16/06/2021

Le retour des moteurs à rotors ouverts !

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Les moteurs à rotors ouverts ne sont en soi pas nouveaux, dans les années 80 déjà des essais avaient été réalisés. Puis abandonné notamment pour des questions de réduction de bruit, une nouvelle génération tente maintenant de revenir sur le devant de la scène.

Projet RISE

Les motoristes General Electric Aviation et Safran ont lancé en début de semaine un programme de démonstration et de maturation technologique dans le cadre de leur coentreprise CFM pour une famille de moteurs à rotor ouvert qui fonctionneraient soit au carburant d'aviation durable (SAF) à 100 %, soit à l'hydrogène liquide d'ici le milieu de la prochaine décennie. Baptisé Rise (Revolutionary Innovation for Sustainable Engines), le programme de développement vise une amélioration de 20 % de la consommation de carburant et des émissions de CO2 par rapport à la famille CFM Leap actuelle.

CFM prévoit des essais au sol sur des modules moteurs dans les installations de GE et de Safran à partir du milieu de cette décennie, suivis d'essais en vol sur un banc d'essai GE « peu après », selon Olivier Andriès, PDG de Safran, qui, avec le directeur général de GE Aviation, John Slattery ont organisé un briefing en ligne au cours duquel ils ont également annoncé la prolongation du partenariat CFM jusqu'en 2050.

Andriès a souligné que l'annonce de Rise n'équivalait pas à un lancement de moteur mais plutôt à un engagement formel à poursuivre les études pour un successeur de Leap sur lequel GE et Safran collaborent depuis 2019. Apparaissant également à l'événement en ligne, le vice-président de l'ingénierie de GE Aviation, Mohamed Ali a qualifié l'objectif de 20 % de consommation de carburant et de réduction de CO2 de "l'amélioration la plus importante" que les entreprises aient jamais réalisée. Les technologies à l'étude comprennent les avancées en matière d'architecture et de matériaux ainsi que l'électrification hybride pour les systèmes moteur et cellule.

Une équipe d'ingénierie conjointe GE-Safran a défini ce que les entreprises appellent une feuille de route technologique complète, comprenant des aubes de ventilateur composites, des alliages métalliques résistant à la chaleur, des composites à matrice céramique (CMC) et la fabrication additive. Le programme Rise comprend plus de 300 composants, modules et versions complètes de moteurs.

Le concept

Les deux motsoristes prévoient d'utiliser un seul rotor dans leur plan, par opposition aux conceptions contrarotatives envisagées dans les études antérieures, y compris l'UDF de General Electric dans les années 1980 et plus récemment, les études à rotor ouvert de Safran développées dans le cadre du programme de recherche européen Clean Sky en 2017.

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"Nous avons récemment pu utiliser ces apprentissages, dans les deux entreprises, en plus d'une utilisation considérable de la puissance de calcul qui est devenue plus récemment disponible", a ajouté Ali. « Et maintenant, nous sommes en mesure d'en faire un seul ventilateur… et de concevoir des pales spécialement pour cela. Cela réduit non seulement le poids et réduit la complexité ; cela augmente l'efficacité et crée le même confort du point de vue du bruit auquel tous les passagers se sont habitués. Andriès a ajouté que cette conception à rotor ouvert n'entraînerait pas plus de bruit - ni à l'intérieur ni à l'extérieur - que le Leap d'aujourd'hui.

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Photos : 1 & 3 Projet RISE 2 L’UDF des années 80 @ CFM