WO2010092080A1 - Method for monitoring the health status of devices that affect the starting capability of a jet engine - Google Patents

Method for monitoring the health status of devices that affect the starting capability of a jet engine Download PDF

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WO2010092080A1
WO2010092080A1 PCT/EP2010/051645 EP2010051645W WO2010092080A1 WO 2010092080 A1 WO2010092080 A1 WO 2010092080A1 EP 2010051645 W EP2010051645 W EP 2010051645W WO 2010092080 A1 WO2010092080 A1 WO 2010092080A1
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WO
WIPO (PCT)
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engine
indicators
time
starter
valve
Prior art date
Application number
PCT/EP2010/051645
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French (fr)
Inventor
Christian Aurousseau
Alexandre Ausloos
Xavier Flandrois
Jean-Rémi Masse
Pierre Charles Mouton
Original Assignee
Snecma
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02CGAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C7/00Features, components parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart form groups F02C1/00 - F02C6/00; Air intakes for jet-propulsion plants
    • F02C7/26Starting; Ignition
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B23/00Testing or monitoring of control systems or parts thereof
    • G05B23/02Electric testing or monitoring
    • G05B23/0205Electric testing or monitoring by means of a monitoring system capable of detecting and responding to faults
    • G05B23/0218Electric testing or monitoring by means of a monitoring system capable of detecting and responding to faults characterised by the fault detection method dealing with either existing or incipient faults
    • G05B23/0221Preprocessing measurements, e.g. data collection rate adjustment; Standardization of measurements; Time series or signal analysis, e.g. frequency analysis or wavelets; Trustworthiness of measurements; Indexes therefor; Measurements using easily measured parameters to estimate parameters difficult to measure; Virtual sensor creation; De-noising; Sensor fusion; Unconventional preprocessing inherently present in specific fault detection methods like PCA-based methods
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B23/00Testing or monitoring of control systems or parts thereof
    • G05B23/02Electric testing or monitoring
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    • G05B23/0259Electric testing or monitoring by means of a monitoring system capable of detecting and responding to faults characterized by the response to fault detection
    • G05B23/0275Fault isolation and identification, e.g. classify fault; estimate cause or root of failure
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2260/00Function
    • F05D2260/80Diagnostics
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2260/00Function
    • F05D2260/85Starting

Definitions

  • the invention relates to the monitoring of the state of health of the engine modules or the equipment involved in the starting capacity of a turbojet engine.
  • auxiliary turbine or APU for "Auxiliary Power Unit”
  • APU for "Auxiliary Power Unit”
  • the start is already monitored to check its smooth running but also to preserve the other organs of the engine in case of problems (for example in case of overheating).
  • the pilot must control the return of the sensors during start-up in addition to the automated protection and alarms of the automatic controller with full redundant authority or FADEC (for "FuIl Authority Digital Engine Control").
  • FADEC Full redundant authority
  • This information is the starting point of the monitoring system of start-up or monitoring.
  • the measurement of the following parameters is sent to the pilot in the cockpit: the speed of the HP compressor or CoHP (high pressure): N2, the compressor speed BP or CoBP (low pressure): Nl,
  • Alerts indicate whether the oil pressure is low and the EGT temperature is high.
  • the start interrupt conditions are:
  • the FADEC calculator allows a number of protections.
  • the so-called "Hot Start Alerting” alarm is used to detect overheating during start-up.
  • the alert threshold is defined according to the N2 regime and the residual value of the EGT. This bound is always less than the "Starting EGT limit”. If the value is abnormally high, the ECU flashes the EGT indication to alert the driver and sets the Hot_start_detected variable to "True”. This value returns to "False” if the engine reaches idle or if the start command changes to the "off" position (that is, if the driver orders the engine to stop).
  • the detection of the "Starting Overtemperature” event is based on the definition of a threshold value of the EGT during the start-up phase. If this limit is exceeded, then the ECU turns off the ignition, closes the fuel dispenser or FMV and maintains this configuration until the start command is set to "off".
  • the ECU then cuts the spark plugs and closes the FMV valve. Non-ignition is detected if, on the ground, the voltage supplying the spark plugs being available, the EGT did not increase several seconds after controlling the ignition.
  • the present invention relates to a method of monitoring the health status of LRU equipment (for "Line Replaceable Unit") involved in the starting capacity of a turbojet engine. This process has two missions: - detect and locate anomalies
  • the proposed process has a real advantage for airlines because, in addition to increasing the availability of the aircraft, it contributes to the satisfaction of their customers by limiting delays and cancellation of flights.
  • the subject of the invention is therefore a method for monitoring the state of health of the engine modules and the equipment involved in the starting capacity of an aircraft engine, comprising:
  • the measurement acquisition of the parameters of the engine and the aircraft said parameters affecting the starting capacity of the engine, from the measurements acquired, the extraction of specific indicators chosen for their representativity of the state of health start-up capacity, - the standardization of these indicators to put them in standard conditions, ie indicators in which the influence of context variables has been removed to keep only the influence of damage to the aircraft, the engine and its equipment, the detection of anomalies and the location of these anomalies thanks to statistical analysis tools and to the experts' knowledge of the operation of the aircraft engine, in which the indicators, thanks to the expertise of the users, can be chosen in particular from the following indicators: starter air supply pressure, opening time of the starter valve, value of the maximum acceleration of the compressor high pressure, - time to reach the maximum acceleration of the high-pressure compressor,
  • the method may further include storing, after flight, standard indicator trends to provide an estimate of the lifetime of at least one of said engine and equipment modules.
  • the location of the anomalies can notably be detected from the failures chosen from the following breakdowns: - no flow of the hydromechanical regulator or HMU, little flow of the hydro-mechanical regulator, - too much flow of the hydromechanical regulator, too much flow of the hydromechanical regulator,
  • FIG. 1 is a diagram illustrating the process implemented by the monitoring method according to the invention
  • FIG. 2 is a graph showing the amplitude of a signal from a sensor, as a function of time, before and after filtering
  • FIG. 3 is a diagram illustrating the construction of indicators useful for the present invention. DETAILED PRESENTATION OF PARTICULAR EMBODIMENTS
  • the monitoring system receives as input the measurements taken by the detectors as well as the parameters of the engine (or engines). It follows, according to the data entered, the state of deterioration of all the equipment and the engine involved in the start-up phase for the purposes of maintenance assistance.
  • the system outputs an estimate of the state of health of the equipment and the engine, a prognosis of their remaining life if a degradation is detected and a degree of confidence in the decision taken.
  • Figure 1 is a diagram illustrating the process implemented by the monitoring system according to the invention.
  • the first step of the algorithm is the acquisition of information that will allow the estimation of the health of the engine modules and its equipment involved in the ability to start.
  • the input data of this phase can be the sensor signals (such as temperatures, pressures, regimes, ...) or the discrete ones giving the threshold crossing information (such as the switch (or switch) of a valve, confirmation of ignition, obtaining the Cut Out regime) or information on the Startup configuration (such as activation of automatic mode, position of candle control).
  • all measurable information can serve as input data.
  • Table 1 gives an example of the measures to be acquired:
  • An oversampling operation provides a time base (and an index base) common to all data, allowing for more reliable processing.
  • a data filtering step is necessary to reduce the acquisition noise of some data and thus limit the detection errors and increase the accuracy as shown in Figure 2.
  • This figure represents the amplitude A of a signal from a sensor, as a function of time t, before filtering (curve 1) and after filtering (curve 2).
  • the data that requires this operation are: HP Engine Speed, EGT Temperature, and HP PS3 Compressor Output Pressure.
  • the filter used is a generic tool. The settings of the filter order and cutoff frequency are customized for each data. They were defined in the study of the smoothing tool according to the need.
  • the use of the derivative of certain signals is necessary for the detection of evolution in the signals.
  • the data requiring this operation are as follows: HP Engine Speed, HP Compressor Output Pressure, EGT Temperature.
  • the derived vector must be equivalent in size to the original vector.
  • the processing must take into account the offset produced by the derivation operation, by copying the first value of the derived vector into the first position.
  • Non-determinable measures by example: the time t2 in the case of an aborted start before closing the valve
  • NaN the time t2 in the case of an aborted start before closing the valve
  • the output data are signals, filtered or not, derived or not, which will allow the extraction of the indicators.
  • the input data specified here is the output data of the "Acquisition of Measurements" part.
  • the output data are indicators that will be used to evaluate the health status of the engine. These indicators have been defined with the experts of the engine behavior so as to be able to detect the different degradations that can prevent starting. Each indicator is significant of the state of health of one or more modules of the engine and its equipment.
  • Table 2 gives a non-exhaustive list of indicators as output data.
  • Indicators provide the following information (proposed thresholds for defining indicators are given as an example):
  • the starter's torque is therefore linked to this value. It is used to detect APU problems but also to prevent starter shaft breaks. Indeed, pressure oscillations cause jolts at the level of the tree, which then gets tired more quickly.
  • the closing time of the service valve Defined between the moment when the N2 reaches the Cut Out speed and the "closed" indication of the service valve. It detects problems of valve closing.
  • the temperature of the exhaust gas depends on the fuel / air ratio. At a given speed, the airflow is constant. Therefore, if we decrease the fuel flow the EGT will be lower and conversely if we increase the flow the EGT will be higher. If the fuel flow is really too high, the engine will not work properly and the airflow will be lower. The temperature then flies.
  • starter oil leakage results in engine oil leakage.
  • the monitoring of the engine oil consumption thus makes it possible to detect a starter sealing problem, in addition to the engine oil problems.
  • variable geometry problems by monitoring them throughout the flight. For example, a bad VSV position at startup can cause a warm start.
  • Ii indicators are sensitive to surrounding parameters such as outdoor temperature, oil temperature or external pressure. For better detection, it is therefore useful to standardize these indicators, that is to say, put them in standard conditions.
  • Normalizations are made using models that can be physical in nature.
  • a physical model of forecast used is based on the relative supply pressure.
  • the other models are of a statistical nature. They are obtained by regression of the indicators according to other indicators and environmental parameters:
  • M_PAStarD starter supply pressure
  • m_Pamb ambient pressure
  • m Tamb OAT ambient temperature
  • m_dToil_dem oil temperature at startup.
  • Standardization is used to compare flight after flight indicators under the same conditions.
  • a standardized indicator is defined as a difference, called a residual, between the actual measurements of these indicators and their estimates using a model.
  • the standardized indicator Ii will subsequently be noted.
  • the method of determining the indicators includes the following particularities: the indicators Motor deceleration rate and Maximum speed before deceleration do not undergo any modification with respect to the input data. All output data is saved.
  • the input data specified here are the output data of the "Extraction of Indicators" section. This input data is the information to judge the state of health of the engine and its equipment.
  • the output data are: • the detection state,
  • Table 3 Failure detection / localization uses the generic FDI tool. The location of the failures is based on the matrix below, defined with experts of the motor behavior. This matrix makes it possible to make the link between the indicators and the possible impairments. It gives the signatures of each monitored failure. As an example we could obtain the following matrix on the first 10 indicators and the first 15 failures:
  • the signs in Table 4 represent an estimate of the normalized indicator i in case of failure j. 0 means that the indicator is not affected by this degradation.
  • the sign "+” means that the degradation makes the indicator Nominalized is greater (respectively lower) than its expected value.
  • the input data specified here are the output data of the "Anomaly Detection and Localization" section.
  • the output data are the specified data: • the rate of change of this probability,
  • the decision tool used must return the specified data as output data. The failure is confirmed when one or more decision thresholds are reached.
  • Indicators make it possible to detect the beginnings of non-start-up or, if there are no first steps detectable by these indicators, to locate the causes of non-actual start-up.
  • the starter's torque is therefore linked to this value. She is used to detect APU problems but also to prevent starter shaft breaks. Indeed, pressure oscillations cause jolts at the level of the tree, which then gets tired more quickly.
  • This moment occurs at the start of the start and is used to detect air supply pressure or valve opening problems.
  • this duration is significant of the phase before ignition. It is therefore used to detect air pressure, starter valve, starter and torque problems in the starter motor - AGB - HP compressor. However, the only significant resisting torque is that of AGB.
  • the variation of the autorotation time "tl” does not make it possible to estimate the torque or the performance of the compressor, but that of the AGB. of the Compressor operating variations are not discernible before ignition.
  • the temperature "flies” but also a CHP pump (high pressure pump) can occur.
  • It can be defined as the time between the injection of fuel and the detection of the elevation of pressure in the chamber or between the injection and the rupture of the slope of the Co HP regime. This time monitors the state of health of the candles and injectors. However, this time may be disrupted by the presence of air in the fuel system, which is encountered in particular at the first engine bench, the first aircraft, after the exchange of a fuel URL, or even after a stop very prolonged engine (destocking).
  • N2 reached the "Cut Out” regime and the indication "closed” of the service valve. It allows to detect problems of closing of valve SAV.
  • the exhaust gas temperature depends on the fuel / air ratio. At a given speed, the airflow is constant. Therefore, if we reduce the fuel flow the EGT will be lower and, conversely, if we increase the flow the EGT will be higher. If the fuel flow is really too high, the engine will not work properly and the airflow will be lower. The temperature "flies away" then.
  • Figure 3 is a diagram illustrating the construction of the indicators.
  • the x-axis represents the time T in seconds.
  • Curve 11 shows the evolution of the speed N2 of the HP compressor.
  • Curve 12 shows the evolution of the temperature of the exhaust gas (or EGT).
  • the curve shows the evolution of the fuel flow sent to the injectors and controlled by the Fuel Metering Valve (FMV).
  • Curve 14 shows the evolution of pressure PS3 (inlet pressure of the combustion chamber).
  • the phases t1, t2 and t3 defined above are shown in the diagram of FIG. 3.
  • the ignition time tA is also indicated.
  • Table 8 relates to causes of non-starting with first fruits.
  • Table 9 relates to causes of non-starting without first-fruits.
  • a normalized indicator (called I'I, I '2, ... I' 12) is defined as a deviation, called a residual, between the actual measurements (II, 12, ... 112) of these indicators and their prediction using a model.
  • Non-determinable measures for example: time t2 in the case of an aborted start before closing the valve
  • NaN “Not a Number”.

