FR3068331A1 - METHOD FOR MONITORING THE OPERATION OF A LIMIT LAYER CONTROL SYSTEM EQUIPPED WITH A PROFILE AIRCRAFT BODY, COMPUTER PROGRAM, MONITORING SYSTEM AND AIRCRAFT - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un procédé pour surveiller le fonctionnement d'un système de contrôle de couche limite équipant un corps profilé d'aéronef (1), configuré pour la régulation ou la commande active d'au moins un paramètre de la couche limite du corps profilé (1) ou d'une partie du corps profilé (1). La zone de surface (2) du corps profilé (1) influencée par le système de contrôle de couche limite, ou bien une partie de cette zone de surface (2), est surveillée en température à l'aide d'au moins un moyen de détection de température (4). Un fonctionnement insuffisant du système de contrôle de couche limite est identifié au moins au regard des signaux de température dudit au moins un moyen de détection de température (4). L'invention concerne, par ailleurs, un programme informatique pour la mise en oeuvre d'un tel procédé, un système de surveillance pour surveiller le fonctionnement d'un système de contrôle de couche limite équipant un corps profilé d'aéronef, ainsi qu'un aéronef comportant au moins un corps profilé et au moins un système de contrôle de couche limite associé au corps profilé.The invention relates to a method for monitoring the operation of a boundary layer control system fitted to an aircraft profiled body (1), configured for the regulation or the active control of at least one parameter of the boundary layer of the body. profile (1) or part of the profile body (1). The surface area (2) of the shaped body (1) influenced by the boundary layer control system, or part of this surface area (2), is temperature monitored with at least one means temperature detection (4). Insufficient operation of the boundary layer control system is identified at least with respect to the temperature signals of said at least one temperature sensing means (4). The invention also relates to a computer program for the implementation of such a method, a monitoring system for monitoring the operation of a boundary layer control system equipping an aircraft profiled body, as well as an aircraft comprising at least one profiled body and at least one boundary layer control system associated with the profiled body.
Description
Procédé pour surveiller le fonctionnement d'un système de contrôle de couche limite équipant un corps profilé d'aéronef, programme d'ordinateur, système de surveillance et aéronefMethod for monitoring the operation of a boundary layer control system fitted to an aircraft profile body, computer program, monitoring system and aircraft
L'invention concerne un procédé pour surveiller le fonctionnement d'un système de contrôle de couche limite équipant un corps profilé d'aéronef, qui est configuré pour la régulation ou la commande active d'au moins un paramètre de la couche limite du corps profilé ou d'une partie du corps profilé. L'invention concerne, par ailleurs, un programme informatique pour la mise en œuvre d'un tel procédé, un système de surveillance pour surveiller le fonctionnement d'un système de contrôle de couche limite équipant un corps profilé d'aéronef, ainsi qu'un aéronef comportant au moins un corps profilé et au moins un système de contrôle de couche limite associé au corps profilé.The invention relates to a method for monitoring the operation of a boundary layer control system fitted to an aircraft profiled body, which is configured for the regulation or active control of at least one parameter of the boundary layer of the profiled body. or part of the profiled body. The invention further relates to a computer program for the implementation of such a method, a monitoring system for monitoring the operation of a boundary layer control system equipping a profiled aircraft body, as well as an aircraft comprising at least one profiled body and at least one boundary layer control system associated with the profiled body.
