Un meilleur refroidissement pour les moteurs d'avions du futur
Le rendement d'un moteur à réaction dépend largement des performances de la turbine. La conception du système de refroidissement de la turbine reste l'une des étapes les plus délicates du développement d'un moteur, et les ingénieurs s'en remettent principalement à des outils empiriques pour leurs nouveaux concepts. Le projet ERICKA (Engine representative internal cooling knowledge and applications), financé par l'UE, a conduit plusieurs tests sur des bancs d'essai fixes et tournants pour optimiser les concepts de refroidissement des pales de turbine. Le travail expérimental a été complété par une analyse et une modélisation informatiques. Les technologies de refroidissement de pointe constituent un domaine critique pour l'amélioration des systèmes de refroidissement des pales de turbine à gaz. Une grande partie du travail a été consacrée à l'optimisation des performances de refroidissement des systèmes d'incidence. Les chercheurs ont testé différentes positions, angles et formes pour les trous d'éjection, afin d'évaluer les performances du refroidissement des pales. Ils ont également déplacé les ailettes et le trou de projection d'air pour améliorer les résultats. Les partenaires du projet ont étudié de manière approfondie la géométrie statique et en rotation du refroidissement de moteurs typiques, actuels ou futurs. La conduite d'expériences leur a permis de sélectionner de nouvelles géométries, de les fabriquer et de les tester. Le projet ERICKA a fourni des données de mesure de niveau mondial du coefficient de transfert de chaleur (CTC) et développé des méthodes informatiques pour exploiter de manière avantageuse la rotation pour améliorer la conception des systèmes de refroidissement et l'efficacité des turbines. L'analyse informatique de la dynamique des fluides a permis de prévoir les flux internes. Le projet a soutenu le développement d'un logiciel de conception spécifique pour les systèmes de refroidissement. À partir des mesures de CTC, les partenaires du projet ont développé du code pour trouver les conceptions de passage de refroidissement optimales pour les turbines à haute et basse pression. Le site web du projet propose en téléchargement une base de données des mesures au banc du transfert de chaleur et de la perte de pression pour la géométrie statique optimisée. Le projet ERICKA avait pour objectif de réduire les émissions de dioxyde de carbone de 1 % par rapport aux moteurs de référence de l'année 2000. Le projet a fait significativement progresser la compréhension du transfert de chaleur et du refroidissement qui permettra de développer de nouvelles solutions de refroidissement. Les activités de dissémination du projet incluent une présentation et un poster présentés lors d'un atelier ainsi que le site web du projet.
Mots‑clés
Moteurs à turbine, système de refroidissement, pales de turbine, transfert de chaleur