Abstract

The invention relates to a method for monitoring the health status of the modules of the engine and the devices that affect the starting capability of an aircraft engine, including: acquiring engine and aircraft parameter measurements, said parameters affecting the starting capability of the engine, based on measurements acquired; extracting specific indicators selected because they represent the health status of the starting capability; normalising said indicators, which are set according to standard conditions, in other words, indicators in which the influence of context variables has been removed such as only to keep the influence of damage to the aircraft, the engine and the devices thereof; detecting anomalies and positioning said anomalies by means of statistical analysis tools and the knowledge of experts regarding the operation of the aircraft engine.

Description

SURVEILLANCE DE L'ETAT DE SANTE DES EQUIPEMENTS INTERVENANT DANS LA CAPACITE DE DEMARRAGE D'UN MONITORING THE HEALTH STATUS OF EQUIPMENT INVOLVED IN THE STARTING CAPACITY OF A
TURBOREACTEURTURBOJET
DESCRIPTIONDESCRIPTION
DOMAINE TECHNIQUETECHNICAL AREA
L' invention concerne la surveillance de l'état de santé des modules du moteur ou des équipements intervenant dans la capacité de démarrage d'un turboréacteur.The invention relates to the monitoring of the state of health of the engine modules or the equipment involved in the starting capacity of a turbojet engine.
ETAT DE LA TECHNIQUE ANTERIEURE Le démarrage d'un moteur d'avion est une opération qui demande la participation de nombreuses parties du moteur et de ses équipements. Il existe deux types de démarrage : le mode automatique et le mode manuel. La séquence de démarrage est cependant la même dans les deux cas :STATE OF THE PRIOR ART The starting of an aircraft engine is an operation which requires the participation of many parts of the engine and its equipment. There are two types of startup: the automatic mode and the manual mode. The boot sequence is however the same in both cases:
- alimentation des canalisations en air : par une turbine auxiliaire ou APU (pour « Auxiliary Power Unit ») , par une intercommunication de l'alimentation (ou « cross bleed » en anglais) ou par une source indépendante,- Supply of the air ducts: by an auxiliary turbine or APU (for "Auxiliary Power Unit"), by intercommunication of the supply (or "cross bleed" in English) or by an independent source,
- ouverture de la vanne SAV (pour « Starter Air Valve » en anglais) , observation de l'enroulement du compresseur haute pression ou CoHP, par le démarreur via un boîtier à engrenages ou AGB (pour « Auxiliary Gear Box » en anglais),- Opening of the valve SAV (for "Starter Air Valve" in English), observation of the winding of the high pressure compressor or CoHP, by the starter via a gearbox or AGB (for "Auxiliary Gear Box" in English),
- alimentation et claquage des bougies, - ouverture de la vanne HPSOV (pour « high pressure shut-off valve ») et injection du carburant, constatation de l'allumage et surveillance de la température des gaz d'échappement du moteur ou EGT, fermeture de la vanne SAV au régime d'auto-entraînement (dit « cut-out ») ,- feeding and breakdown of the candles, - opening of the HPSOV valve (for "high-pressure shut-off valve") and fuel injection, detection of ignition and monitoring of the exhaust gas temperature of the engine or EGT, closing the service valve at self-training (called "cut-out"),
- confirmation du ralenti,- idle confirmation,
- arrêt du claquage des bougies. De nombreux équipements entrent en fonctionnement pendant cette phase de mise en route du moteur et des moyens sont mis en œuvre pour la détection de pannes éventuelles.- Stop the breakdown of the candles. Many devices come into operation during this phase of engine startup and means are implemented for the detection of possible failures.
Le démarrage est déjà surveillé afin de vérifier son bon déroulement mais également pour préserver les autres organes du moteur en cas de problème (par exemple en cas de surchauffe) . Le pilote se doit de contrôler le retour des capteurs lors du démarrage en complément des protections et alarmes automatisées du régulateur automatique à pleine autorité redondante ou FADEC (pour « FuIl Authority Digital Engine Control » en anglais) . Ces informations sont le point de départ du système de surveillance du démarrage ou monitoring. La mesure des paramètres suivants est envoyée au pilote dans le poste de pilotage : le régime du compresseur HP ou CoHP (haute pression) : N2, le régime du compresseur BP ou CoBP (basse pression) : Nl,The start is already monitored to check its smooth running but also to preserve the other organs of the engine in case of problems (for example in case of overheating). The pilot must control the return of the sensors during start-up in addition to the automated protection and alarms of the automatic controller with full redundant authority or FADEC (for "FuIl Authority Digital Engine Control"). This information is the starting point of the monitoring system of start-up or monitoring. The measurement of the following parameters is sent to the pilot in the cockpit: the speed of the HP compressor or CoHP (high pressure): N2, the compressor speed BP or CoBP (low pressure): Nl,
- le débit de carburant : FF, la température des gaz d'échappement : EGT,- the fuel flow: FF, the exhaust gas temperature: EGT,
- la pression d'huile,- the oil pressure,
- la position de la vanne SAV, - la position de la vanne HPSOV.- the position of the service valve, - the position of the HPSOV valve.
Des alertes permettent de signaler si la pression d'huile est basse et si la température EGT est élevée .Alerts indicate whether the oil pressure is low and the EGT temperature is high.
Certaines recommandations sont faites au pilote. Ordonner l'allumage prématurément dans la séquence de démarrage (c'est-à-dire si N2 n'est pas assez élevé) peut causer un démarrage « chaud ». Si le commutateur qui contrôle la vanne SAV passe en position fermée avant que le moteur ait atteint le régime d'auto-entraînement (entre 50% et 55% de N2 selon les moteurs), il y a un risque de démarrage « chaud ». Il ne faut pas ordonner la réouverture de la vanne SAV tant que le régime N2 n'est pas en dessous de 20% sinon il y a un risque de casser l'embrayage du démarreur, appelé « crash engagement ».Some recommendations are made to the pilot. Stopping the ignition prematurely in the start sequence (ie if N2 is not high enough) can cause a "warm" start. If the switch that controls the service valve moves to the closed position before the motor has reached the auto-drive speed (between 50% and 55% of N2 depending on the engine), there is a risk of starting "hot". Do not order the re-opening of the service valve until the N2 speed is below 20% otherwise there is a risk of breaking the starter clutch, called "crash engagement".
Les conditions d' interruption du démarrage sont :The start interrupt conditions are:
- l'absence de rotation du Nl au moment de 1' allumage, - l'absence d'indication de pression d'huile avant que le moteur soit au ralenti, l'absence d'augmentation de l'EGT 10 secondes après l'injection de carburant,- the absence of rotation of the Nl at the time of the ignition, - the absence of indication of oil pressure before the engine is idling, the absence of increase of the EGT 10 seconds after the ignition fuel injection,
- l'absence ou la très faible augmentation de Nl ou N2 par rapport à l'EGT, l'EGT approchant rapidement la limite autorisée au démarrage.the absence or the very slight increase of Nl or N2 with respect to the EGT, the EGT quickly approaching the allowable limit at startup.
A cela, il faut ajouter qu'il est interdit de fonctionner avec une vanne SAV non fermée et que la batterie disponible pour l'alimentation des bougies doit être branchée à une chaîne d'allumage en état de marche .To this, it must be added that it is forbidden to operate with an unsealed service valve and that the battery available for the supply of the spark plugs must be connected to a functioning ignition chain.
Le calculateur FADEC permet un certain nombre de protections. L'alarme dite "Hot Start Alerting" permet de détecter une surchauffe lors du démarrage. Le seuil d' alerte est défini en fonction du régime N2 et de la valeur résiduelle de l'EGT. Cette borne est toujours inférieure à la "Starting EGT limit". En cas de valeur anormalement élevée, l'ECU fait clignoter l'indication EGT pour alerter le pilote et met la variable Hot_start_detected à "True". Cette valeur revient à "False" si le moteur atteint le ralenti ou si la commande de démarrage passe en position "eut off" (c'est-à-dire si le pilote ordonne l'arrêt du moteur) .The FADEC calculator allows a number of protections. The so-called "Hot Start Alerting" alarm is used to detect overheating during start-up. The alert threshold is defined according to the N2 regime and the residual value of the EGT. This bound is always less than the "Starting EGT limit". If the value is abnormally high, the ECU flashes the EGT indication to alert the driver and sets the Hot_start_detected variable to "True". This value returns to "False" if the engine reaches idle or if the start command changes to the "off" position (that is, if the driver orders the engine to stop).
La protection dite "EGT Start Overtemperature Annunciation" intervient lorsque la valeur de l'EGT au démarrage (c'est-à-dire sous le régime de ralenti) dépasse la valeur de l'EGT "Start Maintenance Limit". La variable correspondante prend alors la valeur "True".The "EGT Start Overtemperature Annunciation" protection occurs when the value of the EGT at startup (ie under the idle speed) exceeds the value of the EGT "Start Maintenance Limit". The corresponding variable then takes the value "True".
La détection de l'événement "Starting Overtemperature" est basée sur la définition d'une valeur seuil de l'EGT pendant la phase de démarrage. Si cette limite est dépassée, alors l'ECU coupe l'allumage, ferme le doseur de carburant ou FMV et maintient cette configuration tant que la commande de démarrage n'est pas positionnée sur "eut off".The detection of the "Starting Overtemperature" event is based on the definition of a threshold value of the EGT during the start-up phase. If this limit is exceeded, then the ECU turns off the ignition, closes the fuel dispenser or FMV and maintains this configuration until the start command is set to "off".
La détection de l'événement "Rollback Overtemperature" intervient lorsque le moteur est au sol et a atteint le ralenti, mais chute à moins de 50% du N2 et l'EGT franchit son seuil limite. L'ECU réagit de la même manière que pour l'événement "Starting Overtemperature" .Detection of the "Rollback Overtemperature" event occurs when the engine is on the ground and has reached idle speed, but falls below 50% of the N2 and the EGT exceeds its threshold. The ECU reacts in the same way as for the "Starting Overtemperature" event.
La protection dite "Wet Start Protection" intervient si l'allumage n'a pas lieu après un temps considéré comme raisonnable suite à l'injection de carburant. L'ECU coupe alors les bougies et ferme la vanne FMV. Le non-allumage est détecté si, au sol, la tension alimentant les bougies étant disponible, l'EGT n'a pas augmenté plusieurs secondes après avoir commandé l'allumage.The protection called "Wet Start Protection" intervenes if the ignition does not take place after a time considered reasonable following the injection of fuel. The ECU then cuts the spark plugs and closes the FMV valve. Non-ignition is detected if, on the ground, the voltage supplying the spark plugs being available, the EGT did not increase several seconds after controlling the ignition.
