Compte à rebours avant le premier démarrage : au cœur de l'assemblage du moteur GT50 et de l'avancement du HX50

La phase de fonderie du moteur GT50 est achevée, avec la production de suffisamment de composants en superalliage de haute qualité pour assembler trois moteurs complets. Cette approche stratégique permet non seulement de disposer d'unités de réserve, mais offre également la possibilité de procéder à des réglages expérimentaux et à des optimisations lors des essais.

Principales réalisations :

• Aubes de turbine haute pression – Désormais coulées avec une fiabilité et une qualité constantes
• Aubes de turbine basse pression – Ensembles complets prêts pour l'assemblage de la turbine de puissance
• Composants structurels principaux – Tous les éléments essentiels de la structure fabriqués avec succès
• Excellence de l'état de surface – Composants produits avec des bords de fuite intacts et des sections de col précises
• Retrait contrôlé – Procédés de fabrication intégrant parfaitement le comportement du matériau lors du refroidissement

Les standards de qualité atteints représentent un accomplissement majeur, l'équipe de fonderie de Mark produisant de manière constante des composants qui répondent aux spécifications rigoureuses requises pour le fonctionnement d'une turbine à hautes performances.

Aubes de distributeur haute pression

Sept variantes ont été produites pour ce qui constitue habituellement un composant unique. La justification stratégique de ces multiples variantes est la suivante :

• Pièces de rechange – Anticipation des dommages potentiels lors des essais initiaux et des tests aux limites de fonctionnement
• Optimisation de la section de col– L'écartement entre les aubes de la turbine contrôle le débit massique du compresseur vers la turbine, nécessitant une validation empirique
• Version à géométrie nominale– Représente l'intention de conception, en supposant des performances optimales du composant
• Version à géométrie réduite – Présente des profils d'aubes réduits avec des sections de col élargies pour un fonctionnement initial plus sûr
• Stratégie d'essais progressive – Permet à l'équipe de démarrer avec des paramètres prudents et d'approcher progressivement les spécifications de performances maximales

Cette approche maintient le compresseur à l'écart de sa ligne de pompage et garantit des températures de fonctionnement plus basses lors des premiers essais, minimisant ainsi le risque de défaillance catastrophique pendant que l'équipe acquiert de l'expérience opérationnelle.

Déroulement des opérations post-coulée :

1. Traitement thermique (actuellement en cours)
2. Usinage de précision des faces d'assemblage et des surfaces d'étanchéité
3. Opérations d'électroérosion (EDM) pour la découpe des fentes de refroidissement
4. Opérations finales d'électroérosion pour la réalisation des éléments de précision des bagues d'étanchéité métalliques
5. Contrôle qualité et préparation à l'installation sur le moteur

Chambre de combustion annulaire : Deux années de développement prêtes pour l'assemblage

La chambre de combustion annulaire représente l'un des défis de gestion thermique les plus complexes du moteur, et l'intégralité des composants pour trois ensembles complets de chambre de combustion est désormais fabriquée et en attente de l'assemblage final.

L'inventaire exhaustif des composants comprend :

• Anneaux internes – Formés par roulage, précisément dimensionnés et percés d'orifices méticuleusement positionnés
• Anneaux externes – Dotés de joints coulissants pour compenser la dilatation thermique en fonctionnement
• Anneaux de jonction – Conçus pour permettre à la chambre de combustion de « respirer » lorsque les températures du métal atteignent des seuils extrêmes
• Formes embouties complexes – Sections à emboutissage profond, développées par la combinaison de méthodes de simulation et d'expérimentation
• Ensemble de tête de chambre de combustion – Équipé d'orifices de refroidissement par impact et d'éléments de bouclier thermique
• Sections en col de cygne – Composants à emboutissage profond qui s'incurvent dans l'embouchure des aubes directrices

Chaque anneau a été fabriqué selon des tolérances extrêmement rigoureuses et présente un profil unique, minutieusement contrôlé. La possibilité d'interchanger rapidement les configurations de chambre de combustion lors des essais — notamment pour ajuster les orifices de dilution primaires et secondaires ainsi que les schémas de refroidissement par impact — offre une flexibilité déterminante, sans exiger la fabrication de nouveaux ensembles complets.

Diffuseur à aubes et composants critiques du moteur en voie d'achèvement

Le diffuseur à aubes, composant crucial conditionnant le flux d'air en sortie de compresseur, subit actuellement son ultime étape de fabrication : des opérations de brasage dont l'achèvement est attendu dans les tout prochains jours.

