Les avions seront guidés par l'impulsion du moteur

2000/06/01 Kortabarria Olabarria, Beñardo - Elhuyar Zientzia Iturria: Elhuyar aldizkaria

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Le programme de chasse EF-2000 est le plus grand projet militaire de coopération qui a été lancé et presque terminé en Europe à ce jour. Plus de 400 entreprises d'Allemagne, du Royaume-Uni, d'Italie et d'Espagne travaillent en direct dans le consortium Eurofighter (British Aerospace (Royaume-Uni), DASA (Allemagne), Alenia (Italie) et CASA (Espagne) qui réalise l'avion. Les premiers avions de la série EF-2000, moteurs 148 et 363, seront réalisés en 2001 et voleront en 2002.

Le moteur EJ-200 va propulser l'avion de chasse EF-2000 et son développement est la responsabilité du consortium Eurojet, Rolls Royce (Royaume-Uni), MTU (Allemagne), Fiat Avio (Italie) et Industrie de Turbo Propulseurs (ITP) de Zamudio. La construction du moteur est distribuée et la société de Zamudio fabrique la trémie convergent-divergente, le diffuseur de fuites de la turbine, le boîtier du tube de dérivation, le boîtier du brûleur arrière et les tubes et câbles extérieurs du moteur.

Il est clair que les entreprises les plus puissantes du secteur de l'aviation en Europe ont décidé de suivre la voie de la collaboration. Ils n'ont pas eu d'autre choix que d'affronter la concurrence. Les entreprises européennes doivent rivaliser avec des entreprises américaines et pour cela, elles devront construire des moteurs à faible impact environnemental et à bon prix sans faille.

Les experts prévoient une croissance du secteur de l'aviation dans les vingt prochaines années et on constate que l'actuelle concurrence intercontinentale sera remplacée par la coopération entre les continents, y compris l'Asie. Pour cet avenir, ITP a travaillé et collaboré avec les principaux fabricants de moteurs au monde : EJ-200 (Rolls Royce, MTU, Fiat Avio); Trent (Rolls Royce); 501K et 660 K (Allison); Atar 9K50 Plus (Snecma); BR710 et BR715 (BMW-RR); General Fiat; 253

Toute cette expérience et surtout la voie parcourue dans le développement du projet de la buse du moteur EJ-200 ont permis à ITP de lancer un nouveau projet qui a pratiquement abouti: Trémie vectorielle pour le moteur EJ-200. Ce projet a été considéré comme un travail de R & D et ne fait pas partie du programme actuel du moteur EJ-200.

Nouvelle trémie

La trémie est la partie finale du moteur de réaction des avions. Dans les trémies conventionnelles, le gaz provenant de la turbine s'étend dans la trémie, ce qui augmente la vitesse des gaz d'échappement à mesure que la pression baisse. Par conséquent, l'air sort à une vitesse supérieure à l'entrée. Ainsi apparaît la poussée qui déplace l'avion vers l'avant. Les buses vectorielles ont la même fonction : augmenter la vitesse du gaz qui sort de la turbine pour augmenter la poussée du moteur, mais elles peuvent aussi conduire la direction du gaz.

L'avion peut donc utiliser la même poussée pour contrôler et manoeuvrer le vol. L'utilisation de l'impulsion pour contrôler le vol n'est pas une idée nouvelle, mais jusqu'à présent elle n'a pas pu être réalisée en raison du manque de technologie et de matériaux appropriés. Aujourd'hui, en Europe, il n'y a pas d'avions qui utilisent la tuyère vectorielle, alors qu'ailleurs ils existent. Selon le mouvement se distinguent deux types de trémies vectorielles: 1) Buses 2D vectorielles: capables de faire mouvement de gauche à droite. 2) Buses vectorielles 3D: celles qui permettent le mouvement de gauche à droite et de haut en bas ou en bas vers le haut. En général, la technologie des trémies vectorielles peut être utilisée avec n'importe quel turboréacteur ou turbofan. Cependant, les buses vectorielles existantes sont actuellement utilisées dans des avions de réaction militaires de post-combustion. À l'avenir, cette technologie devrait également être utilisée dans les avions avec un autre moteur de réaction.

L'un des problèmes les plus graves des buses vectorielles qui ont été conçus jusqu'à présent a été de trouver un entraînement capable de déployer et de fermer la partie convergente et divergente de la buse et, en même temps, diriger la trémie vers différentes directions. Ainsi, toutes les buses vectorielles existantes utilisent un système d'actionneurs pour chaque fonction, deux par conséquent. En plus de trouver un système de bon poids, prix et taille pour être en mesure de remplir le rôle de la tuyère vectorielle, jusqu'à présent a été un gros problème. La plus grande innovation technologique de la buse conçue par ITP se trouve dans le système d'actionneurs. Précisément parce qu'il a un système d'entraînement unique, dans ce cas hydraulique, pour effectuer toutes les tâches de la buse vectorielle. Avec le même entraînement, vous contrôlez à la fois la section convergente de la tuyère, qui est le lieu où vous décidez de l'entrée de gaz, comme le divergent, qui est le point où vous décidez où le gaz est envoyé. Il est clair que cela peut avoir une grande influence sur le poids, le coût et l'efficacité du moteur en général. Pour améliorer cet aspect de la recherche, ITP travaille actuellement avec de nouveaux matériaux, en plus des tests de vol et des tâches de lancement de la trémie.