Des modifications ont été apportées pour améliorer la protection du moteur. Premièrement, pour prévenir les surchauffes, il est désormais impossible, au sol, au pilote d'ordonner l'allumage avant d'atteindre une valeur minimum de N2. En cas de dépassement du seuil EGT, qui est fonction du N2, l'ECU ne se contente plus d'avertir le pilote mais, toujours au sol, interrompt le démarrage. Deuxièmement, le précédent logiciel ne possède pas de logique pour les "Stall Start". Dorénavant, si la pression PS3 (pression d'entrée de la chambre de combustion) chute et que l'accélération du N2 passe sous un seuil, l'ECU interrompt le démarrage. Troisièmement, la détection du Rollback est maintenant plus sensible. Elle est active si le régime N2 chute en dessous de 54% au lieu de 50%. On voit que le démarrage d'un moteur d'avion est complexe. Les compagnies aériennes sont particulièrement intéressées par la prévention des problèmes opérationnels lors du démarrage des moteurs de leurs avions. En effet, les problèmes de démarrage provoquent des retards et annulations de vols à un moment très critique puisque l'avion est immobilisé au sol alors qu'il était prêt à partir avec tous les passagers à bord. En cas de problème de démarrage, il faut alors entreprendre des actions de recherche de panne (dite "troubleshooting" en anglais) . Pour cela, des tests sont effectués afin de localiser l'élément défaillant qui empêche le démarrage. Etant donné le nombre important de causes possibles, l'identification de la défaillance est souvent délicate et est à renouveler à chaque incident au démarrage.Modifications have been made to improve engine protection. First, to prevent overheating, it is now impossible for the pilot on the ground to order ignition before reaching a minimum value of N2. If the EGT threshold, which is a function of the N2, is exceeded, the ECU is no longer content to warn the pilot but, still on the ground, interrupts the starting. Second, the previous software does not have logic for "Stall Start". From now on, if the pressure PS3 (combustion chamber inlet pressure) drops and the acceleration of the N2 falls below a threshold, the ECU interrupts the start. Third, the detection of Rollback is now more sensitive. It is active if the N2 diet drops below 54% instead of 50%. We can see that the starting of an airplane engine is complex. Airlines are particularly interested in preventing operational problems when starting their aircraft engines. Indeed, starting problems cause delays and cancellations of flights at a very critical moment since the plane is grounded while it was ready to leave with all the passengers on board. In case of startup problem, it is then necessary to undertake troubleshooting actions (known as "troubleshooting" in English). For this, tests are performed to locate the faulty element that prevents startup. Given the large number of possible causes, the identification of the failure is often delicate and is to be repeated at each incident at startup.
EXPOSE DE L'INVENTIONSUMMARY OF THE INVENTION
Pour remédier aux inconvénients énumérés ci-dessus, la présente invention a pour objet un procédé de surveillance de l'état de santé des équipements LRU (pour « Line Replaceable Unit ») intervenant dans la capacité de démarrage d'un turboréacteur. Ce procédé a deux missions : - détecter et localiser les anomaliesTo overcome the drawbacks listed above, the present invention relates to a method of monitoring the health status of LRU equipment (for "Line Replaceable Unit") involved in the starting capacity of a turbojet engine. This process has two missions: - detect and locate anomalies
(diagnostic) afin de minimiser les retards en ciblant immédiatement les actions de maintenance sur les systèmes défaillants, sans perdre de temps dans la recherche de la provenance de la panne, anticiper les pannes (pronostic) afin d'éviter les retards et annulations de vols pour non- démarrage ou démarrage anormal .(diagnostic) to minimize delays by immediately targeting maintenance actions on failed systems, without wasting time in finding the source of the failure, Anticipate breakdowns (prognosis) in order to avoid delays and cancellations of flights for non-starting or abnormal starting.
Le procédé proposé présente un réel avantage pour les compagnies aériennes car, en plus d'augmenter la disponibilité de l'avion, il participe à la satisfaction de leurs clients en limitant les retards et annulation de vols.The proposed process has a real advantage for airlines because, in addition to increasing the availability of the aircraft, it contributes to the satisfaction of their customers by limiting delays and cancellation of flights.
L'invention a donc pour objet un procédé de surveillance de l'état de santé des modules du moteur et des équipements intervenant dans la capacité de démarrage d'un moteur d'avion, comprenant :The subject of the invention is therefore a method for monitoring the state of health of the engine modules and the equipment involved in the starting capacity of an aircraft engine, comprising:
- l'acquisition de mesure des paramètres du moteur et de l'avion, lesdits paramètres intervenant sur la capacité de démarrage du moteur, à partir des mesures acquises, l'extraction d'indicateurs spécifiques choisis pour leur représentativité de l'état de santé de la capacité de démarrage, - la normalisation de ces indicateurs pour les mettre dans des conditions standard, c'est-à-dire des indicateurs où l'on a enlevé l'influence des variables de contexte pour ne conserver que l'influence des dégradations de l'avion, du moteur et de ses équipements, la détection d'anomalies et la localisation de ces anomalies grâce à des outils d'analyse statistiques et à la connaissance des experts sur le fonctionnement du moteur d'avion, dans lequel les indicateurs, grâce à l'expertise des utilisateurs, peuvent notamment être choisis parmi les indicateurs suivants : pression d'alimentation d'air du démarreur, temps d' ouverture de la vanne de démarrage, valeur de l'accélération maximale du compresseur haute pression, - temps pour atteindre l'accélération maximale du compresseur haute pression,the measurement acquisition of the parameters of the engine and the aircraft, said parameters affecting the starting capacity of the engine, from the measurements acquired, the extraction of specific indicators chosen for their representativity of the state of health start-up capacity, - the standardization of these indicators to put them in standard conditions, ie indicators in which the influence of context variables has been removed to keep only the influence of damage to the aircraft, the engine and its equipment, the detection of anomalies and the location of these anomalies thanks to statistical analysis tools and to the experts' knowledge of the operation of the aircraft engine, in which the indicators, thanks to the expertise of the users, can be chosen in particular from the following indicators: starter air supply pressure, opening time of the starter valve, value of the maximum acceleration of the compressor high pressure, - time to reach the maximum acceleration of the high-pressure compressor,
- temps de la première phase de démarrage,- time of the first startup phase,
- temps d'allumage du moteur,- ignition time of the engine,
- temps de la deuxième phase de démarrage, - temps de fermeture de la vanne de démarrage,- time of the second starting phase, - closing time of the starter valve,
- temps de la troisième phase de démarrage,- time of the third phase of startup,
- gradient maximal de la température des gaz d'échappement, - gradient moyen de la température des gaz d' échappement,- maximum gradient of the temperature of the exhaust gas, - average gradient of the temperature of the exhaust gas,
- régime maximal avant décélération,- maximum speed before deceleration,
- temps d'arrêt du moteur.- engine stopping time.
Le procédé peut comprendre en outre la mémorisation, vol après vol, des tendances des indicateurs normalisés pour fournir une estimation de la durée de vie d'au moins l'un desdits modules de moteurs et équipements.The method may further include storing, after flight, standard indicator trends to provide an estimate of the lifetime of at least one of said engine and equipment modules.
La localisation des anomalies peut notamment être est détectée à partir des pannes choisies parmi les pannes suivantes : - pas de débit du régulateur hydromécanique ou HMU, peu de débit du régulateur hydromécanique, - trop de débit du régulateur hydromécanique, beaucoup trop de débit du régulateur hydromécanique,The location of the anomalies can notably be detected from the failures chosen from the following breakdowns: - no flow of the hydromechanical regulator or HMU, little flow of the hydro-mechanical regulator, - too much flow of the hydromechanical regulator, too much flow of the hydromechanical regulator,
- l'état de « backdriving » du démarreur, - la rupture d'arbre du démarreur pendant le démarrage du moteur,- the "backdriving" state of the starter, - the starter shaft break during the starting of the engine,
- une fuite d'huile du démarreur,an oil leakage from the starter,
- un degré défini d'usure des roulements, des aubes ou des pignons, - pas d'étincelle aux bougies lors de- a definite degree of wear on the bearings, blades or sprockets, - no spark at the candles when
1' allumage,1 'ignition,
- une panne du relais bougies,- a breakdown of the candle relay,
- un refus d' ouverture de la vanne SAV,- refusal to open the service valve,
- un refus de fermeture de la vanne SAV, - une ouverture lente de la vanne SAV,- refusal to close the service valve, - slow opening of the service valve,
- une fermeture lente de la vanne SAV, mauvaise position d'un élément à géométrie variable,- slow closing of the SAV valve, poor position of a variable geometry element,
- légère cockéfaction des injecteurs, - bouchage des injecteurs, débit insuffisant à l'allumage de la pompe HP à carburant,- slight cockroaching of the injectors, - clogging of the injectors, insufficient flow on ignition of the HP fuel pump,
- un degré d'usure interne du boîtier à engrenages, - une absence de pression à la turbine auxiliaire, une pression faible à la turbine auxiliaire,a degree of internal wear of the gearbox; an absence of pressure to the auxiliary turbine; a low pressure to the auxiliary turbine,
- un obstacle mécanique dans le compresseur basse pression, - une performance insuffisante du compresseur haute pression, une baisse de rendement de la pompe principale à carburant,a mechanical obstacle in the low-pressure compressor; insufficient performance of the high-pressure compressor; a decrease in the efficiency of the main fuel pump;
- un couple résistant trop fort dans la chaîne du boîtier à engrenages/arbre radial du rotor haute pression.a too strong resisting torque in the chain of the gearbox / radial shaft of the high pressure rotor.
BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINSBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages et particularités apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre, donnée à titre d'exemple non limitatif, accompagnée des dessins annexés parmi lesquels :The invention will be better understood and other advantages and particularities will appear on reading the following description, given by way of non-limiting example, accompanied by the appended drawings among which:
- la figure 1 est un schéma illustrant le processus mis en œuvre par le procédé de surveillance selon l'invention,FIG. 1 is a diagram illustrating the process implemented by the monitoring method according to the invention,
- la figure 2 est un graphique représentant l'amplitude d'un signal issu d'un capteur, en fonction du temps, avant et après filtrage, - la figure 3 est un diagramme illustrant la construction d'indicateurs utiles pour la présente invention . EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERSFIG. 2 is a graph showing the amplitude of a signal from a sensor, as a function of time, before and after filtering, FIG. 3 is a diagram illustrating the construction of indicators useful for the present invention. DETAILED PRESENTATION OF PARTICULAR EMBODIMENTS
Le système de surveillance selon l'invention reçoit en entrée les mesures relevées par les détecteurs ainsi que les paramètres du moteur (ou des moteurs) . Il suit, en fonction des données entrées, l'état de dégradation de l'ensemble des équipements et du moteur intervenant dans la phase de démarrage dans une optique d'aide à la maintenance. Le système délivre en sortie une estimation de l'état de santé des équipements et du moteur, un pronostic sur leur durée de vie restante si une dégradation est détectée et un degré de confiance de la décision prise.The monitoring system according to the invention receives as input the measurements taken by the detectors as well as the parameters of the engine (or engines). It follows, according to the data entered, the state of deterioration of all the equipment and the engine involved in the start-up phase for the purposes of maintenance assistance. The system outputs an estimate of the state of health of the equipment and the engine, a prognosis of their remaining life if a degradation is detected and a degree of confidence in the decision taken.
La figure 1 est un schéma illustrant le processus mis en œuvre par le système de surveillance selon l'invention.Figure 1 is a diagram illustrating the process implemented by the monitoring system according to the invention.
Dans ce qui suit, on va présenter l'architecture fonctionnelle de l'algorithme.In what follows, we will present the functional architecture of the algorithm.