Des aéronefs, notamment les avions, comportent divers corps profilés différents, par exemple sous la forme de surfaces portantes ou ailes, d'un empennage horizontal, d'un empennage vertical. Le fuselage d'aéronef peut également être réalisé sous la forme d'un tel corps profilé. D'autres aéronefs, par exemple des hélicoptères, comportent des corps profilés sous la forme de pales de rotor. Lorsqu'un tel corps profilé est soumis à l'écoulement d'air, il existe dans la zone avant du profil un écoulement laminaire pouvant se transformer en un écoulement turbulent au niveau d'un point de transition, qui se situe plus en arrière sur le tracé du profil. L'apparition de l'écoulement turbulent est liée à différents inconvénients, comme par exemple une diminution de la portance produite par le corps profilé, une augmentation de la résistance de l'air, et, notamment dans le cas d'empennages, une efficacité moindre de la surface d'empennage pour la stabilisation et le pilotage de l'aéronef. Aussi existe-il différentes approches pour effectuer un contrôle actif de couche limite et d'écoulement sur des corps profilés, à l'aide d'un système de contrôle de couche limite. Le but recherché ici est de garantir un écoulement laminaire sur une large plage de vitesses et sur la plus grande partie possible du corps profilé, ou bien d'empêcher de manière générale la transition vers l'écoulement turbulent. Comme principe fondamental de fonctionnement d'un système de contrôle de couche limite, on connaît par exemple l'aspiration ou le soufflage d'air dans des zones critiques du corps profilé.Aircraft, in particular airplanes, comprise various different profiled bodies, for example in the form of bearing surfaces or wings, of a horizontal tail, of a vertical tail. The aircraft fuselage can also be produced in the form of such a profiled body. Other aircraft, for example helicopters, have profiled bodies in the form of rotor blades. When such a profiled body is subjected to the flow of air, there exists in the front zone of the profile a laminar flow which can transform into a turbulent flow at the level of a transition point, which is located further back on the profile layout. The appearance of turbulent flow is linked to various drawbacks, such as a reduction in the lift produced by the profiled body, an increase in the resistance of the air, and, in particular in the case of tail sections, an efficiency less of the tail area for stabilization and piloting of the aircraft. Also there are different approaches for performing active boundary layer and flow control on profiled bodies, using a boundary layer control system. The aim sought here is to guarantee laminar flow over a wide range of speeds and over as much of the profiled body as possible, or else to generally prevent the transition to turbulent flow. As a basic operating principle of a boundary layer control system, the suction or blowing of air into critical areas of the profiled body is known, for example.
Pour l'aspiration, des zones critiques du corps profilé sont dotées de petites ouvertures à travers lesquelles est aspirée la couche limite turbulente. L'écoulement encore non perturbé, mais refoulé vers l'extérieur par la couche limite turbulente, peut à nouveau s'appliquer de manière laminaire contre la surface du corps profilé. Derrière la zone d'aspiration, il s'établit à nouveau une couche limite laminaire. De tels systèmes sont par exemple connus en tant que systèmes LFC (LFC - Laminar Flow Control) ou système HLFC (HLFC - Hybrid Laminar Flow Control). Alors que dans le système LFC, on effectue une aspiration sur la totalité de la profondeur de profil du corps profilé ou bien au moins sur la plus grande partie de la profondeur de profil, il n'est prévu une aspiration, dans le cas du système HLFC, que dans la zone avant du profil, par exemple du bord avant ou bord d'attaque du profil jusqu'au longeron avant, ou bien sur une profondeur du profil allant jusqu'à environ 15% ou 20%. En conséquence, les systèmes HLFC peuvent être réalisés avec moins de moyens que les systèmes LFC. Les systèmes HLFC sont de préférence réalisés en combinaison avec une laminarité naturelle du corps profilé par une forme appropriée correspondante, c'est-à-dire par une configuration NLF (NLF - Natural Laminar Flow) du corps profilé.For suction, critical areas of the profiled body are provided with small openings through which the turbulent boundary layer is sucked. The flow, which is still undisturbed, but pushed back outwards by the turbulent boundary layer, can again be applied in a laminar manner against the surface of the profiled body. Behind the suction zone, a laminar boundary layer is again established. Such systems are for example known as LFC systems (LFC - Laminar Flow Control) or HLFC systems (HLFC - Hybrid Laminar Flow Control). While in the LFC system, suction is carried out over the entire profile depth of the profiled body or at least over most of the profile depth, there is provision for suction, in the case of the system HLFC, only in the front area of the profile, for example from the front edge or leading edge of the profile to the front spar, or even on a profile depth of up to about 15% or 20%. Consequently, HLFC systems can be implemented with less resources than LFC systems. The HLFC systems are preferably produced in combination with a natural laminarity of the profiled body by a corresponding suitable shape, that is to say by an NLF (NLF - Natural Laminar Flow) configuration of the profiled body.
Pour le soufflage, de l'air accéléré additionnel est envoyé dans la couche limite. L'air soufflé amène de l'énergie supplémentaire dans la couche limite, en produisant ainsi sa stabilisation. L'air peut s'écouler plus longuement de manière laminaire à l'encontre du gradient de pression, à l'extrémité de la surface, sans transformation en écoulement turbulent. De tels systèmes sont par exemple connus en tant que systèmes BLC (BLC Boundary Layer Control).For blowing, additional accelerated air is sent to the boundary layer. The blown air brings additional energy into the boundary layer, thereby producing its stabilization. Air can flow laminarly longer against the pressure gradient, at the end of the surface, without transformation into turbulent flow. Such systems are for example known as BLC (BLC Boundary Layer Control) systems.
