Repousser les limites de la modélisation pour protéger les moteurs d'avions
Les rotors ou disques aubagés des moteurs à turbine peuvent être sujets à des problèmes causés par les vibrations. Les fortes vibrations peuvent avoir un effet néfaste sur les disques aubagés mal réglés avec des variations structurelles provoquées par l'usure ou les défauts de fabrication. L'ingestion d'objets étrangers dans les moteurs et les dommages que cela provoque sur les aubes sont également la cause de défaillances. Le développement d'outils de contrôle de santé structurelle embarqués pour les pales de rotor est par conséquent une priorité importante. C'était l'objectif du projet UPGRADE (Complex dynamic interactions of nonlinear, multistage and localization phenomena in turbine engines: Development and validation of efficient and accurate modeling techniques), financé par l'UE. Un contrôle de santé structurelle efficace dépend d'une compréhension profonde des phénomènes physiques sous-jacents à contrôler et de la corrélation de leurs paramètres clés avec des dommages mesurables sur les pales. Les chercheurs ont étudié la physique fondamentale sous-jacente à la réponse complexe et en plusieurs étapes d'un rotor de moteur avec des pales fendues et/ou mal réglées. Dans le cadre d'une analyse de réponse forcée, un code numérique a été mis en œuvre pour produire une base de données de réponses à diverses fréquences de vibration pour des pièces réglées et déréglées. L'étape suivante pour l'équipe a consisté à développer des techniques de modélisation simplifiées pour réduire le temps d'exécution de l'analyse non-linéaire des disques aubagés avec dommages. Ayant établi le contexte théorique requis pour le contrôle de santé structurelle, l'équipe a conçu une méthode de détection et de localisation des fissures dans les disques aubagés mal réglés et fendus. Dans ce but, des maquettes de pales ont été testées dans une plateforme conçue pour valider de manière expérimentale la précision et l'efficacité de l'identification des pales fendues des pièces de moteur. Le projet UPGRADE a produit des éléments constitutifs clés d'un système de contrôle de santé structurelle capable de détecter les dommages subis par les pales de rotor de moteur à turbine. Les nouvelles techniques de détection des fissures en ligne permettront de prendre des décisions critiques de maintenance et de réparation aboutissant à des capacités opérationnelles augmentées. Cela bénéficiera également à l'industrie aéronautique pour le développement de nouveaux engins volants grâce à une utilisation accrue de la modélisation et de simulations.
Mots‑clés
Moteurs d'avion, contrôle de santé structurelle, disques aubagés, fortes vibrations, UPGRADE