1- Acquisitions des mesures La première étape de l'algorithme est l'acquisition des informations qui permettront d'estimer l'état de santé des modules du moteur et de ses équipements entrant en jeu dans la capacité à démarrer . Les données d'entrées de cette phase peuvent être les signaux de capteurs (comme des températures, des pressions, des régimes, ...) ou des discrets donnant l'information de franchissement de seuil (comme la commutation (ou switch) d'une vanne, la confirmation de l'allumage, l'obtention du régime de Cut Out) ou encore des informations sur la configuration du démarrage (comme l'activation du mode automatique, la position de la commande des bougies) . D'une manière générale, toutes les informations mesurables peuvent servir de données d'entrées.1- Measurement Acquisitions The first step of the algorithm is the acquisition of information that will allow the estimation of the health of the engine modules and its equipment involved in the ability to start. The input data of this phase can be the sensor signals (such as temperatures, pressures, regimes, ...) or the discrete ones giving the threshold crossing information (such as the switch (or switch) of a valve, confirmation of ignition, obtaining the Cut Out regime) or information on the Startup configuration (such as activation of automatic mode, position of candle control). In general, all measurable information can serve as input data.
Le tableau 1 donne un exemple des mesures à acquérir :Table 1 gives an example of the measures to be acquired:
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Tableau 1Table 1
1.1- Outils d'acquisition des mesures1.1- Measurement acquisition tools
Concernant la validité de la base de données d'entrée, seule la base d'entrée est actuellement vérifiée, les erreurs survenant lors des calculs ayant été considérées inexistantes. Une opération de sur-échantillonnage permet d'obtenir une base de temps (et une base indicielle) commune à toutes les données, cela permettant un traitement plus fiable.Regarding the validity of the input database, only the entry database is currently checked, the errors occurring during the calculations being considered non-existent. An oversampling operation provides a time base (and an index base) common to all data, allowing for more reliable processing.
Dans le cadre de cet algorithme, il est considéré que l'ensemble des données présentes dans le boîtier sera acquis à la fréquence d'échantillonnage maximale du FADEC, soit toutes les HTR, avec 1 HTR = 15 millisecondes .In the context of this algorithm, it is considered that all the data present in the box will be acquired at the sampling frequency maximum of the FADEC, ie all HTRs, with 1 HTR = 15 milliseconds.
Une étape de filtrage des données est nécessaire pour réduire les bruits d'acquisition de certaines données et ainsi limiter les erreurs de détection et augmenter la précision comme l'illustre la figure 2. Cette figure représente l'amplitude A d'un signal issu d'un capteur, en fonction du temps t, avant filtrage (courbe 1) et après filtrage (courbe 2) . Les données nécessitant cette opération sont les suivantes : Régime HP moteur, Température EGT et pression de sortie du compresseur HP PS3. Le filtre utilisé est un outil générique. Les réglages de l'ordre du filtre et de la fréquence de coupure sont personnalisés à chaque donnée. Ils ont été définis dans l'étude de l'outil de lissage en fonction du besoin.A data filtering step is necessary to reduce the acquisition noise of some data and thus limit the detection errors and increase the accuracy as shown in Figure 2. This figure represents the amplitude A of a signal from a sensor, as a function of time t, before filtering (curve 1) and after filtering (curve 2). The data that requires this operation are: HP Engine Speed, EGT Temperature, and HP PS3 Compressor Output Pressure. The filter used is a generic tool. The settings of the filter order and cutoff frequency are customized for each data. They were defined in the study of the smoothing tool according to the need.
L'utilisation de la dérivée de certains signaux est nécessaire pour la détection d'évolution dans les signaux. Les données nécessitant cette opération sont les suivantes : Régime HP moteur, Pression de sortie du compresseur HP, Température EGT. Le vecteur dérivé doit être de dimension équivalente au vecteur d'origine. De plus, le traitement doit prendre en compte le décalage produit par l'opération de dérivation, en recopiant la première valeur du vecteur dérivé en première position.The use of the derivative of certain signals is necessary for the detection of evolution in the signals. The data requiring this operation are as follows: HP Engine Speed, HP Compressor Output Pressure, EGT Temperature. The derived vector must be equivalent in size to the original vector. In addition, the processing must take into account the offset produced by the derivation operation, by copying the first value of the derived vector into the first position.
1.2- Enregistrement des mesures1.2- Recording of measurements
La base de données brute ainsi que les résultats d'extraction et d'estimation sont sauvegardés. Les mesures non déterminables (par exemple : le temps t2 dans le cas d'un démarrage avorté avant la fermeture de la vanne) sont notées « NaN » pour « Not a Number ».The raw database as well as the extraction and estimation results are saved. Non-determinable measures (by example: the time t2 in the case of an aborted start before closing the valve) are noted "NaN" for "Not a Number".
Les données de sorties sont des signaux, filtrés ou non, dérivés ou non, qui vont permettre l'extraction des indicateurs. 2- Extraction des indicateursThe output data are signals, filtered or not, derived or not, which will allow the extraction of the indicators. 2- Extraction of the indicators
Les données d'entrées spécifiées ici sont les données de sortie de la partie « Acquisition des mesures ».The input data specified here is the output data of the "Acquisition of Measurements" part.
Les données de sorties sont des indicateurs qui permettront d'évaluer l'état de santé du moteur. Ces indicateurs ont été définis avec les experts du comportement moteur de manière à pouvoir détecter les différentes dégradations qui peuvent empêcher le démarrage. Chaque indicateur est significatif de l'état de santé d'un ou plusieurs modules du moteur et de ses équipements .The output data are indicators that will be used to evaluate the health status of the engine. These indicators have been defined with the experts of the engine behavior so as to be able to detect the different degradations that can prevent starting. Each indicator is significant of the state of health of one or more modules of the engine and its equipment.
Le tableau 2 ci-dessous donne une liste non exhaustive des indicateurs en tant que données de sortie .Table 2 below gives a non-exhaustive list of indicators as output data.
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Tableau 2Table 2
Les indicateurs fournissent les informations suivantes (les seuils proposés pour définir les indicateurs sont donnés à titre d'exemple) :Indicators provide the following information (proposed thresholds for defining indicators are given as an example):
• II - La pression d'alimentation d'air :• II - The air supply pressure:
Elle donne la puissance au démarreur. Le couple du démarreur est donc lié à cette valeur. Elle sert à détecter des problèmes d'APU mais aussi de prévenir des ruptures d'arbre démarreur. En effet, des oscillations de pression provoquent des à-coups au niveau de l'arbre qui se fatigue alors plus vite.It gives the power to the starter. The starter's torque is therefore linked to this value. It is used to detect APU problems but also to prevent starter shaft breaks. Indeed, pressure oscillations cause jolts at the level of the tree, which then gets tired more quickly.
• 12 - Le temps pour vaincre la marge d'effort à l'ouverture de la vanne SAV :• 12 - The time to overcome the margin of effort when opening the service valve:
II peut être défini entre l'ordre d'ouverture et le moment où le capteur de position passe à Vrai. Il détecte des problèmes de pression d'alimentation d'air ou d'ouverture vanne de démarrage. • 13 et 14 - Le point de coordonnée de l'accélération maximale du moteur : Cet instant a lieu au début du démarrage et sert à détecter des problèmes de pression d'alimentation d'air ou d'ouverture de vanne.It can be defined between the opening order and the moment when the position sensor changes to True. It detects air supply pressure problems or opening start valve. • 13 and 14 - The coordinate point of the maximum motor acceleration: This moment occurs at the start of the start and is used to detect air supply pressure or valve opening problems.
• 15 - Le temps "tl" de la phase de démarrage : Défini par exemple de 0 à 20% du régime maximal du Co HP, ce temps est significatif de la phase avant l'allumage. Il sert donc à détecter des problèmes de pression d'air, de vanne de démarrage, de démarreur et de compresseur HP. • 16 - Le temps d'allumage :• 15 - The time "tl" of the start phase: Defined for example from 0 to 20% of the maximum speed of Co HP, this time is significant of the phase before ignition. It is therefore used to detect air pressure, starter valve, starter and HP compressor problems. • 16 - The ignition time:
II peut être défini entre l'injection de carburant et la détection de l'élévation de pression dans la chambre ou entre l'injection et la rupture de pente du régime du Co HP. Ce temps surveille l'état de santé des bougies et des injecteurs.It can be defined between the injection of fuel and the detection of the elevation of pressure in the chamber or between the injection and the rupture of the slope of the Co HP regime. This time monitors the state of health of the candles and injectors.
• 17 - Le temps "t2" de la phase de démarrage :• 17 - The time "t2" of the start phase:
Défini par exemple de 30% du régime HP et la Cut Out, ce temps correspond à la phase où le démarreur et la combustion participent à l'accélération du moteur. Il détecte donc des problèmes d'alimentation d'air, de démarreur, de compresseur HP, de géométries variables et de circuit carburant comme le régulateur hydromécanique ou HMU (pour « HydroMechanical Unit ») .Defined for example by 30% of the HP speed and the Cut Out, this time corresponds to the phase where the starter and the combustion participate in the acceleration of the engine. It thus detects air supply, starter, HP compressor, variable geometry and fuel system problems such as the hydromechanical regulator or HMU (for "HydroMechanical Unit").
• 18 - Le temps de fermeture de la vanne SAV : Défini entre l'instant où le N2 a atteint le régime de Cut Out et l'indication "fermé" de la vanne SAV. Il détecte des problèmes de fermeture de vanne SAV.• 18 - The closing time of the service valve: Defined between the moment when the N2 reaches the Cut Out speed and the "closed" indication of the service valve. It detects problems of valve closing.
• 19 - Le temps "t3" de la phase de démarrage : Défini de la Cut Out à un régime de sous ralenti (par exemple 98% du ralenti minimal), cette phase correspond à la fin du démarrage. A la Cut Out, le démarreur se désaccouple et ne participe plus à l'entraînement du moteur. Il sert à détecter des problèmes de circuit carburant et de compresseur HP. • IIP et 111 - Les gradients de température :• 19 - The time "t3" of the start phase: Defined from the Cut Out at an idle speed (for example 98% of the minimum idle), this phase corresponds to the end of the start. At the Cut Out, the starter disconnects and no longer participates in the motor drive. It is used to detect fuel system and HP compressor problems. • IIP and 111 - Temperature gradients:
La température des gaz d'échappement dépend du rapport Carburant/ Air. A un régime donné, le flux d'air est constant. Donc, si l'on diminue le débit carburant l'EGT sera plus faible et inversement si l'on augmente le débit l'EGT sera plus élevée. Si le débit carburant est vraiment trop important, le moteur ne fonctionnera pas correctement et le flux d' air sera plus faible. La température s'envole alors.The temperature of the exhaust gas depends on the fuel / air ratio. At a given speed, the airflow is constant. Therefore, if we decrease the fuel flow the EGT will be lower and conversely if we increase the flow the EGT will be higher. If the fuel flow is really too high, the engine will not work properly and the airflow will be lower. The temperature then flies.
• 112 - Régime maximal avant décélération : Cet indicateur permet de savoir à quel régime le moteur a eu un problème qui l'a fait stagner ou décélérer.• 112 - Maximum speed before deceleration: This indicator shows which engine speed has had a problem that caused it to stagnate or decelerate.
• 113 - Le temps d'arrêt du moteur :• 113 - The engine stopping time:
Défini entre le moment ou le pilote donne l'ordre de couper le moteur et un seuil bas sur le régime HP (exemple : 5% ou 2%) , ce temps sert à estimer le couple résistant du compresseur HP.Defined between the moment when the driver gives the order to shut down the engine and a low threshold on the HP speed (example: 5% or 2%), this time is used to estimate the resistance torque of the HP compressor.