Comme dans de tels systèmes, le corps profilé doit par principe présenter un grand nombre de petites ouvertures, il existe naturellement le risque d'une diminution du débit d'air à travers les ouvertures, suite à un encrassement, un givrage, des fuites dans le système, des dégradations de la surface aérodynamique par exemple suite à des impacts de corps étrangers, et également par l'apparition d'effets d'usure ou de phénomènes d'obturation de la perforation. Il peut en résulter un fonctionnement insuffisant du système de contrôle de couche limite, avec pour conséquence l'impossibilité de suffisament stabiliser l'écoulement d'air, et la transformation indésirée en écoulement turbulent. Cela ne constitue certes pas un problème de sécurité de vol, mais conduit aux inconvénients évoqués précédemment, ce qui se traduit notamment par une consommation accrue de carburant.As in such systems, the profiled body must in principle have a large number of small openings, there is naturally the risk of a reduction in the air flow through the openings, following fouling, icing, leaks in the system, degradations of the aerodynamic surface for example following impacts of foreign bodies, and also by the appearance of effects of wear or phenomena of obturation of the perforation. This may result in insufficient operation of the boundary layer control system, with the consequence of the impossibility of sufficiently stabilizing the air flow, and the undesired transformation into turbulent flow. This is certainly not a flight safety problem, but leads to the drawbacks mentioned above, which results in particular in increased fuel consumption.
Il existe déjà des propositions pour des systèmes de surveillance pour surveiller le fonctionnement d'un tel système de contrôle de couche limite. Mais de tels systèmes de surveillance présentent une architecture complexe, et en conséquence, un poids propre non négligeable, pour détecter en continu la pression à l'intérieur des chambres individuelles d'aspiration, ainsi que le débit massique en résultant. Dans la publication de Young, Investigations into the operational effectiveness of hybrid laminar flow control aircraft, thèse Ph.D., 2002, le poids d'un tel système de surveillance pour l'empennage horizontal d'un Boeing 757-200, a été estimé à 36,8 kg. Ainsi, le poids d'un tel système de surveillance correspond à environ 12% du poids de l'ensemble du système HLFC de la configuration d'avion considérée.There are already proposals for monitoring systems to monitor the operation of such a boundary layer control system. However, such monitoring systems have a complex architecture, and consequently a non-negligible self-weight, for continuously detecting the pressure inside the individual suction chambers, as well as the mass flow resulting therefrom. In the publication of Young, Investigations into the operational effectiveness of hybrid laminar flow control aircraft, Ph.D. thesis, 2002, the weight of such a surveillance system for the horizontal tail of a Boeing 757-200, was estimated at 36.8 kg. Thus, the weight of such a monitoring system corresponds to approximately 12% of the weight of the entire HLFC system of the aircraft configuration considered.
Aussi, le but de la présente invention consiste-t-il à indiquer des possibilités pour surveiller le fonctionnement d'un système de contrôle de couche limite, pouvant être réalisées de manière plus simple et avec moins de moyens.Also, the object of the present invention is to indicate possibilities for monitoring the operation of a boundary layer control system, which can be carried out in a simpler manner and with fewer means.
Le but recherché est atteint pour un procédé du type de celui mentionné en introduction, grâce au fait que la zone de surface du corps profilé influencée par le système de contrôle de couche limite, ou bien une partie de cette zone de surface, est surveillée en température à l'aide d'au moins un moyen de détection de température, et un fonctionnement insuffisant du système de contrôle de couche limite est identifié au moins au regard des signaux de température dudit au moins un moyen de détection de température. L'invention présente l'avantage de permettre, à présent, d'effectuer la surveillance du fonctionnement du système de contrôle de couche limite, sur la base de signaux de température. Les signaux de température peuvent être fournis avec peu de moyens et notamment à l'aide de moyens de détection de faible poids. Les inventeurs ont constaté que le débit ou flux massique d'air guidé et cheminant à travers la surface perforée du corps profilé en passant par le système de contrôle de couche limite, influence la température ainsi que la répartition de température dans cette zone de la surface du corps profilé. En conséquence, il est possible de détecter, en se fondant sur une surveillance de température, des irrégularités dans le flux massique d'air s'écoulant à travers la surface perforée et ainsi dans le fonctionnement du système de contrôle de couche limite.The aim sought is achieved for a method of the type mentioned in the introduction, thanks to the fact that the surface area of the profiled body influenced by the boundary layer control system, or else part of this surface area, is monitored by temperature using at least one temperature detection means, and insufficient operation of the boundary layer control system is identified at least with regard to the temperature signals of said at least one temperature detection means. The invention has the advantage that it is now possible to monitor the operation of the boundary layer control system on the basis of temperature signals. The temperature signals can be supplied with few means and in particular with the aid of light weight detection means. The inventors have found that the mass flow or flow of guided air passing through the perforated surface of the profiled body via the boundary layer control system influences the temperature as well as the temperature distribution in this area of the surface. of the profiled body. As a result, it is possible to detect, based on temperature monitoring, irregularities in the mass flow of air flowing through the perforated surface and thus in the operation of the boundary layer control system.
