risque d’endommager celle-ci. Dans le cas de détériorations dues à l’ingestion de corps étrangers au turboréacteur (par exemple d’oiseaux), on parle de FOD (pour « Foreign Object Damage » en anglais). Dans le cas de détériorations dues à l’ingestion de pièces détachées du turboréacteur (par exemple des rivets, boulons, etc.), on parle plutôt de DOD (pour « Domestic Object Damage » en anglais). Il est connu, notamment du document FR 2 949 220, des systèmes permettant de détecter une ingestion d’un objet par un turboréacteur d’un avion au cours d’une mission, c’est-à-dire au cours d’un vol. Cependant, ces système ne permettent que de détecter un tel évènement d’ingestion. Les turbomachines d’aéronefs sont conçues pour être opérables même après l’ingestion d’un corps étrangers tels que de l’eau, de la grêle, ou des oiseaux de taille moyenne. Afin de vérifier cette exigence de conception, des essais sont réalisés au cours d’une phase de développement des turbomachines sur des bancs d’essai moteur. Au cours de ces essai d’ingestion, le suivis visuel du ou des projectile(s) se fait via des caméras rapides généralement placées à l’avant et à l’arrière de la turbomachine. Cependant, avec un tel système de visualisation, il est impossible de visualiser la trajectoire du ou des projectile(s) à l’intérieur de la turbomachine ainsi que son comportement. Or ces données jouent un rôle important dans la réussite de l’essai et donc à fortiori dans la conception de la turbomachine. Pour obtenir des données sur le projectile à l’intérieur de la turbomachine, il est connu une première solution consistant à positionner des caméras à l’intérieur de la turbomachine. Cependant, cette technologie est intrusive et non robuste aux chocs dus à d’éventuels débris de composants moteur ou de projectile. En outre, pour avoir une image à différents endroits du parcours, il faut placer un nombre important de caméras, ce qui génère un encombrement non négligeable. Une autre solution pour obtenir des données sur le projectile à l’intérieur de la turbomachine, consiste à utiliser des caméras à rayon X ou des caméras à rayonnement infrarouge. Cependant, l’utilisation de ces caméras ne permet pas de cibler le projectile lui-même. L’invention vise à fournir une solution permettant de visualiser la trajectoire ainsi que le comportement d’un projectile à l’intérieur d’une turbomachine. Un objet de l’invention propose un procédé de visualisation de la trajectoire d’un projectile à l’intérieur d’une turbomachine sur un banc d’essai, le procédé comprenant une première étape de mise en fonctionnement d’une turbomachine sur un banc d’essai, une deuxième étape de lancement d’un projectile dans la turbomachine en fonctionnement, et une troisième étape d’enregistrement de la trajectoire du projectile à l’intérieur de la turbomachine en fonctionnement. Selon une caractéristique générale de l’invention, le procédé comprend, préalablement à la première étape, une étape initiale d’injection d’un isotope radioactif dans le projectile pour que le projectile lancé dans la deuxième étape soit un projectile radioactif émettant un rayonnement gamma, et en ce que la troisième étape d’enregistrement de la trajectoire du projectile à l’intérieur de la turbomachine en fonctionnement est réalisée à l’aide d’au moins une caméra gamma. Une caméra gamma, ou gamma-caméra ou encore caméra à scintillation, correspond à une caméra sensible au rayonnement gamma généré par un objet radioactif. Selon un premier aspect du procédé, la troisième étape d’enregistrement peut être réalisée à haute vitesse à l’aide d’au moins une caméra à haute vitesse. On entend par haute vitesse d’enregistrement, un enregistrement d’au moins 1000 images par seconde. Selon un deuxième aspect du procédé, la turbomachine définit une direction axiale autour de laquelle au moins une turbine de la turbomachine est en rotation et une direction radiale selon laquelle des aubes de ladite au moins une turbine s’étendent, et la troisième étape d’enregistrement de la trajectoire du projectile peut comprendre un premier enregistrement des déplacements du projectile selon la direction radiale à l’aide d’une première caméra gamma positionnée en regard de l’entrée de la turbomachine selon la direction axiale, et un second enregistrement des déplacements du projectile selon la direction axiale à l’aide d’une seconde caméra gamma positionnée latéralement par rapport à la turbomachine et orientée selon la direction radiale. Selon un troisième aspect du procédé, la troisième étape d’enregistrement peut être non intrusive, la ou les caméra(s) gamma étant placées à l’extérieur de la turbomachine à tester. Dans un autre objet de l’invention, il est proposé, un banc d’essai pour visualiser la trajectoire d’un projectile à l’intérieur d’une turbomachine, le banc d’essai comprenant un moyen de lancement d’un projectile configuré pour projeter ce dernier dans l’entrée d’une turbomachine destinée à être testée, un moyen de mise en fonctionnement de la turbomachine destinée à être testée, et des moyens d’enregistrement de la trajectoire du projectile à l’intérieur de ladite turbomachine en fonctionnement destinée à être testée. Selon une caractéristique générale de l’invention, le banc d’essai comprend en outre un moyen d’injection d’un isotope radioactif dans le projectile à lancer, et en ce que les moyens d’enregistrement comprennent au moins une