D'autres indicateurs, définis pour la surveillance d'autres fonctions que la capacité à démarrer peuvent néanmoins être utilisés pour la localisation et la prédiction d'incidents au démarrage. Voici un exemple de nouveaux indicateurs :Other indicators, defined for the monitoring of other functions than the ability to start can nevertheless be used for locating and predicting incidents at startup. Here is an example of new indicators:
• Le régime HP à de l'ouverture de la HPSOV : Permet de surveiller le rendement de la pompe à carburant principale. Cet indicateur est surtout utile pour garantir le redémarrage en vol mais une pompe dégradée peut aussi empêcher le démarrage au sol. On peut se référer à ce sujet à la demande de brevet français déposée sous le numéro d'enregistrement 07 08099 et intitulée « Surveillance d'une pompe haute pression dans un circuit d'alimentation en carburant d'une turbomachine ».• The HPSOV opening HP regime: Allows you to monitor the performance of the main fuel pump. This indicator is especially useful to guarantee the restart in flight but a degraded pump can also prevent the ground start. Reference may be made to this subject in the French patent application filed under the registration number 07 08099 and entitled "Monitoring of a high-pressure pump in a fuel supply circuit of a turbomachine".
• Les vibrations du démarreur via le capteur de l'AGB L' accéléromètre donnera des indications sur la transmission de puissance (AGB, TGB) mais aussi sur les vibrations du démarreur. Elles permettent de détecter des dégradations internes (perte d'aube, usure de roulement, pignons abîmés, usure embrayage) . • La consommation d'huile• Starter vibration via the AGB sensor The accelerometer will give indications on the power transmission (AGB, TGB) but also on the vibrations of the starter. They make it possible to detect internal deteriorations (loss of blade, bearing wear, damaged gears, clutch wear). • Oil consumption
Dans les lubrifications partagées, une fuite d'huile du démarreur se traduit par une fuite d'huile du moteur. La surveillance de la consommation d'huile moteur permet donc de détecter un problème d'étanchéité du démarreur, en plus des problèmes d'huile moteur.In shared lubrication, starter oil leakage results in engine oil leakage. The monitoring of the engine oil consumption thus makes it possible to detect a starter sealing problem, in addition to the engine oil problems.
• La position des géométries variables• The position of variable geometries
Permet de détecter des problèmes de géométrie variables en les surveillant tout au long du vol. Par exemple, une mauvaise position des VSV au démarrage peut engendrer un démarrage chaud.Detects variable geometry problems by monitoring them throughout the flight. For example, a bad VSV position at startup can cause a warm start.
• Les températures des sondes EGT• The temperatures of the EGT probes
Permet de détecter des problèmes d' injecteurs . En cas de cokéfaction, la répartition de la température ne sera plus homogène sur les quatre sondes. La sonde en face de l'injecteur cokéfié sera plus froide que d'habitude et les trois autres un peu plus chaudes.Used to detect injector problems. In case of coking, the temperature distribution will no longer be homogeneous on the four probes. The probe in front of the coked injector will be colder than usual and the other three a little warmer.
La majorité des indicateurs Ii sont sensibles aux paramètres environnants comme la température extérieure, la température d'huile ou encore la pression extérieure. Pour une meilleure détection, il est donc utile de normaliser ces indicateurs, c'est-à-dire, les mettre dans des conditions standard.The majority of Ii indicators are sensitive to surrounding parameters such as outdoor temperature, oil temperature or external pressure. For better detection, it is therefore useful to standardize these indicators, that is to say, put them in standard conditions.
Les normalisations sont faites à l'aide de modèles qui peuvent être de nature physique. Un modèle physique de prévision utilisé est basé sur la pression d'alimentation relative. Il existe aussi un abaque, établi pour le turboréacteur CFM56-5C, donnant en fonction de la pression et de la température ambiante ainsi que du degré d'usure, les pressions absolues et températures attendues en sortie d'APU. Les autres modèles sont de nature statistique. Ils sont obtenus par régression des indicateurs en fonction des autres indicateurs et de paramètres d'environnement :Normalizations are made using models that can be physical in nature. A physical model of forecast used is based on the relative supply pressure. There is also an abacus, established for the turbojet engine CFM56-5C, giving depending on the pressure and the ambient temperature and the degree of wear, the absolute pressures and temperatures expected at the APU output. The other models are of a statistical nature. They are obtained by regression of the indicators according to other indicators and environmental parameters:
M_PAStarD : pression d'alimentation du démarreur, m_Pamb : pression ambiante, m Tamb : température ambiante dite OATM_PAStarD: starter supply pressure, m_Pamb: ambient pressure, m Tamb: OAT ambient temperature
(pour « Outside Air Température ») , m_dToil_dem : température d'huile au démarrage .(for "Outside Air Temperature"), m_dToil_dem: oil temperature at startup.
2.1 Normalisation des indicateurs : La normalisation sert à pouvoir comparer les indicateurs vols après vols dans les mêmes conditions .2.1 Standardization of indicators: Standardization is used to compare flight after flight indicators under the same conditions.
Un indicateur normalisé est défini comme un écart, appelé résidu, entre les mesures réelles de ces indicateurs et leurs estimations à l'aide d'un modèle. On notera par la suite I'i l'indicateur Ii normalisé.A standardized indicator is defined as a difference, called a residual, between the actual measurements of these indicators and their estimates using a model. The standardized indicator Ii will subsequently be noted.
La méthode de détermination des indicateurs comprend les particularités suivantes : les indicateurs Régime de décélération moteur et Régime maximal avant décélération ne subissent aucune modification par rapport aux données d' entrée . L'ensemble des données de sortie est sauvegardé .The method of determining the indicators includes the following particularities: the indicators Motor deceleration rate and Maximum speed before deceleration do not undergo any modification with respect to the input data. All output data is saved.
3- Détection d'anomalies et localisation3- Detection of anomalies and localization
Les données d'entrée spécifiées ici sont les données de sortie de la partie « Extraction des indicateurs ». Ces données d'entrées constituent l'information pour juger de l'état de santé du moteur et de ses équipements.The input data specified here are the output data of the "Extraction of Indicators" section. This input data is the information to judge the state of health of the engine and its equipment.
Les données de sortie sont : • l'état de détection,The output data are: • the detection state,
• la confiance de la détection,• the confidence of the detection,
• La probabilité de panne de chaque équipement (localisation) .• The probability of failure of each device (location).
Les caractéristiques des données de sortie sont données par l'outil générique FDI pour « Failure Détection and Identification ». On peut se référer à ce sujet à la demande de brevet français déposée sous le numéro d'enregistrement 08 58609 et intitulée « Identification de défaillance dans un moteur d'aéronef ». Le tableau 3 ci-dessous expose les principales défaillances surveillées par l'algorithme de monitoring. Ces dégradations sont les incidents les plus fréquents qui impactent la capacité à démarrage d'un turboréacteur.The characteristics of the output data are given by the generic FDI tool for "Failure Detection and Identification ". One can refer to this subject to the French patent application filed under the registration number 08 58609 and entitled "Identification of failure in an aircraft engine". Table 3 below shows the main failures monitored by the monitoring algorithm. These degradations are the most frequent incidents that impact the starting capacity of a turbojet engine.
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Tableau 3 La détection/localisation de défaillance utilise l'outil générique FDI. La localisation des défaillances se base sur la matrice ci dessous, définie avec des experts du comportement moteur. Cette matrice permet de faire le lien entre les indicateurs et les dégradations possibles. Elle donne les signatures de chaque panne surveillée. A titre d'exemple on pourrait obtenir la matrice suivante sur les 10 premiers indicateurs et les 15 premières pannes :Table 3 Failure detection / localization uses the generic FDI tool. The location of the failures is based on the matrix below, defined with experts of the motor behavior. This matrix makes it possible to make the link between the indicators and the possible impairments. It gives the signatures of each monitored failure. As an example we could obtain the following matrix on the first 10 indicators and the first 15 failures:
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Tableau 4Table 4
Les signes du tableau 4 représentent une estimation de l'indicateur normalisé i en cas de panne j. 0 signifie que l'indicateur n'est pas affecté par cette dégradation. Le signe «+» (respectivement «-») signifie que la dégradation fait que l'indicateur nomalisé est supérieur (respectivement inférieur) à sa valeur attendue.The signs in Table 4 represent an estimate of the normalized indicator i in case of failure j. 0 means that the indicator is not affected by this degradation. The sign "+" (respectively "-") means that the degradation makes the indicator Nominalized is greater (respectively lower) than its expected value.
Le résultat produit par l'indicateur « Régime de décélération moteur » est utilisé pour confirmer des cas de non-démarrage ou de rupture d'arbre démarreur.The result produced by the "Motor deceleration rate" indicator is used to confirm cases of starter starter failure or starter failure.
L'ensemble des données est sauvegardé.All data is saved.
4- Décision et pronostic Les données d'entrées spécifiées ici sont les données de sortie de la partie « Détection d'anomalie et localisation ».4- Decision and Prognosis The input data specified here are the output data of the "Anomaly Detection and Localization" section.
Les données de sortie sont les données spécifiées : • la vitesse d'évolution de cette probabilité,The output data are the specified data: • the rate of change of this probability,
• le pronostic du temps de vie restant estimé,• the prognosis of the estimated remaining life time,
• la précision du pronostic (intervalle de confiance à 99%) .• the accuracy of the prognosis (99% confidence interval).
L'outil de décision utilisé doit retourner les données spécifiées en données de sortie. La défaillance est confirmée lorsqu'un ou plusieurs seuils de décision sont atteints.The decision tool used must return the specified data as output data. The failure is confirmed when one or more decision thresholds are reached.
5- Exemple d'application de l'invention à un turboréacteur Dans cet exemple d'application, on va considérer des URL (Unités Remplaçables en Ligne appelées « Line Replaceable Units » ou LRU en anglais) susceptibles de contribuer au nouveau démarrage d'un turboréacteur. Le tableau 5, ci-dessous, regroupe un certain nombre d'URL. D'autres URL ou modules moteur pourraient contribuer au non-démarrage, mais elles ne figurent pas dans ce tableau. C'est le cas notamment de la pompe principale à carburant, des boucles locales et de la cinématique AGB-Core HP (question : comment peut- on traduire core HP en français ?) . Cependant, les causes de non-démarrage indiquées dans le tableau 5 en regard des URL retenues représentent environ 80% des occurrences de non-démarrage observées en service.5-Example Application of the Invention to a Turbojet In this application example, we will consider URLs (Replaceable Units Online called "Line Replaceable Units" or LRU in English) likely to contribute to the new start of a turbojet engine. Table 5, below, contains a number of URLs. Other URLs or engine modules could contribute to non-startup, but they are not included in this table. This is the case for the main fuel pump, local loops and the AGB-Core HP kinematics (question: how can you translate HP core into French?). However, the causes of non-start-up shown in Table 5 against the selected URLs represent approximately 80% of non-start-up occurrences observed in service.