La surveillance de la température peut en l'occurence être effectuée par un système de surveillance off-board (externe) ou un système de surveillance on-board (embarqué). Dans le cas d'un système de surveillance externe, le système de surveillance ne fait pas partie de l'aéronef. En conséquence, le système de surveillance est mis en œuvre pour vérifier le système de contrôle de couche limite, en-dehors du service en vol normal, par exemple lors d'une vérification de l'aéronef, au sol. Pour la vérification, il est alors possible de mettre en marche le système de contrôle de couche limite, et de le vérifier par le système de surveillance externe.The temperature monitoring can in this case be carried out by an off-board monitoring system (external) or an on-board monitoring system (on-board). In the case of an external surveillance system, the surveillance system is not part of the aircraft. Consequently, the surveillance system is implemented to check the boundary layer control system, outside of normal flight service, for example during an aircraft check, on the ground. For verification, it is then possible to activate the boundary layer control system, and to verify it by the external surveillance system.
Dans le cas d'un système de surveillance embarqué, ce système de surveillance fait partie de l'aéronef, c'est-à-dire est embarqué dans l'aéronef. Cela permet une surveillance permanente du système de contrôle de couche limite, également en vol. De cette manière, le personnel naviguant peut à tout moment être informé de l'état de fonctionnement du système de contrôle de couche limite. Si au cours du vol, on détecte par exemple un fonctionnement défectueux du système de contrôle de couche limite, il est possible, en réaction, d'arrêter par exemple une partie du système de contrôle de couche limite ou la totalité du système de contrôle de couche limite.In the case of an on-board monitoring system, this monitoring system is part of the aircraft, that is to say is on board the aircraft. This allows continuous monitoring of the boundary layer control system, also in flight. In this way, the flight crew can be informed at any time of the operating state of the boundary layer control system. If, during the flight, a faulty operation of the boundary layer control system is detected, for example, it is possible, in reaction, to shut down, for example, part of the boundary layer control system or the entire control system boundary layer.
Conformément à un développement avantageux de l'invention, il est prévu que la zone de surface du corps profilé surveillée en température à l'aide dudit au moins un moyen de détection de température, soit surveillée en température en une pluralité de sites de surveillance agencés de manière répartie sur la zone de surface, et que la position d'une déficience du fonctionnement du système de contrôle de couche limite soit identifiée au regard des signaux de température relevés au niveau des sites de surveillance. On effectue ainsi une surveillance en température sur la surface, qui permet, non seulement de fournir une information du type bon/mauvais concernant le fonctionnement du système de contrôle de couche limite, mais également de détecter en plus la localisation de la déficience ou, le cas échéant, de plusieurs déficiences, tout au moins la localisation approximative. Cela simplifie les travaux de remise en état, comme par exemple un nettoyage de la zone de surface ou bien une réparation du système de contrôle de couche limite.In accordance with an advantageous development of the invention, it is provided that the surface area of the profiled body monitored in temperature using said at least one temperature detection means, is monitored in temperature at a plurality of monitoring sites arranged distributed over the surface area, and that the position of a deficiency in the functioning of the boundary layer control system is identified with regard to the temperature signals detected at the monitoring sites. A temperature monitoring is thus carried out on the surface, which makes it possible not only to provide information of the good / bad type concerning the operation of the boundary layer control system, but also to additionally detect the location of the deficiency or, the if applicable, several deficiencies, at least the approximate location. This simplifies remediation work, such as cleaning the surface area or repairing the boundary layer control system.
Le moyen de détection de température peut par exemple être constitué d'un capteur de température usuel du marché, comme par exemple une résistance sensible à la température, un composant semi-conducteur sensible à la température, notamment sous forme de thermistor. Il est possible de prévoir plusieurs moyens de détection de température, par exemple un moyen de détection de température à chaque site de surveillance.The temperature detection means can for example consist of a standard temperature sensor on the market, such as for example a temperature-sensitive resistor, a temperature-sensitive semiconductor component, in particular in the form of a thermistor. It is possible to provide several temperature detection means, for example a temperature detection means at each monitoring site.
