Améliorer les performances des moteurs d'avions
Les turbines d'avions ont considérablement progressé ces dernières années, mais les systèmes qui lubrifient les pièces très sollicitées et extraient la chaleur sont restés largement les mêmes. Il faut faire appel à de nouvelles technologies pour répondre aux besoins futurs, améliorer le rendement thermique, réduire la consommation spécifique de carburant, préserver la fiabilité et réduire la masse. Le projet ELUBSYS («Engine lubrication system technologies»), financé par l'UE, a relevé ce défi via de nouvelles technologies comme les joints à brosse. Les joints à brosses réduisent les prises d'air tout en résistant à l'environnement difficile d'un avion en service, augmentant le rendement des moteurs. Le but était de réduire de 60% les prises d'air et la consommation d'huile, d'améliorer la surveillance de la qualité de l'huile et la gestion thermique, et de réduire la masse du système de lubrification. L'ensemble aura un impact fondamental sur la réduction de la consommation spécifique et des rejets. Des membres de l'équipe ont évalué trois types de joints à brosses, dont des versions en Kevlar ou en carbone. Ils ont évalué la capacité à étanchéifier une chambre de paliers en réduisant les prises d'air, ainsi que la résistance dans des conditions extrêmes. Les joints ont dépassé les attentes, avec une excellente endurance et une réduction de 75 à 95% de la consommation d'air. Les scientifiques ont également étudié l'impact des joints à brosses sur le rendement thermique et la qualité de l'huile. Ils ont pour cela considéré le système de lubrification dans son ensemble, y compris le comportement de l'huile et les performances des évents et des fentes de récupération. La conduite d'expériences, associée à des modèles numériques, a conduit à un ensemble de règles et de directives afin de concevoir de meilleurs systèmes de lubrification pour les turbines à gaz des moteurs modernes. Les chercheurs ont mis au point plusieurs types de capteurs d'état de l'huile. Ils en ont déjà validé deux dans les conditions difficiles de fonctionnement dans les moteurs. Globalement, le système ELUBSYS pourrait réduire de 26 kg la masse des moteurs, de 60% la consommation d'huile et de 90% la consommation d'air. Il devrait aussi réduire notablement les coûts de maintenance, les coûts opérationnels directs et l'impact sur le climat. L'amélioration des moteurs et des systèmes de lubrification, ainsi que les recommandations pour les conceptions futures, auront un impact considérable sur la compétitivité de l'industrie aérospatiale européenne.