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Tableau 5Table 5
Certaines de ces pannes peuvent être anticipées grâce à des signes avant coureurs ou prémices. Celles-ci figurent dans le tableau n°6. Quant aux autres il n'est pas possible de les détecter avant occurrence de non-démarrage.Some of these failures can be anticipated by warning signs or firstfruits. These are shown in Table 6. As for the others it is not possible to detect them before the occurrence of non-starting.
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* Très peu d'effet sur les performances et les indicateurs envisagés ci-dessous .* Very little effect on the performance and indicators envisaged below.
Tableau 6Table 6
Des indicateurs permettent de détecter les prémices de non-démarrage ou, s'il n'existe pas de prémices décelables par ces indicateurs, de localiser les causes de non-démarrage avéré.Indicators make it possible to detect the beginnings of non-start-up or, if there are no first steps detectable by these indicators, to locate the causes of non-actual start-up.
• II - Pression d' alimentation d' air :• II - Air supply pressure:
Elle donne la puissance au démarreur. Le couple du démarreur est donc lié à cette valeur. Elle sert à détecter des problèmes d'APU mais aussi de prévenir des ruptures d'arbre démarreur. En effet, des oscillations de pression provoquent des à-coups au niveau de l'arbre qui se fatigue alors plus vite.It gives the power to the starter. The starter's torque is therefore linked to this value. She is used to detect APU problems but also to prevent starter shaft breaks. Indeed, pressure oscillations cause jolts at the level of the tree, which then gets tired more quickly.
• 12 - Temps pour vaincre la marge d'effort à l'ouverture de la vanne SAV :• 12 - Time to overcome the margin of effort when opening the SAV valve:
II peut être défini entre l'ordre d'ouverture et le moment où le capteur de position passe à Vrai. Il détecte des problèmes de pression d'alimentation d'air ou d'ouverture de la vanne de démarrage .It can be defined between the opening order and the moment when the position sensor changes to True. It detects problems of air supply pressure or opening of the starter valve.
• 13 et 14 - Point de coordonnée de l'accélération maximale du moteur :• 13 and 14 - Coordinate point of maximum motor acceleration:
Cet instant a lieu au début du démarrage et sert à détecter des problèmes de pression d'alimentation d'air ou d'ouverture de vanne.This moment occurs at the start of the start and is used to detect air supply pressure or valve opening problems.
• 15 - Durée de la phase "tl" de démarrage, dite temps d' autorotation :• 15 - Duration of the "tl" start phase, called the autorotation time:
Défini par exemple de 0 à 20% du régime maximal du Co HP, cette durée est significative de la phase avant l'allumage. Elle sert donc à détecter des problèmes de pression d'air, de vanne de démarrage, de démarreur et de couple résistant dans la chaîne cinématique démarreur - AGB - compresseur HP. Cependant, le seul couple résistant significatif est celui de 1 'AGB . La variation de la durée "tl" d' autorotation ne permet pas d'estimer le couple ou la performance du compresseur, mais celui de l'AGB. Des variations de fonctionnement du compresseur ne sont pas discernables avant l'allumage. La température "s'envole" mais aussi un pompage CHP (pompe haute pression) peut se produire.Defined for example from 0 to 20% of the maximum speed of Co HP, this duration is significant of the phase before ignition. It is therefore used to detect air pressure, starter valve, starter and torque problems in the starter motor - AGB - HP compressor. However, the only significant resisting torque is that of AGB. The variation of the autorotation time "tl" does not make it possible to estimate the torque or the performance of the compressor, but that of the AGB. of the Compressor operating variations are not discernible before ignition. The temperature "flies" but also a CHP pump (high pressure pump) can occur.
• 16 - Temps d' allumage :• 16 - Ignition time:
II peut être défini comme la durée entre l'injection de carburant et la détection de l'élévation de pression dans la chambre ou entre l'injection et la rupture de pente du régime du Co HP. Ce temps surveille l'état de santé des bougies et des injecteurs. Cependant ce temps peut-être perturbé par la présence d' air dans le circuit carburant, ce qui se rencontre notamment à la première mise au banc du moteur, au premier avionnage, après l'échange d'un URL carburant, voire après un arrêt très prolongé du moteur (destockage) .It can be defined as the time between the injection of fuel and the detection of the elevation of pressure in the chamber or between the injection and the rupture of the slope of the Co HP regime. This time monitors the state of health of the candles and injectors. However, this time may be disrupted by the presence of air in the fuel system, which is encountered in particular at the first engine bench, the first aircraft, after the exchange of a fuel URL, or even after a stop very prolonged engine (destocking).
• 17 - Durée de la phase "t2" de démarrage : Définie par exemple de 30% du régime HP et la "Cut Out" (débrayage du démarreur) , cette durée correspond à la phase où le démarreur et la combustion participent à l'accélération du moteur. Elle permet donc de détecter des problèmes d'alimentation d'air, de démarreur, de compresseur HP, de géométries variables et de circuit carburant comme le HMU (régulateur hydromécanique) .• 17 - Duration of the "t2" start phase: Defined for example by 30% of the HP speed and the "Cut Out" (starter release), this duration corresponds to the phase in which the starter and combustion participate in the engine acceleration. It thus makes it possible to detect air supply, starter, HP compressor, variable geometry and fuel system problems such as the HMU (hydromechanical regulator).
• 18 - Temps de fermeture de la vanne SAV : Défini par la durée entre l'instant où le• 18 - Close time of the service valve: Defined by the time between the moment when the valve
N2 a atteint le régime de "Cut Out" et l'indication "fermé" de la vanne SAV. Il permet de détecter des problèmes de fermeture de vanne SAV.N2 reached the "Cut Out" regime and the indication "closed" of the service valve. It allows to detect problems of closing of valve SAV.
• 19 - Durée de la phase "t3" de démarrage : Définie par la durée entre la "Cut Out" et l'atteinte d'un régime de sous-ralenti (par exemple 98% du ralenti minimal) , cette phase correspond à la fin du démarrage. A la "Cut Out", le démarreur se désaccouple et ne participe plus à l'entraînement du moteur. 19 sert à détecter des problèmes de circuit carburant et de compresseur HP.• 19 - Duration of the "t3" start phase: Defined by the time between the "Cut Out" and the attainment of an under-idle speed (for example 98% of the minimum idle speed), this phase corresponds to the end of the start. At the "Cut Out", the starter disconnects and no longer participates in the motor drive. 19 is used to detect fuel system and HP compressor problems.
• IIP et 111 - Gradients maximal et moyen de température : La température des gaz d'échappement dépend du rapport Carburant/ Air. A un régime donné, le flux d'air est constant. Donc, si l'on diminue le débit carburant l'EGT sera plus faible et, inversement, si l'on augmente le débit l'EGT sera plus élevée. Si le débit carburant est vraiment trop important, le moteur ne fonctionnera pas correctement et le flux d' air sera plus faible. La température "s'envole" alors.• IIP and 111 - Maximum and average temperature gradients: The exhaust gas temperature depends on the fuel / air ratio. At a given speed, the airflow is constant. Therefore, if we reduce the fuel flow the EGT will be lower and, conversely, if we increase the flow the EGT will be higher. If the fuel flow is really too high, the engine will not work properly and the airflow will be lower. The temperature "flies away" then.
• 112 - Temps d'arrêt du moteur : Défini par la durée entre le moment ou le pilote donne l'ordre de couper le moteur et un seuil bas sur le régime HP (exemple : 5% ou 2%) , ce temps sert à estimer le couple résistant du compresseur HP.• 112 - Engine stop time: Defined by the time between the moment when the pilot gives the order to shut down the engine and a low threshold on the HP speed (example: 5% or 2%), this time is used to estimate the resistance torque of the HP compressor.
Les indicateurs sont résumés dans le tableau 7 ci-dessous : éférence Indicateurs Signification indicateursThe indicators are summarized in Table 7 below: Reference Indicators Meaning indicators
II 'ression d'alimentation d'air du démarreurStarter air supply pressure
12 Temps « ouverture » de la vanne de démarrage12 "Opening" time of the starter valve
13 Valeur de l'accélération maximale du Co HP13 Value of the maximum acceleration of the HP Co
14 Temps pour atteindre accélération max du Co HP14 Time to achieve HP Co's max acceleration
15 Durée lere phase de démarrage15 Duration 1st start phase
16 Temps d'allumage du moteur16 Engine ignition time
17 Durée 2eme phase de démarrage17 Duration 2 nd start-up phase
18 Temps de fermeture de la vanne de démarrage18 Closing time of the start valve
19 Durée 3eme phase de démarrage19 Duration 3 rd startup phase
110 Gradient maximal de la température des gaz d'échappement110 Maximum gradient of exhaust gas temperature
111 Gradient moyen de la température des gaz d'échappement111 Average gradient of exhaust gas temperature
112 Temps d' arrêt du moteur112 Engine stop time
Tableau 7Table 7
La figure 3 est un diagramme illustrant la construction des indicateurs. L'axe des abscisses représente le temps T en secondes. La courbe 11 montre l'évolution de la vitesse N2 du compresseur HP. La courbe 12 montre l'évolution de la température des gaz d'échappement (ou EGT) . La courbe montre l'évolution du débit de carburant envoyé aux injecteurs et contrôlé par le doseur de carburant ou FMV (pour « Fuel Metering Valve ») . La courbe 14 montre l'évolution de la pression PS3 (pression d'entrée de la chambre de combustion) .Figure 3 is a diagram illustrating the construction of the indicators. The x-axis represents the time T in seconds. Curve 11 shows the evolution of the speed N2 of the HP compressor. Curve 12 shows the evolution of the temperature of the exhaust gas (or EGT). The curve shows the evolution of the fuel flow sent to the injectors and controlled by the Fuel Metering Valve (FMV). Curve 14 shows the evolution of pressure PS3 (inlet pressure of the combustion chamber).
Les phases tl, t2 et t3 définies plus haut son indiquées sur le diagramme de la figure 3. Le temps d'allumage tA est également indiqué.The phases t1, t2 and t3 defined above are shown in the diagram of FIG. 3. The ignition time tA is also indicated.
Les deux tableaux qui suivent sont relatifs à deux utilisations des indicateurs. Le tableau 8 se rapporte à des causes de non-démarrage avec prémices. Le tableau 9 se rapporte à des causes de non-démarrage sans prémices. Un indicateur normalisé (appelé I'I, I' 2,... I' 12) est défini comme un écart, appelé résidu, entre les mesures réelles (II, 12, ... 112) de ces indicateurs et leur prévision à l'aide d'un modèle.The following two tables relate to two uses of indicators. Table 8 relates to causes of non-starting with first fruits. Table 9 relates to causes of non-starting without first-fruits. A normalized indicator (called I'I, I '2, ... I' 12) is defined as a deviation, called a residual, between the actual measurements (II, 12, ... 112) of these indicators and their prediction using a model.
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* à iso-température Tableau 8 * at iso-temperature Table 8
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Tableau 9Table 9
Les signes des tableaux 8 et 9 représentent une évolution de l'indicateur I par rapport à la valeur prévue en cas de dégradation. 0 signifie que l'indicateur n'est pas affecté par cette dégradation. Le signe «+» (respectivement «-») signifie que la dégradation fait que l'indicateur est supérieurThe signs in Tables 8 and 9 represent an evolution of the indicator I compared to the expected value in case of degradation. 0 means that the indicator is not affected by this degradation. The sign "+" (respectively "-") means that the degradation makes the indicator is superior
10 (respectivement inférieur) à sa valeur prévue.10 (respectively lower) than its predicted value.
Les mesures non déterminables (par exemple : le temps t2 dans le cas d'un démarrage avorté avant la fermeture de la vanne) sont notées « NaN » pour « Not a Number ». Non-determinable measures (for example: time t2 in the case of an aborted start before closing the valve) are marked "NaN" for "Not a Number".

