Des composants résistants pour les futurs moteurs d'avion
Le rotor ouvert contrarotatif (contra-rotating open rotors, CROR), également appelé propfan, est constitué de deux hélices successives, non carénées et tournant en sens inverse. L'énergie transférée à l'air par la première hélice est en partie récupérée par la seconde, ce qui améliore le rendement. Cependant, la proximité des deux hélices et les charges dynamiques très élevées engendrent des problèmes techniques (fatigue et instabilité aérodynamique) qu'il est nécessaire de gérer. Le projet LIGHT-COWLS, financé par l'UE, met au point des méthodes pour utiliser des composites légers afin de fabriquer des carénages rotatifs pour les nacelles moteurs des CROR. Ils seront utilisés pour fabriquer des pièces cylindro-coniques d'environ 1,5 m de diamètre. Dans l'optique du démonstrateur SAGE2 (Sustainable and Green Engine 2) de l'UE, les scientifiques se sont efforcés d'obtenir les caractéristiques requises de poids et de résistance, tout en assurant un fonctionnement à haute température. L'accent a été mis sur des résines renforcées par des fibres et avec une température de transition vitreuse élevée. La température de transition vitreuse est un élément essentiel pour tout système polymère. En dessous de ce point, le polymère est bien plus solide, rigide et isolant électriquement, plus stable dans ses dimensions et plus résistant chimiquement. D'un point de vue pratique, la température de transition vitreuse est souvent considérée comme la limite des conditions de fonctionnement. Durant la première période du projet, les scientifiques ont testé et sélectionné des composites, puis ils ont mis au point un premier concept. Ils ont ensuite conduit des tests pour évaluer les difficultés de fabrication et définir des mesures afin de contrôler les risques de défaillance. Le projet est ensuite passé à la phase critique de conception. Toutes les pièces de carénage rotatif pour nacelles ont été livrées pour le moteur de démonstration Open Rotor SAGE2. Les chercheurs de LIGHT-COWLS ont fourni des carénages rotatifs de qualité aviation avec des composites légers à haute température de transition vitreuse, à destination des moteurs CROR pour le démonstrateur SAGE2. La réussite du concept et sa commercialisation auront un impact majeur sur la consommation de carburant et les rejets associés, et donc sur l'environnement et le coût du transport aérien.
Mots‑clés
Composites, hélices non carénées à rotation inverse, carénages, SAGE2, température de transition vitreuse