Conformément à un développement avantageux de l'invention, il est prévu que ledit au moins un moyen de détection de température soit un moyen de détection de température optique, permettant de relever par voie optique une information de température de la zone de surface surveillée en température. Cela présente l'avantage de permettre de ou détecter, sans contact, la température de la zone de surface surveillée. Notamment dans le cas de corps profilés d'aéronefs, cela ne nécessite alors pas d'interventions modifiant la structure du corps profilé lui-même, ou de sa surface. Le moyen de détection de température peut par exemple être réalisé sous forme de caméra sensible à la température, comme par exemple une caméra thermographique, notamment une caméra thermographique à infrarouges. Cela présente l'avantage de permettre de surveiller en température une zone de surface déterminée du corps profilé à l'aide d'une seule de ces caméras. Chaque pixel d'image dans l'image de la caméra peut ainsi former l'un des sites de surveillance précédemment cités. Cela permet une surveillance localisée à résolution particulièrement fine, du fonctionnement du système de contrôle de couche limite.In accordance with an advantageous development of the invention, it is provided that said at least one temperature detection means is an optical temperature detection means, making it possible to read, by optical means, temperature information of the surface area monitored for temperature. . This has the advantage of making it possible to detect or detect, without contact, the temperature of the surface area being monitored. In particular in the case of profiled bodies of aircraft, this then does not require interventions modifying the structure of the profiled body itself, or of its surface. The temperature detection means can for example be produced in the form of a temperature-sensitive camera, such as for example a thermographic camera, in particular an infrared thermographic camera. This has the advantage of allowing temperature monitoring of a determined surface area of the profiled body using only one of these cameras. Each image pixel in the camera image can thus form one of the surveillance sites mentioned above. This allows localized monitoring at particularly fine resolution of the operation of the boundary layer control system.
Conformément à un développement avantageux de l'invention, il est prévu que la température d'un point de la zone de surface surveillée en température ou bien une différence de température entre des points de la zone de surface surveillée en température, soit déterminée à l'aide d'une ou de plusieurs informations de couleur de tels points, qui sont fournies par des signaux de température dudit au moins un moyen de détection de température. Cela peut également être réalisé de manière simple, à l'aide d'un moyen de détection de température sous la forme d'une caméra sensible à la température, comme évoqué auparavant. La mesure de température peut être effectuée à l'aide d'un traitement des couleurs, puisque pour la présente invention, il est sans importance que le moyen de détection de température, ou bien son signal de température, fournisse la température détectée en tant que valeur absolue ou en tant que grandeur relative. En conséquence, il n'est pas non plus important de disposer d'une grande précision de mesure du moyen de détection de température en ce qui concerne les valeurs absolues, il suffit au contraire d'avoir une précision élevée de reproductibilité des signaux de température pour des variations relatives de la température.In accordance with an advantageous development of the invention, it is provided that the temperature of a point in the surface area monitored for temperature, or else a temperature difference between points in the surface area monitored for temperature, is determined at l using one or more color information of such dots, which are provided by temperature signals from said at least one temperature detection means. This can also be done in a simple manner, using a temperature detection means in the form of a temperature-sensitive camera, as mentioned above. The temperature measurement can be performed using color processing, since for the present invention it is immaterial whether the temperature detection means, or else its temperature signal, provides the detected temperature as absolute value or as a relative quantity. Consequently, it is also not important to have a high measurement accuracy of the temperature detection means with regard to the absolute values, on the contrary it is sufficient to have a high accuracy of reproducibility of the temperature signals. for relative temperature variations.
Conformément à un développement avantageux de l'invention, il est prévu que le système de contrôle de couche limite assure une influence sur la couche limite, en aspirant dans au moins une chambre de dépression, à travers des ouvertures dans le corps profilé, l'air s'écoulant à l'extérieur du corps profilé. De cette manière, l'invention peut être mise en œuvre de manière efficace pour la surveillance d'un système de contrôle de couche limite, sous la forme d'un système LFC ou HLFC. La chambre de dépression peut par exemple être agencée dans le corps profilé, ou bien ailleurs dans l'aéronef, comme par exemple dans le fuselage.According to an advantageous development of the invention, it is intended that the boundary layer control system provides an influence on the boundary layer, by sucking in at least one vacuum chamber, through openings in the profiled body, the air flowing outside the profiled body. In this way, the invention can be effectively implemented for monitoring a boundary layer control system, in the form of an LFC or HLFC system. The vacuum chamber can for example be arranged in the profiled body, or else elsewhere in the aircraft, such as for example in the fuselage.