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de surveillance de l'état de santé des modules du moteur et des équipements intervenant dans la capacité de démarrage d'un moteur d'avion, comprenant :A method for monitoring the health status of engine modules and equipment involved in the starting capacity of an aircraft engine, comprising:
- l'acquisition de mesures des paramètres du moteur et de l'avion, lesdits paramètres intervenant sur la capacité de démarrage du moteur, - à partir des mesures acquises, l'extraction d'indicateurs spécifiques choisis pour leur représentativité de l'état de santé de la capacité de démarrage,the acquisition of measurements of the parameters of the engine and of the aircraft, said parameters affecting the starting capacity of the engine; from the measurements acquired, the extraction of specific indicators chosen for their representativity of the state of health of start-up capacity,
- la normalisation de ces indicateurs pour les mettre dans des conditions standard, c'est-à-dire des indicateurs où l'on a enlevé l'influence des variables de contexte pour ne conserver que l'influence des dégradations de l'avion, du moteur et de ses équipements, - la détection d'anomalies et la localisation de ces anomalies grâce à des outils d'analyse statistique et à la connaissance des experts sur le fonctionnement du moteur d'avion, dans lequel lesdits indicateurs sont choisis parmi les indicateurs suivants : pression d'alimentation d'air du démarreur, temps d' ouverture de la vanne de démarrage, - valeur de l'accélération maximale du compresseur haute pression, temps pour atteindre l'accélération maximale du compresseur haute pression,- the standardization of these indicators to put them in standard conditions, that is to say indicators where the influence of the context variables has been removed in order to keep only the influence of the damage of the aircraft, the engine and its equipment, - the detection of anomalies and the location of these anomalies using statistical analysis tools and to the experts' knowledge of the operation of the aircraft engine, in which the said indicators are chosen from the following indicators: starter air supply pressure, start valve opening time, - value of the maximum acceleration of the high pressure compressor, time to reach the maximum acceleration of the high pressure compressor,
- temps de la première phase de démarrage,- time of the first startup phase,
- temps d'allumage du moteur, - temps de la deuxième phase de démarrage, temps de fermeture de la vanne de démarrage,- ignition time of the engine, - time of the second starting phase, closing time of the starter valve,
- temps de la troisième phase de démarrage,- time of the third phase of startup,
- gradient maximal de la température des gaz d'échappement,- maximum gradient of exhaust gas temperature,
- gradient moyen de la température des gaz d' échappement,- average gradient of the temperature of the exhaust gases,
- régime maximal avant décélération,- maximum speed before deceleration,
- temps d'arrêt du moteur.- engine stopping time.
2. Procédé selon la revendication 1, comprenant en outre la mémorisation, vol après vol, des tendances des indicateurs normalisés pour fournir une estimation de la durée de vie d'au moins l'un desdits modules de moteurs et équipements.The method of claim 1, further comprising storing, on a flight-by-flight basis, trends of the standard indicators to provide an estimate of the lifetime of at least one of said engine and equipment modules.
3. Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, dans lequel la localisation des anomalies est détectée à partir de pannes qui peuvent avoir un impact sur la capacité à démarrer et choisies parmi les pannes suivantes :3. Method according to one of claims 1 or 2, wherein the location of the anomalies is detected from failures that may have an impact on the ability to start and selected from the following failures:
- pas de débit du régulateur hydromécanique ou HMU, peu de débit du régulateur hydromécanique, trop de débit du régulateur hydromécanique, beaucoup trop de débit du régulateur hydromécanique, - l'état de « backdriving » du démarreur,no flow of the hydromechanical regulator or HMU, little flow of the hydromechanical regulator, too much flow of the hydromechanical regulator, too much flow of the hydromechanical regulator, - the "backdriving" state of the starter,
- la rupture d' arbre du démarreur pendant le démarrage du moteur,- starter shaft breakage during engine start,
- une fuite d'huile du démarreur,an oil leakage from the starter,
- un degré défini d'usure des roulements, des aubes ou des pignons, pas d'étincelle aux bougies lors de 1' allumage,- a definite degree of wear on bearings, vanes or sprockets, no spark at spark plugs during ignition
- une panne du relais bougies,- a breakdown of the candle relay,
- un refus d' ouverture de la vanne SAV, - un refus de fermeture de la vanne SAV,- a refusal to open the service valve, - a refusal to close the service valve,
- une ouverture lente de la vanne SAV,- slow opening of the service valve,
- une fermeture lente de la vanne SAV, mauvaise position d'un élément à géométrie variable, - légère cockéfaction des injecteurs,- slow closing of the SAV valve, bad position of an element with variable geometry, - slight cockdefaction of the injectors,
- bouchage des injecteurs, débit insuffisant à l'allumage de la pompe HP à carburant,- clogging of the injectors, insufficient flow on ignition of the HP fuel pump,
- un degré d'usure interne du boîtier à engrenages, une absence de pression à la turbine auxiliaire, une pression faible à la turbine auxiliaire, - un obstacle mécanique dans le compresseur basse pression, une performance insuffisante du compresseur haute pression,a degree of internal wear of the gearbox, a lack of pressure at the auxiliary turbine, a low pressure at the auxiliary turbine, a mechanical obstacle in the low pressure compressor, insufficient performance of the high pressure compressor,
- un couple résistant trop fort dans la chaîne du boîtier à engrenages/arbre radial du rotor haute pression. a too strong resisting torque in the chain of the gearbox / radial shaft of the high pressure rotor.
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Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103917783A (en) * 2011-09-13 2014-07-09 斯奈克玛 Method for monitoring the volumetric efficiency of an hp pump of a turbomachine hydraulic regulation system
RU2643568C2 (en) * 2013-02-18 2018-02-02 Тюрбомека Method for monitoring a degree of clogging of the starting injectors of turbine engine
US9885250B2 (en) 2015-10-23 2018-02-06 United Technologies Corporation Autonomous engine health management system
US10414513B2 (en) 2015-09-30 2019-09-17 Bombardier Inc. Method of and system for presenting an operating status of an aircraft engine
US10767505B2 (en) 2014-09-05 2020-09-08 Safran Aircraft Engines Turbomachine shaft
CN111734535A (en) * 2020-07-17 2020-10-02 中国航发沈阳发动机研究所 Altitude starting oil supply correction method for aircraft engine
EP3988842A1 (en) * 2019-06-21 2022-04-27 OnPoint Technologies, LLC Systems and methods for detecting discrepancy in a combustion system
US11359546B2 (en) 2020-04-20 2022-06-14 Honeywell International Inc. System and method for controlling engine speed with bowed rotor mitigation
US11719435B2 (en) 2019-06-21 2023-08-08 Onpoint Technologies, Llc Combustion heater control system with dynamic safety settings and associated methods
US11732891B2 (en) 2019-06-21 2023-08-22 Onpoint Technologies, Llc Combustion system with inferred fuel and associated methods