caméra gamma. Selon un premier aspect du banc d’essai, ladite au moins une caméra gamma est une caméra à haute vitesse. Selon un deuxième aspect du banc d’essai, le banc d’essai peut comprendre en outre un moyen de réception de la turbomachine destinée à être testée, le moyen de réception comprenant une direction une direction axiale destinée à être parallèle à la direction axiale de la turbomachine à tester autour de laquelle au moins une turbine de la turbomachine est en rotation, et une direction radiale destinée à être parallèle à la direction radiale de la turbomachine à tester selon laquelle des aubes de ladite au moins une turbine s’étendent, et les moyens d’enregistrement peuvent comprendre une première caméra gamma positionnée en regard de l’entrée de la turbomachine à tester selon la direction axiale et une seconde caméra gamma positionnée latéralement par rapport à la turbomachine à tester et orientée selon la direction radiale. Selon un troisième aspect de l’invention, ladite au moins une caméra gamma peut être placée sur le banc test, à l’extérieur de la turbomachine à tester. L'invention sera mieux comprise à la lecture faite ci-après, à titre indicatif mais non limitatif, en référence aux dessins annexés sur lesquels : La présente un logigramme d’un procédé de visualisation de la trajectoire d’un projectile à l’intérieur d’une turbomachine sur banc d’essai selon un mode de mise en œuvre de l’invention. La illustre schématiquement la trajectoire des éléments du projectile avec la caméra frontale. La illustre schématiquement la trajectoire des éléments du projectile avec la caméra latérale. Procédé de visualisation de la trajectoire d’un projectile à l’intérieur d’une turbomachine sur un banc d’essai, le procédé comprenant une première étape (110) de mise en fonctionnement d’une turbomachine sur un banc d’essai, une deuxième étape (120) de lancement d’un projectile dans la turbomachine en fonctionnement, et une troisième étape (130) d’enregistrement de la trajectoire du projectile à l’intérieur de la turbomachine en fonctionnement, caractérisé en ce que le procédé comprend, préalablement à la première étape (110), une étape initiale (100) d’injection d’un isotope radioactif dans le projectile pour que le projectile lancé dans la deuxième étape soit un projectile radioactif émettant un rayonnement gamma, et en ce que la troisième étape (130) d’enregistrement de la trajectoire du projectile à l’intérieur de la turbomachine en fonctionnement est réalisée à l’aide d’au moins une caméra gamma. Procédé selon la revendication 1, dans lequel la troisième étape (130) d’enregistrement est réalisée à haute vitesse à l’aide d’au moins une caméra à haute vitesse. Procédé selon l’une des revendications 1 ou 2, dans lequel la turbomachine définit une direction axiale autour de laquelle au moins une turbine de la turbomachine est en rotation et une direction radiale selon laquelle des aubes de ladite turbine s’étendent, et la troisième étape (130) d’enregistrement de la trajectoire du projectile comprend un premier enregistrement des déplacements du projectile selon la direction radiale à l’aide d’une première caméra gamma positionnée en regard de l’entrée de la turbomachine selon la direction axiale, et un second enregistrement des déplacements du projectile selon la direction axiale à l’aide d’une seconde caméra gamma positionnée latéralement par rapport à la turbomachine et orientée selon la direction radiale. Procédé selon l’une des revendications 1 à 3, dans lequel la troisième étape (130) d’enregistrement est non intrusive, la ou les caméra(s) gamma étant placées à l’extérieur de la turbomachine à tester. Banc d’essai pour visualiser la trajectoire d’un projectile à l’intérieur d’une turbomachine, le banc d’essai comprenant un moyen de lancement d’un projectile configuré pour projeter ce dernier dans l’entrée d’une turbomachine destinée à être testée, un moyen de mise en fonctionnement de la turbomachine destinée à être testée, et des moyens d’enregistrement de la trajectoire du projectile à l’intérieur de ladite turbomachine en fonctionnement destinée à être testée, caractérisé en ce que le banc d’essai comprend en outre un moyen d’injection d’un isotope radioactif dans le projectile à lancer, et en ce que les moyens d’enregistrement comprennent au moins une caméra gamma. Banc d’essai selon la revendication 5, dans lequel ladite au moins une caméra gamma est une caméra à haute vitesse. Banc d’essai selon l’une des revendications 5 ou 6, comprenant en outre un moyen de réception de la turbomachine destinée à être testée, le moyen de réception comprenant une direction axiale destinée à être parallèle à la direction axiale de la turbomachine à tester autour de laquelle au moins une turbine de la turbomachine est en rotation, et une direction radiale destinée à être parallèle à la direction radiale de la turbomachine à tester selon laquelle des aubes de ladite turbine s’étendent, et les moyens d’enregistrement comprennent une première caméra gamma positionnée en regard de l’entrée de la turbomachine à tester selon la direction axiale, et une seconde caméra gamma positionnée latéralement par rapport à la turbomachine à tester et orientée selon la direction radiale. Banc d’essai selon l’une des revendications 5 à 7, dans lequel ladite au moins une caméra gamma est placée sur le banc test, à l’extérieur de la turbomachine à tester.