Conformément à un développement avantageux de l'invention, il est prévu que le débit massique de l'air aspiré dans le corps profilé à travers la zone de surface surveillée en température, soit déterminé en utilisant les signaux de température fournis par ledit au moins un moyen de détection de température, et soit utilisé pour identifier un fonctionnement insuffisant du système de contrôle de couche limite. Le débit massique d'air peut être déterminé à partir des signaux de température relevés, par des calculs relativement simples, donc sans beaucoup exiger du traitement de signal.In accordance with an advantageous development of the invention, it is provided that the mass flow rate of the air sucked into the profiled body through the surface area monitored in temperature, is determined using the temperature signals provided by said at least one temperature sensing means, and be used to identify insufficient operation of the boundary layer control system. The mass air flow can be determined from the temperature signals taken, by relatively simple calculations, therefore without requiring much signal processing.
Conformément à un développement avantageux de l'invention, il est prévu de surveiller en température, à l'aide d'au moins un moyen de détection de température, également au moins une zone de surface du corps profilé non influencée par le système de contrôle de couche limite, notamment une autre zone de surface adjacente à la zone de surface surveillée en température. Les signaux de température délivrés par ce moyen de détection de température sont utilisés en tant que signaux de température de référence pour la détermination d'une température de référence. La surveillance de la zone de surface surveillée en température s'effectue alors en formant la différence entre un signal de température en un endroit de surveillance de la zone de surface surveillée en température, et la température de référence.In accordance with an advantageous development of the invention, provision is made for temperature monitoring, using at least one temperature detection means, also at least one surface area of the profiled body not influenced by the control system. boundary layer, in particular another surface area adjacent to the temperature monitored surface area. The temperature signals supplied by this temperature detection means are used as reference temperature signals for determining a reference temperature. Monitoring of the temperature-monitored surface area is then carried out by forming the difference between a temperature signal at a location for monitoring the temperature-monitored surface area and the reference temperature.
On donne ci-après un exemple pour un tel traitement de signal des signaux de température et pour la détermination du débit massique d'air. On suppose que par l'intermédiaire dudit au moins un moyen de détection de température, on relève des signaux de température en deux sites de surveillance distincts, et on utilise la différence de température déterminée à partir de cela, en tant que grandeur d'entrée pour les étapes suivantes, qui vont être explicitées dans la suite. La différence de température indique dans ce cas un écart de température entre un site de surveillance dans la zone de surface surveillée en température, et une zone de surface voisine sur le corps profilé, dénuée d'aspiration d'air, c'est-à-dire une différence par rapport à la température de référence évoquée plus haut.An example is given below for such signal processing of temperature signals and for determining the mass air flow. It is assumed that by means of said at least one temperature detection means, temperature signals are detected at two separate monitoring sites, and the temperature difference determined from this is used as an input quantity. for the following steps, which will be explained below. The temperature difference indicates in this case a temperature difference between a monitoring site in the surface area monitored in temperature, and a neighboring surface area on the profiled body, devoid of air intake, i.e. - say a difference compared to the reference temperature mentioned above.
A partir de cet écart de température, il est possible de déterminer un flux de chaleur à travers l'aire perforée du corps profilé, en fonction de la différence de température, de l'aire de section transversale traversée par l'écoulement, de la conductibilité thermique spécifique et de l'épaisseur de couche. La puissance calorifique Q (flux de chaleur) transmise par conduction thermique (cas simplifié d'un corps solide à deux surfaces de paroi parallèles) :From this temperature difference, it is possible to determine a heat flow through the perforated area of the profiled body, as a function of the temperature difference, of the cross-sectional area crossed by the flow, of the specific thermal conductivity and layer thickness. The calorific power Q (heat flux) transmitted by thermal conduction (simplified case of a solid body with two parallel wall surfaces):
Flux de chaleur Q = avec :Heat flow Q = with:
Q flux de chaleurQ heat flux
A aire de section transversale traversée par le flux de chaleur λ conductibilité thermique spécifiqueWith cross-sectional area crossed by the heat flow λ specific thermal conductivity
ΔΤ différence de température entre les surfaces de bordure de la couche avec l'épaisseur I épaisseur de coucheΔΤ temperature difference between the edge surfaces of the layer with the thickness I layer thickness
[m2][m 2 ]
[mm][Mm]
Dans le cas de la convection forcée, il est possible, en négligeant la chaleur de rayonnement, de déterminer un débit massique d'air mL (en admettant des flux stationnaires, le flux de chaleur est proportionnel au débit massique), par l'intermédiaire de l'équation suivante (équation générale de base pour le flux de chaleur) :In the case of forced convection, it is possible, by neglecting the radiant heat, to determine a mass air flow m L (by admitting stationary flows, the heat flow is proportional to the mass flow), by the intermediate of the following equation (basic general equation for heat flow):
Flux de chaleur Q = mLCpAT avec mL débit massiqueHeat flow Q = m L C p AT with m L mass flow
Cp capacité calorifique spécifiqueC p specific heat capacity
ΔΤ différence de température entre les surfaces de bordure de la couche avec l'epaisseur IΔΤ temperature difference between the edge surfaces of the layer with the thickness I
Il en résulte un débit massique d'air en fonction du flux de chaleur déterminé auparavant et de la différence de température mesurable entre la surface refroidie et l'environnement :This results in a mass flow of air as a function of the heat flow determined previously and of the measurable temperature difference between the cooled surface and the environment:
débit massique d'air mL =mass air flow m L =
CpATCPAT
Cette valeur peut ensuite être comparée à un débit massique à appliquer pour un fonctionnement économiquement viable du système de contrôle de couche limite (ou bien également à un état initial du système lors de la mise en service). Des informations concernant le niveau de la puissance d'aspiration peuvent en être dérivées.This value can then be compared to a mass flow rate to be applied for an economically viable operation of the boundary layer control system (or also to an initial state of the system during commissioning). Information regarding the level of suction power can be derived therefrom.
