Contribution to the monitoring of hydraulic axial piston pumps for helicopters, with special focus on lumped parameter modelling

This dissertation presents a contribution to helicopter axial piston pump monitoring through modelling and simulation. A lumped-parameter model of such pump is developed to serve as a virtual test bench for monitoring studies. As lumped-parameter models of axial piston pumps are less detailed than distributed-parameter models, the author proposes improvements of lumped-parameter modelling state-of-the-art, focusing on the monitoring industrial need. The proposal concentrates on the pressure compensator simulation in degraded conditions, and on the slipper/swashplate leakage computation through a variable gap height. The developed pump model is compared to experimental data. Then, a graphical tool is proposed, (the Damage Identification Curve, DIC), which allows for the isolation of pump degradation within the hydraulic system using discharge and case drain pressure steady-state measurements. The study is concluded by recommendations for increasing the maturity level of the proposed monitoring approach.; Cette thèse présente une contribution à la surveillance des pompes à pistons axiaux des hélicoptères par modélisation et simulation. Un modèle de pompe à paramètres localisés est développé pour servir de banc d'essai pour les études de surveillance. L'auteur propose des améliorations de l'état de l'art de la modélisation à paramètres localisés des pompes à pistons axiaux, en se concentrant sur le besoin industriel de surveillance. La proposition se concentre sur la simulation du régulateur de pression dans des conditions dégradées, et sur le calcul des fuites de patin/plateau à travers un jeu de hauteur variable. Le modèle de pompe développé est comparé à des données expérimentales. Un outil graphique (la Courbe d'Identification des Dommages, DIC) est ensuite proposé. Cet outil permet d'isoler la dégradation de la pompe dans le système hydraulique à l'aide de mesures en régime permanent de la pression de refoulement et de la pression de drain. L'étude se termine par des recommandations pour augmenter le niveau de maturité technologique de l'approche proposée.