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De nouvelles solutions pour les moteurs d'avion

8 Décembre 2015, 19:35pm

Publié par Grégory SANT

Les fabricants de pièces pour moteurs d'avion doivent réduire les coûts et le poids, sans sacrifier les performances et la sécurité, ce qui n'est pas une tâche facile. L'utilisation de matériaux plus performants et durables pourrait apporter une solution simple, avec un impact bénéfique à long terme.

Les travaux conduits dans le cadre du programme européen Clean Sky ont montré qu'il était possible de construire des avions à courte et moyenne portée, équipés d'hélices non carénées à rotation inverse. Les études de ce concept ont montré qu'il était le meilleur candidat pour réduire la consommation de carburant et les rejets polluants associés.

La difficulté est de mettre au point les nouvelles techniques et de faire progresser le concept d'hélices non carénées, en tant que successeur possible du turboréacteur. Les chercheurs du projet ABAG (Power gear box (PGB) advanced planet bearings development), financé par l'UE, ont proposé un concept très sophistiqué pour le système d'engrenages planétaire.

Dans le cas d'un moteur à hélices non carénées, le système d'engrenages planétaires relie l'arbre de sortie de la turbine et les hélices, tout en leur permettant de fonctionner à la vitesse optimale. Ce système d'engrenages doit être léger mais très fiable.

Jusqu'ici, les moteurs et leurs principaux composants tels que les engrenages utilisent des roulements classiques, faits d'acier. L'équipe du projet ABAG a exploré de nouveaux matériaux pour améliorer la résistance de surface et de sub-surface des zones en contact dans les roulements des moteurs, dans des conditions très exigeantes.

Les chercheurs ont choisi deux matériaux pour une campagne de tests approfondis. Il s'agissait du Ferrium C61, un nouvel acier à haute résistance, et du M50NiL-DH. Ils ont traité ces deux matériaux par cémentation gazeuse, trempe sous vide, et nitruration plasma et gazeuse, puis ont analysé leurs propriétés.

Les chercheurs ont conduit des tests d'endurance dans deux conditions lambda, similaires à celles survenant durant le fonctionnement d'hélices non carénées. Ils ont ensuite testé la propagation de l'écaillage pour le M50Nil-DH seulement, car le Ferrium C61 n'avait pas obtenu de résultats satisfaisants au test d'endurance.

Les travaux d'ABAG ont notablement amélioré les propriétés du matériau en optimisant les paramètres du traitement de surface. Certaines techniques pourront être testées durant le développement du moteur à hélices non carénées, mais le potentiel des techniques clés a déjà été validé.

Pour plus d'information voir:
Final Report Summary - ABAG (Power Gear Box (PGB) advanced planet bearings development)

Source : techno-science.net

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