Le but recherché mentionné en introduction est en outre atteint grâce à un programme informatique avec des moyens formant des codes de programme, configuré pour mettre en œuvre un procédé du type mentionné précédemment, lorsque le programme informatique est exécuté par un calculateur. Cela permet également la réalisation des avantages explicités précédemment. Le programme informatique peut par exemple être exécuté par un calculateur d'un système de surveillance, qui va être évoqué dans la suite.The desired aim mentioned in the introduction is further achieved by means of a computer program with means forming program codes, configured to implement a method of the type mentioned above, when the computer program is executed by a computer. This also allows the realization of the advantages explained above. The computer program can for example be executed by a computer of a monitoring system, which will be discussed below.
Le but recherché mentionné en introduction est en outre atteint grâce à un système de surveillance pour surveiller le fonctionnement d'un système de contrôle de couche limite équipant un corps profilé d'aéronef, configuré pour la régulation ou la commande active d'au moins un paramètre de la couche limite du corps profilé ou d'une partie du corps profilé, le système de surveillance comprenant au moins un moyen de détection de température, et au moins une unité de traitement de données reliée au moyen de détection de température et configurée pour exécuter un procédé du type explicité précédemment. Cela permet également la réalisation des avantages explicités précédemment. Le système de surveillance peut être réalisé sous forme de système de surveillance on-board (système embarqué) ou de système de surveillance off-board (système externe).The desired objective mentioned in the introduction is also achieved by means of a monitoring system for monitoring the operation of a boundary layer control system fitted to a profiled aircraft body, configured for regulation or active control of at least one parameter of the boundary layer of the profiled body or of a part of the profiled body, the monitoring system comprising at least one temperature detection means, and at least one data processing unit connected to the temperature detection means and configured for execute a process of the type explained above. This also allows the realization of the advantages explained above. The monitoring system can be implemented as an on-board monitoring system (on-board system) or an off-board monitoring system (external system).
Le but recherché mentionné en introduction est en outre atteint grâce à un aéronef comprenant au moins un corps profilé et au moins système de contrôle de couche limite associé au corps profilé, configuré pour la régulation ou la commande active d'au moins un paramètre de la couche limite du corps profilé ou d'une partie du corps profilé, l'aéronef comprenant au moins un système de surveillance du type évoqué précédemment. Cela permet également la réalisation des avantages explicités précédemment.The desired objective mentioned in the introduction is also achieved by an aircraft comprising at least one profiled body and at least boundary layer control system associated with the profiled body, configured for regulation or active control of at least one parameter of the boundary layer of the profiled body or of a part of the profiled body, the aircraft comprising at least one monitoring system of the type mentioned above. This also allows the realization of the advantages explained above.
L'invention va être explicitée plus en détail dans la suite, au regard d'exemples de réalisation, et au vu d'un dessin annexé. La figure 1 montre un système de surveillance et sa mise en œuvre pour la surveillance du fonctionnement d'un système de contrôle de couche limite.The invention will be explained in more detail below, with reference to exemplary embodiments, and in the light of an attached drawing. Figure 1 shows a monitoring system and its implementation for monitoring the operation of a boundary layer control system.
