Financé dans le cadre du programme CleanSky 2 (Horizon 2020), le projet ICTUS (Instrumented Engine Cradle for the Turboprop Ground Test) , coordonné par la SRC VibraTec depuis son lancement en 2018, ouvre des perspectives très intéressantes en matière d’aviation grâce à la conception, la fabrication et la qualification du berceau moteur TechTP de Safran Helicopter Engines, premier démonstrateur livré dans CleanSky2.
« ICTUS répond à quatre objectifs : la conception pour le vol et la fabrication du berceau supportant le moteur et la nacelle, la fourniture d’un berceau d’instrumentation spécifique pour gérer les charges, la température et les vibrations, la compréhension et l’amélioration de l’environnement des flux d’air des moteurs et enfin la mesure des charges statiques et dynamiques des moteurs en fonctionnement » souligne Romain Leneveu, coordinateur du projet chez VibraTec.
Ce travail permet ainsi d’améliorer l’exploitation des bancs d’essai statiques des moteurs par le biais de la combinaison entre l’instrumentation et le développement de méthodes d’essai avancées.
« Nous avons créé un modèle dynamique détaillé pour prédire la réponse statique et dynamique du système. La conception à faible masse est en adéquation avec la faible émission de carburant du démonstrateur, tandis que l’optimisation du trajet de transmission permet une réduction du bruit solidien à l’intérieur de la cabine»
Après sa fabrication, le berceau a été équipé de jauges de contrainte et soumis à des charges radiales et axiales représentatives. Les partenaires du projet ont surveillé les charges du moteur dans des conditions opérationnelles et la réduction du trajet des vibrations afin d’optimiser le confort de l’équipage et des passagers. Ils ont fait appel à un nouveau type de capteur basé sur les technologies de réseau de Bragg à fibres, une famille de capteurs de contrainte à fibres optiques qui résistent à des conditions environnementales sévères, notamment aux champs électromagnétiques. L’équipe a également étudié l’environnement de l’écoulement d’air du moteur et a mesuré l’enveloppe de charge statique et dynamique du moteur à partir de l’essai du moteur au sol.
Les essais du moteur statique ont consisté à effectuer une analyse thermique à l’aide de la mécanique des fluides numérique pour ajuster le processus d’étalonnage des capteurs, une exigence minimale pour surveiller avec précision le démonstrateur Tech TP. Selon Romain Leneveu: « Une méthode inverse a été mise en place en parallèle pour mesurer les charges opérationnelles du moteur Tech TP. Ces mesures indirectes nous ont permis de caractériser les forces statiques et dynamiques transmises par le moteur au niveau de ses points de montage » Fabricants de moteurs et avionneurs peuvent ainsi exploiter des outils de prédiction de l’interface moteur dans son environnement nettement plus performants. L’exploitation d’un banc d’essai statique est plus efficace et efficiente. Cela renforce la compétitivité de l’industrie aéronautique européenne. « La réalisation du berceau inaugure une nouvelle phase pour le démonstrateur Tech TP, et constitue un pas en avant vers la prochaine génération de propulsion », conclut Romain Leneveu.
Le projet de démonstrateur de moteur Tech TP de CleanSky ouvre donc la voie à un moteur 100 % européen, durable, à faible consommation de carburant et à faible intensité sonore, destiné à l’aviation générale et aux petits avions (jusqu’à 19 passagers). En outre, les économies de carburant permettront de réduire les coûts pour les exploitants d’avions, ce qui contribuera à renforcer la compétitivité de l’aviation européenne.
