Des moteurs haute performance grâce aux turbosoufflantes à engrenages
Le marché de l'aéronautique d'éloigne progressivement des moteurs classiques à turboréacteurs à double flux pour s'orienter vers les moteurs à engrenages qui sont beaucoup plus efficaces pour réduire la consommation de carburant. La conception du système de transmission de puissance est vitale pour améliorer la densité de puissance à des vitesses de fonctionnement élevées, et doit être tolérante à toute variation qui pourrait en compromettre l'efficacité. Dans le cadre du projet OPTIMIZE (Design of experiments to optimize design solutions for a power reduction gearbox), financé par l'UE, des chercheurs ont conçu des méthodes expérimentales pour évaluer l'effet des variations de tolérance technique sur l'efficacité des engrenages. L'accent a été mis sur l'analyse de l'impact de la déviation cumulative totale du pas, l'écart de profil total, la déviation hélicoïdale totale et d'autres paramètres comprenant l'angle de pression, la capacité de charge, l'usure des dents et l'émission de bruit. En réalisant des tests sur deux ensembles d'engrenages, qui différaient par leur géométrie, les chercheurs ont obtenu des données précieuses concernant la résistance à l'usure, les erreurs de transmission et les pertes de puissance. Le premier ensemble comprenait des engrenages avec des erreurs microgéométriques générées au cours du processus de fabrication, alors que le deuxième comprenait des engrenages présentant une géométrie optimisée. Le banc d'essai intégrait des capteurs de force, des accéléromètres et des codeurs, ainsi que des logiciels pour analyser les signaux des différents capteurs. Le travail expérimental a été complété par des simulations numériques utilisant des outils d'analyse de contact des dents sous charge (LTCA). À l'aide de ces outils, il a été possible d'estimer le graphique d'erreurs de transmission et d'afficher le motif porteur, prenant en compte la charge et les angles d'axe. Les améliorations des performances des engrenages sont essentiellement dues aux exigences des utilisateurs de moteurs à turbosoufflante à engrenages. Ils recherchent une plus grande densité de puissance dans un système léger et compact avec des coûts de fabrication et de fonctionnement peu élevés, de faibles émissions sonores et une plus grande fiabilité. Les outils d'OPTIMIZE peuvent les aider à faire de ce rêve une réalité.
Mots‑clés
Turbosoufflante à engrenages, tolérances techniques, boîte à engrenages, transmission de puissance, OPTIMIZE, analyse de contact des dents sous charge