On voit un corps profilé 1 d'un aéronef, en vue de dessus. Au corps profilé 1 de l'aéronef est associé un système de contrôle de couche limite par lequel est influencée une zone de surface 2 du corps profilé 1. Cette zone de surface 2 est surveillée en température par un moyen de détection de température 4, par exemple une caméra thermographique. Le moyen de détection de température 4 est relié à une unité de traitement de données 5. L'unité de traitement de données 5 peut être réalisée sous forme d'unité électronique de traitement de données, comprenant un calculateur 6. Le calculateur 6 peut exécuter un procédé conforme à l'invention correspondant, par exemple par l'exécution d'un programme informatique mémorisé dans l'unité de traitement de données 5. L'unité de traitement de données 5 forme, en commun avec le moyen de détection de température 4, un système de surveillance destiné à surveiller le fonctionnement du système de contrôle de couche limite du corps profilé 1.A profiled body 1 of an aircraft is seen, seen from above. Associated with the profiled body 1 of the aircraft is a boundary layer control system by which a surface area 2 of the profiled body 1 is influenced. This surface area 2 is monitored in temperature by a temperature detection means 4, by example a thermographic camera. The temperature detection means 4 is connected to a data processing unit 5. The data processing unit 5 can be produced in the form of an electronic data processing unit, comprising a computer 6. The computer 6 can execute a method according to the corresponding invention, for example by executing a computer program stored in the data processing unit 5. The data processing unit 5 forms, in common with the temperature detection means 4, a monitoring system intended to monitor the operation of the boundary layer control system of the profiled body 1.
Dans l'exemple représenté, on suppose que dans les zones 3, le fonctionnement du système de contrôle de couche limite est insuffisant, par exemple en raison de zones d'aspiration bloquées d'un système HLFC. Dans ces zones apparaît une température T2, qui est supérieure à la température Tl dans la zone de surface 2 fonctionnant correctement.In the example shown, it is assumed that in zones 3, the operation of the boundary layer control system is insufficient, for example due to blocked suction zones of an HLFC system. In these zones appears a temperature T2, which is higher than the temperature T1 in the surface zone 2 functioning correctly.
A l'aide du moyen de détection de température 4, on relève la température sur l'ensemble de la zone de surface 2. En outre, on relève une température de référence TR à l'extérieur de la zone de surface 2 dans laquelle agit le système de contrôle de couche limite. L'unité de traitement de données 5 5 permet de reconnaître que la différence de température Tl-TR se situe dans la plage admissible pour un fonctionnement suffisant du système de contrôle de couche limite. L'unité de traitement de données 5 constate en outre que la différence de température T2-TR indique un fonctionnement insuffisant du système de contrôle de couche limite dans les zones 3, de 10 sorte que sur la base de l'image de caméra du moyen de détection de température 4, il est possible de détecter rapidement où sont situées les zones d'aspiration 3 bloquées. En conséquence, il est possible de prendre rapidement et de manière simple, des contre-mesures appropriées.With the aid of the temperature detection means 4, the temperature is recorded over the entire surface area 2. In addition, a reference temperature TR is noted outside the surface area 2 in which acts the boundary layer control system. The data processing unit 55 makes it possible to recognize that the temperature difference Tl-TR is within the admissible range for sufficient operation of the boundary layer control system. The data processing unit 5 further observes that the temperature difference T2-TR indicates insufficient operation of the boundary layer control system in the zones 3, so that on the basis of the camera image of the means temperature detection 4, it is possible to quickly detect where the blocked suction zones 3 are located. As a result, it is possible to take appropriate countermeasures quickly and simply.
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Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0836989A2 (en) * | 1996-10-18 | 1998-04-22 | DaimlerChrysler Aerospace Airbus Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Aircraft vertical stabilizer structure |
| US6390417B1 (en) * | 1999-06-30 | 2002-05-21 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Drag control system for flying machine, process for estimating drag of flying machine, boundary layer control system, and boundary layer control process |
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|---|---|---|---|---|
| US6732579B2 (en) * | 2002-10-08 | 2004-05-11 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Turbulent boundary layer thickness estimation method and apparatus |
-
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Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0836989A2 (en) * | 1996-10-18 | 1998-04-22 | DaimlerChrysler Aerospace Airbus Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Aircraft vertical stabilizer structure |
| US6390417B1 (en) * | 1999-06-30 | 2002-05-21 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Drag control system for flying machine, process for estimating drag of flying machine, boundary layer control system, and boundary layer control process |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP4234414A1 (en) * | 2022-02-25 | 2023-08-30 | Airbus Operations GmbH | Method and system for monitoring a laminar flow on a surface of an aircraft |
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