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2998003B1 (en) * 2012-11-12 2014-11-07 Snecma METHOD FOR MONITORING AN IGNITION SEQUENCE OF A TURBOMACHINE ENGINE
FR3010737B1 (en) * 2013-09-13 2015-08-21 Turbomeca MONITORING A DEGREE OF COKEFACTION AT THE LEVEL OF DYNAMIC JOINTS BY THE STARTER
FR3010738B1 (en) * 2013-09-13 2015-09-11 Turbomeca METHOD FOR MONITORING A DEGREE OF COKEFACTION AT THE JOINT LEVEL BY A GAS GENERATOR SHAFT
FR3013837B1 (en) * 2013-11-25 2015-12-18 Snecma METHOD FOR TESTING VARIABLE GEOMETRY EQUIPMENTS OF AN AIRCRAFT ENGINE, IN PARTICULAR TURBOMACHINE
US10773814B2 (en) 2015-07-20 2020-09-15 Sikorsky Aircraft Corporation Control system for rotorcraft in-flight engine restarting
FR3124224A1 (en) * 2021-06-18 2022-12-23 Airbus Operations Sas RE-IGNITION OF A NUMBER OF AIRCRAFT ENGINES IN FLIGHT

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR708099A (en) 1930-03-28 1931-07-20 Improvements to forage unloading devices
FR858609A (en) 1938-08-04 1940-11-29 Molins Machine Co Ltd Improvements to packaging machines
US5748500A (en) * 1995-11-14 1998-05-05 Electric Power Research Institute, Inc. System to assess the starting performance of a turbine
US20040176879A1 (en) * 2003-03-07 2004-09-09 Menon Sunil K. Transient fault detection system and method using Hidden Markov Models
US20070234734A1 (en) * 2004-11-23 2007-10-11 Honeywell International, Inc. System and method for turbine engine startup profile characterization
DE102007010978A1 (en) * 2007-03-05 2008-09-11 Volkswagen Ag Electrical system's diagnosis supporting device for use in motor vehicle, has evaluation unit to produce list of incorrect components that are sorted based on dependence value, and output/supply unit to display or provide list

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR708099A (en) 1930-03-28 1931-07-20 Improvements to forage unloading devices
FR858609A (en) 1938-08-04 1940-11-29 Molins Machine Co Ltd Improvements to packaging machines
US5748500A (en) * 1995-11-14 1998-05-05 Electric Power Research Institute, Inc. System to assess the starting performance of a turbine
US20040176879A1 (en) * 2003-03-07 2004-09-09 Menon Sunil K. Transient fault detection system and method using Hidden Markov Models
US20070234734A1 (en) * 2004-11-23 2007-10-11 Honeywell International, Inc. System and method for turbine engine startup profile characterization
DE102007010978A1 (en) * 2007-03-05 2008-09-11 Volkswagen Ag Electrical system's diagnosis supporting device for use in motor vehicle, has evaluation unit to produce list of incorrect components that are sorted based on dependence value, and output/supply unit to display or provide list

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
DETROJA K P ET AL: "A possibilistic clustering approach to novel fault detection and isolation", JOURNAL OF PROCESS CONTROL, OXFORD, GB, vol. 16, no. 10, 1 December 2006 (2006-12-01), pages 1055 - 1073, XP024963587, ISSN: 0959-1524, [retrieved on 20061201] *

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103917783A (en) * 2011-09-13 2014-07-09 斯奈克玛 Method for monitoring the volumetric efficiency of an hp pump of a turbomachine hydraulic regulation system
RU2643568C2 (en) * 2013-02-18 2018-02-02 Тюрбомека Method for monitoring a degree of clogging of the starting injectors of turbine engine
US10767505B2 (en) 2014-09-05 2020-09-08 Safran Aircraft Engines Turbomachine shaft
US10414513B2 (en) 2015-09-30 2019-09-17 Bombardier Inc. Method of and system for presenting an operating status of an aircraft engine
US10569900B2 (en) 2015-09-30 2020-02-25 Bombardier Inc. Method of and system for presenting an operating status of an aircraft engine
US9885250B2 (en) 2015-10-23 2018-02-06 United Technologies Corporation Autonomous engine health management system
US10711634B2 (en) 2015-10-23 2020-07-14 Raytheon Technologies Corporation Autonomous engine health management system
EP3988842A1 (en) * 2019-06-21 2022-04-27 OnPoint Technologies, LLC Systems and methods for detecting discrepancy in a combustion system
US11719435B2 (en) 2019-06-21 2023-08-08 Onpoint Technologies, Llc Combustion heater control system with dynamic safety settings and associated methods
US11732891B2 (en) 2019-06-21 2023-08-22 Onpoint Technologies, Llc Combustion system with inferred fuel and associated methods
US11359546B2 (en) 2020-04-20 2022-06-14 Honeywell International Inc. System and method for controlling engine speed with bowed rotor mitigation
CN111734535A (en) * 2020-07-17 2020-10-02 中国航发沈阳发动机研究所 Altitude starting oil supply correction method for aircraft engine

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