Les systèmes intelligents équipant les pales de rotor font un pas en avant

Les systèmes actifs intégrés aux pales de rotor des hélicoptères sont capables d'adapter les propriétés aérodynamiques des pales, entraînant une baisse de la consommation de carburant, une hausse de la vitesse maximale et une réduction du bruit. Un projet de l'UE a développé un processus de moulage économique de grande précision pour fabriquer les pales d'un modèle composite de giravion intégrant des systèmes actifs et rendre ainsi les futurs hélicoptères plus intelligents.

Technologies industrielles

Le système de volet de Gurney actif (active gurney flap - AGF) a été sélectionné parmi tous les systèmes de rotor actifs actuellement en cours de développement dans le cadre du sous-programme Green Rotorcraft de l'initiative technologique commune Clean Sky. Le système AGF diminue la vitesse spécifique nominale des pales, entraînant moins de bruit et de vibrations et un fonctionnement plus efficace. La validation des systèmes AGF innovants nécessite de fabriquer et de procéder à des essais en soufflerie des pales du modèle réduit avant de passer au modèle grandeur nature. Le projet ACCUBLADE(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) (Low cost design approach through simulations and manufacture of new mould concepts for very high tolerance composite components) a facilité la validation de la technologie en soufflerie en concevant des moules destinés à la fabrication des pales du prototype de rotor intégrant un système de volet de Gurney actif. L'intégration efficace du système AGF dans des pales d'un modèle réduit en utilisant une technologie prepeg de pointe est difficile à réaliser. Le projet ACCUBLADE a imaginé une méthode pratique de conception de moules basée sur des simulations de processus, évitant ainsi les procédures expérimentales longues et onéreuses engendrant des risques d'erreurs. Les chercheurs ont développé de nouveaux modèles thermiques et d'imprégnation et les ont utilisés pour l'analyse et l'optimisation des points critiques liés au processus. Ceux-ci comprenaient les distorsions de forme provoquées par les différents coefficients de dilatation thermique des matériaux, les gradients de température ou les éventuelles défaillances d'écoulement de résine. Les résultats des essais en laboratoire sur les matériaux composites ont servi de données d'entrée pour la modélisation des causes de distorsion les plus pertinentes, notamment les phénomènes de déformation et de contraction. Les simulations ont permis d'obtenir un modèle de moule optimisé pour le traitement précis des pales du prototype de rotor. Les chercheurs ont ensuite fabriqué des moules de grande précision et poli la surface jusqu'à ce qu'elle devienne lisse. La technologie permet d'obtenir des pales de rotor d'une forme nette, soit par moulage conventionnel des pré-imprégnés soit par une autre méthode qui combine un traitement des pré-imprégnés et un moulage liquide. Un suivi efficace des paramètres de moulage a été possible grâce aux capteurs intégrés. Les résultats des tests d'inspection des pales du prototype étaient prometteurs. ACCUBLADE a développé une méthode écologique de fabrication de moules qui réduit le gaspillage de matériaux et la consommation d'énergie tout en facilitant l'intégration du système AGF innovant dans les pales de rotor.