Des technologies d'échangeurs de chaleur de surface pour les moteurs d'avion économes en carburant de demain
Les échangeurs de chaleur air-huile font partie intégrante des conceptions avancées de turboréacteurs. En maintenant les températures de l'huile et du carburant dans des limites définies, le refroidisseur de surface contribue à l'optimisation des performances des moteurs. Le passage d'un flux de dérivation frais sur la surface exposée à l'air de l'échangeur de chaleur refroidit l'huile et le carburant. Cependant, les refroidisseurs de surface actuels sont parasites pour le moteur et occupent également des surfaces qui servent à réduire le bruit du moteur. En conséquence, leur poids, leur volume et leur rendement sont des questions critiques. Le projet SHEFAE (Surface heat exchangers for aero-engines), financé par l'UE, avait pour objectif de concevoir et fabriquer un refroidisseur de surface métallique qui remplacera une partie de la structure de carénage de base. Les partenaires du projet ont développé et effectué la démonstration d'un refroidisseur structurel de surface avancé attaché à une structure composite de montage (SCM). Ils ont défini des spécifications pour les deux, répondant aux exigences liées aux moteurs à turbine à gaz modernes. Les problèmes de capacité matérielle, de fabricabilité et de conception mécanique de la SCM ont été abordés. Cela a permis une meilleure compréhension globale, aboutissant à un concept compétitif qui présente une réduction de poids de 20 % par rapport à ce qui existe actuellement. La fabrication a été réussie avec des pièces de bonne qualité produites sans retards grâce à la modélisation informatique des procédés de la méthode de fabrication. Les chercheurs ont étudié les mécanismes de défaillance pour les boulonnages de composites sous différentes conditions de fonctionnement, et ils ont développé des modèles pour prévoir ces défaillances pour une large gamme de circonstances. Ils ont évalué les performances de divers matériaux de résine en cas d'incendie et déterminé celui qui était le plus adapté. L'équipe du projet SHEFAE a également imaginé des modèles pour évaluer les performances des refroidisseurs de surface. En introduisant des technologies pour des applications aérospatiales civiles en Europe et au Japon, le projet SHEFAE a contribué aux objectifs très ambitieux de la vision européenne pour l'aviation à l'horizon 2050. Le projet a également renforcé les liens entre les partenaires et industriels européens et japonais dans le domaine de la recherche et de la technologie.
Mots‑clés
Échangeur de chaleur de surface, moteurs d'avion, refroidisseurs de surface, SHEFAE, structure composite de montage