Autres composants dont la fabrication touche à sa fin :

• Trois jeux complets d'aubes de turbine haute pression – Coulées, usinées, rectifiées et traitées par électroérosion (EDM), dotées de dispositifs de freinage par fil et intégralement validées par contrôle non destructif (CND)
• Aubes de turbine basse pression – Trois jeux complets coulés et traités thermiquement, en attente des opérations d'usinage final et de rectification des attaches sapin
• Roulements haute vitesse – Roulements en deux parties fabriqués sur mesure, conçus pour les régimes de rotation les plus élevés de l'appareil, intégrant des cages et des éléments roulants de haute précision

Optimisation de la production grâce aux retours de fabrication

Un aspect crucial du processus de fabrication des prototypes consiste à identifier et à éliminer les caractéristiques de conception engendrant des difficultés de fabrication ou des surcoûts.

Étude de cas : Refonte du bout d'arbre intermédiaire

La conception initiale comportait des trous oblongs dans l'arbre pour maîtriser les flux tourbillonnaires dans le circuit d'air secondaire lors de la transition du flux entre les composants fixes et rotatifs. Ces trous oblongs nécessitaient de nombreuses heures d'usinage en raison des contraintes dimensionnelles de l'outillage, augmentant considérablement les coûts de fabrication.

La solution :

• Remplacement des trous oblongs par un plus grand nombre de trous circulaires
• Les trous circulaires peuvent être simplement percés, réduisant ainsi drastiquement les temps d'usinage
• Adaptation du circuit d'air secondaire pour intégrer cette évolution de conception
• Conception représentative de la série intégrée aux composants du moteur d'essai
• Ce processus d'amélioration itératif garantit que les pièces prototypes reflètent le plus fidèlement possible la réalité de la production en série, évitant ainsi des refontes coûteuses après les phases d'essais initiales.

Carters prototypes prêts pour l'instrumentation

Pour permettre une surveillance exhaustive lors des premiers essais, plusieurs carters de moteur sont fabriqués à l'aide de technologies d'impression 3D de pointe.

Composants clés imprimés en 3D actuellement en production :

• Carter de combustion mis à jour – Intègre le système d'injection de carburant de dernière génération, la chemise de combustion et de nombreux bossages d'instrumentation dédiés au suivi
• Carter intermédiaire – Canalise le flux du générateur de gaz vers la turbine de puissance
• Carters avant en aluminium – Forment l'entrée d'air profilée en cloche et intègrent le boîtier de relais d'accessoires (entraînant la pompe à huile, la pompe à carburant et les systèmes auxiliaires)

Ces composants imprimés permettent une itération rapide et offrent les points de fixation nécessaires à l'instrumentation exhaustive requise pour appréhender le comportement du moteur lors des premières phases critiques d'essais.

Création d'un environnement d'essai sécurisé et contrôlé

Faire fonctionner un turbomoteur pour la première fois — particulièrement dans des configurations d'assemblage partiel — présente des défis majeurs qui s'étendent bien au-delà du moteur lui-même.

Exigences de l'installation d'essai en cours de traitement :

Gestion acoustique :

• Conception d'une enceinte acoustique sur mesure
• Système de traitement de l'échappement pour atténuer le bruit du flux d'éjection
• Le fonctionnement initial du générateur de gaz (essentiellement un turboréacteur sans turbine de puissance) générera des niveaux sonores extrêmement élevés
• Les niveaux sonores deviendront plus maîtrisables une fois la turbine de puissance installée et absorbant l'énergie

Flexibilité opérationnelle :

• Systèmes de montage adaptables pour les différentes configurations du moteur
• Infrastructure d'instrumentation pour une collecte exhaustive des données
• Protocoles de fonctionnement modulables pour les différentes phases d'essai
• Réservoir de stockage de carburant aviation de 10 000 litres désormais opérationnel pour les essais d'endurance prolongés

L'aménagement de la cellule d'essai débutera activement la semaine prochaine, avec la mise en place de l'ensemble des infrastructures parallèlement aux ultimes préparatifs d'assemblage du moteur.

Essais de combustion : Sécurisation du premier allumage moteur

Avant de tenter le premier allumage du moteur GT50 complet, des essais de combustion approfondis sont menés au sein d'une installation d'essai dédiée, considérablement modernisée.

