De l’air pur dans les avions, grâce au SCXI !

Author(s):
Jérôme Noblet - Liebherr Aerospace

Industry:
Aerospace/Avionics, Water/Wastewater, Electromechanics/ Electrotechnics

Products:
Data Acquisition, LabVIEW, Signal Conditioning

The Challenge:
Tester les performances thermiques des packs de refroidissement dans les avions.

The Solution:
Utiliser une centrale d’acquisition de données SCXI et des cartes de température pour effectuer les tests.

Le site de Toulouse de Liebherr Aerospace est spécialisé dans le traitement de l’air des cabines d’avion. Le traitement de l’air est composé de trois étapes. Le bleed qui consiste à prélever de l’air au niveau des moteurs d’avion, puis le conditionnement de l’air, et enfin la pressurisation de la cabine. Le service Moyens d’essais est chargé de mettre en place les moyens permettant de tester ces systèmes.
Au niveau du moteur, l’air prélevé avoisine une température de 400 degrés C° pour une pression d’environ 15 bars. Afin de rendre l’air respirable, il faut le réguler en pression et en température. Cela se fait, entre autres, à l’aide de packs de refroidissement qui utilisent des turbo machines pour produire de l’air froid. Au final, l’air offre une pression légèrement supérieure à celle de la cabine de l’avion, et sa température varie entre 15 et 25 degrés C°.

Le but d’un pack de conditionnement d’air est de réguler la température de l’air de soufflage ainsi que de limiter son hygrométrie. En phase de production série, avant de livrer ce système, il faut vérifier la conformité des performances thermiques.
Le service Moyens d’essais a mis en place un banc de test composé en amont d’un four, d’un ensemble de vannes de régulation de pression et de vannes d’arrêt. L’air est alors envoyé dans le pack de refroidissement qui est instrumenté de plusieurs dizaines de capteurs de pression, de débit et de température (PT-100). Les capteurs sont reliés à une centrale de conditionnement de signaux SCXI puis analysés sur un ordinateur.
Deux cartes PCI-4351 réceptionnent directement les signaux issus des sondes platine. Dans le châssis SCXI, on trouve deux modules SCXI-1100 qui acquièrent les tensions des capteurs de pression, un SCXI-1163 qui pilote l’ouverture ou la fermeture des vannes du banc, un module SCXI-1162HV qui récupère l’état des vannes précédemment fermées/ouvertes. Ce module sert à la surveillance des mesures TOR. Enfin, le module SCXI-1124 permet le pilotage analogique des vannes de régulation et contrôle la température du four.
Il est à noter que les différents signaux arrivant sur les modules SCXI sont également envoyés sur un enregistreur papier. Le banc SCXI se pilote de façon automatique, mais également manuelle.
Le pilotage du banc est assuré par un logiciel maison développé à partir de LabVIEW : BAES (Banc Automatique d’Essais de Série). Il gère trois tâches qui tournent en parallèle. Tout d’abord le synoptique du banc qui permet de visualiser le positionnement des vannes et leur état. Puis l’acquisition des voies capteurs définies précédemment à 50 Hz sur chaque voie. Cette acquisition permet la surveillance du système et l’affinage des paramètres. Enfin, la troisième opération est le séquenceur de tests qui permet l’enchaînement d’étapes pré-définies. Pour chaque pack, un ATP (Acceptance Test Procedure) est rédigé et contient ses conditions de réception. Les paramètres contenus dans cette procédure sont indiqués dans la phase de configuration du séquenceur de tests. Une fois les étapes de tests enregistrées, on peut lancer le test en automatique. Chaque test dure environ une heure. Un rapport est ensuite généré sous Excel. C’est l’ATR : Acceptance Test Report. Ce rapport est imprimé et archivé dans une base de données disponible sur le réseau de l’entreprise. L’ATP et l’ATR suivent le pack de refroidissement et certifient au client la vérification des performances thermiques du système.
Le banc SCXI permet de tester à la fois le pack de refroidissement dans son intégralité, mais également l’élément clé du pack, la turbo machine. On place des capteurs sur cet élément et lorsque les tests sont validés sur la turbo machine, celle-ci est intégrée dans un pack de refroidissement complet. On lance à nouveau une séquence de tests.
Le logiciel BAES a été développé sous LabVIEW, fréquemment utilisé chez Liebherr Aerospace. L’avantage du système SCXI est que toutes les mesures sont intégrées dans un seul et même châssis qui gère le conditionnement et l’acquisition des signaux.
D’autres bancs de tests sont développés sur le même concept : il s’agit à la fois des bancs pour la production ainsi que ceux dédiés aux essais de mise au point des équipements et des systèmes.

Février 2002

Author Information:
For more information on this Case Study, contact:
Jérôme Noblet
Liebherr Aerospace
418, avenue des États-Unis
Toulouse Cedex 2 31016
FR
jerome.noblet@lts.liebherr.com

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