Parcours 10 ans

Comme dit, on peut penser que le projet de la buse vectorielle est terminé, mais ce n'est pas le cas, même si elle a parcouru un long chemin, il reste encore à faire. Le projet proprement dit a commencé en 1990. Au cours des cinq premières années du projet, l'idée a été brevetée, la conception a été réalisée et la maquette a été construite. ITP a compté dans ces années avec la collaboration de la société allemande DASA dans le domaine du conseil, qui est un puissant moteur de la technologie associée à la tuyère vectorielle.

Une fois cela fait, nous avons procédé à la conception aérodynamique. Dans le même temps, jusqu'à trouver le plus approprié, il a procédé à la sélection des matériaux légers nécessaires pour réaliser le projet de la trémie vectorielle. En général, la plupart des parties de la trémie sont constituées d'alliages de titane et de nickel.

Dans les premiers mois de 1997 a été lancé la conception du prototype de trémie vectorielle pour les essais. Et c'est qu'ils voulaient commencer à tester l'année prochaine.

Avant de commencer les tests, cependant, il y avait quelque chose à faire. Ils étaient destinés à la fabrication de composants de la tuyère vectorielle, ainsi que les actionneurs qui donnaient du mouvement à la trémie. Sous les ordres d'ITP ont été réalisées par la société madrilène CESA. Non seulement cela, mais en plus de la fabrication de composants et d'actionneurs, sa réponse correcte a également été vérifiée, car plusieurs tests ont été effectués.

L'année 1998 a été une année importante pour le projet de la buse vectorielle, puisque plusieurs travaux déjà commencés ont été achevés cette année-là. Initialement, le système électronique de contrôle de la trémie vectorielle a été développé. L'intégration de la trémie vectorielle dans le moteur EJ-200 a ensuite été réalisée. Enfin, les systèmes de contrôle ont été testés dans un simulateur de vol virtuel. Les travaux ont été réalisés par la société allemande MTU, seule partenaire d'ITP dans ce projet. La société MTU assure également le contrôle électronique du moteur dans le consortium Eurojet pour l'exécution du moteur EJ-200 d'origine. Une fois les composants développés, les actionneurs et le système de contrôle, le montage et l'instrumentation de la trémie ont été réalisés.

En plus des simulateurs, avant les tests effectués sur les vols avant de se rendre sur le marché, il est nécessaire d'effectuer des essais au sol dans l'atelier. Bien que ces tests soient effectués sur des bancs d'essai pré-préparés, le projet de trémie vectorielle étant spécial, il a fallu adapter le banc d'essai. Une fois le banc d'essai préparé, les tests ont été effectués sur le sol, en plaçant la trémie dans différentes situations qu'elle aurait dans un vol réel. Ces tests ont permis d'obtenir des données attestant du bon fonctionnement de la buse.

Après plus d'un an à compter de la réalisation des tests terrestres, l'étape suivante consistera à effectuer des tests sur des vols réels, car avant de commencer la production, il est impératif de tester la technologie en vol. Enfin, logiquement, le produit devrait être commercialisé. Pour l'instant, il semble que le marché sera unique, le militaire. Si elle répond correctement aux avions militaires, il ne fait aucun doute qu'à l'avenir, cette technologie pourra également être utilisée dans la société civile.

Au début du projet, l'objectif principal d'ITP était logiquement de faire des affaires, mais ce n'était pas le seul. Les étapes qui ont été faites jusqu'à présent ont permis de démontrer à ITP que la technologie des buses vectorielles peut avoir un avenir, ce qui a permis aux clients potentiels de l'avenir. D'un point de vue technique, le travail réalisé a permis à ITP d'élargir ses connaissances sur les buses vectorielles, de calibrer ses systèmes de calcul et de travailler avec des systèmes hydrauliques pour actionnements - dans le projet original EJ-200 la buse est la responsabilité de l'ITP, mais le système hydraulique et les actionneurs sont la responsabilité de Fiat Avio, tandis que dans le projet de tuyère vectorielle est responsable.

La prédiction peut être trop dangereuse, mais si on avance sur le chemin des buses vectorielles, il est possible que le contrôle des futurs avions et la capacité de manœuvrer aient peu à voir avec les actuels.