Priorités actuelles du développement de la combustion :

• Validation du circuit de carburant – Essais avec des injecteurs de carburant conformes aux spécifications de série et des circuits de carburant haute pression
• Calibrage des paramètres de combustion – Définition des paramètres optimaux pour garantir un premier allumage fiable et un régime de ralenti au sol stable
• Optimisation des composants – Ajustement précis de la disposition des orifices du tube à flamme, du dimensionnement des injecteurs, des pressions d'injection de carburant et de la géométrie du tourbillonneur
• Maîtrise des risques – Validation des caractéristiques de combustion dans un environnement maîtrisé avant d'engager le moteur prototype

Les paramètres validés sur ce banc d'essai seront programmés dans le système de commande du GT50, réduisant ainsi considérablement le risque de dommages lors des premiers instants critiques du tout premier allumage du moteur prototype.

Les sièges équipage anti-crash atteignent le stade de préparation à la production

Bien que le développement du moteur occupe une place centrale, les progrès se poursuivent en parallèle sur la plateforme de l'hélicoptère HX50, notamment dans le domaine de la sécurité et du confort des sièges équipage.

Étapes clés récentes du développement des sièges équipage :

Maturation du processus de fabrication :

• Outillage de la coque en carbone perfectionné au fil de multiples itérations
• Homogénéité de la polymérisation et contrôle qualité établis
• L'outillage représentatif de la coque en carbone produit des revêtements arrière uniformes
• Âmes en mousse prétraitées avec film adhésif, prêtes pour le drapage du carbone
• Procédé de polymérisation en moule fermé validé

Avancées en ingénierie du confort :

• Essais ergonomiques approfondis pour optimiser l'inclinaison de l'assise, l'angle du dossier et le soutien lombaire
• Cartographie des densités de mousse et variations d'épaisseur anatomiquement adaptées
• Mousses chargées en carbone de qualité aérospatiale répondant aux exigences de résistance au feu et de toxicité
• Prototypes en mousse usinés avec précision, validés par des essais utilisateurs
• Stratégie de sellerie de série élaborée à partir de cuir reconstitué

Résultats du premier prototype :

• Première coque de siège complète en carbone, dotée d'une mousse anatomiquement adaptée, récemment achevée
• Intégration de rainures de fixation pour un ancrage précis de la sellerie
• Évaluation en cours des options de teintes de cuir conformes aux spécifications de série
• Esthétique du coussin supérieur en cours de perfectionnement
• Pieds de siège métalliques usinés dans un alliage aérospatial de haute performance (les versions de série utiliseront le moulage à la cire perdue)

Le système de suspension des sièges, les absorbeurs d'énergie et les mécanismes de fixation au plancher sont en cours de développement, avec 12 unités d'essai prévues pour la validation structurelle et les essais de résistance aux chocs.

Pales de rotor principal en composite

L'équipe composites a réalisé des avancées considérables dans la fabrication des pales de rotor principal du HX50, achevant la sixième pale avec des contrôles de qualité exhaustifs.

Validation du processus de fabrication des pales :

Opérations achevées sur la sixième pale :

• Séquence de stratification complète exécutée
• Processus de polymérisation achevé
• Démoulage et inspection géométrique
• Inspections par découpe aux sections transversales clés
• Extraction de sections d'essai d'un mètre pour les essais structuraux

Méthodes d'évaluation de la qualité :

• Découpe de sections longitudinales de la pale pour examiner l'intégrité du stratifié de carbone
• Évaluation de la qualité de consolidation des sections épaisses du pied de pale
• Inspection des zones de transition vers les sections plus fines du profil aérodynamique
• Validation de la reproductibilité sur plusieurs cycles de fabrication de pales

Prochaines phases de développement :

• Détection de la porosité et caractérisation des défauts
• Qualification du processus de contrôle non destructif (CND)
• Protocoles d'inspection pour la production en série
• Procédures d'assurance qualité pour la fabrication en grande série

La qualité constante obtenue démontre la stabilité du processus de moulage des pales et sa capacité à produire des composants aptes au vol.

Système de climatisation : essais de validation grandeur nature

Le système de climatisation de type automobile du HX50, une rareté parmi les hélicoptères légers, est en cours de validation sur le prototype de fuselage numéro quatre, utilisé comme plateforme d'essai dédiée.

Méthodologie de validation du système de climatisation :

• Installation des structures de plancher et des systèmes complets de portes et de fermetures dans le fuselage d'essai
• Montage des ensembles évaporateur et condenseur complets
• Intégration de l'ensemble des équipements de traitement de l'air avec une instrumentation complète
• Essais dans la chambre climatique Mira sur toute la plage de températures opérationnelles
• Validation des performances de chauffage, de refroidissement et de ventilation avant intégration dans le fuselage de série Gen2

Cette approche méthodique garantit le bon fonctionnement du système de climatisation dans toutes les conditions environnementales que le HX50 rencontrera en service, évitant ainsi de coûteuses modifications correctives après son intégration en profondeur dans les aéronefs de série.