Essai d'une heure : le moteur GT50 atteint le régime permanent

Un bilan de santé irréprochable après le premier essai

La toute première tâche après l'essai initial du GT50 a consisté à inspecter le moteur pour confirmer que rien n'avait été endommagé et que tout s'était comporté exactement comme prévu.

Nous avons déposé le collecteur de carburant et inspecté chaque injecteur de carburant ainsi que chaque tourbillonneur. Ensuite, grâce aux accès que nous avions aménagés, nous avons exploré le cœur du moteur à l'aide d'un boroscope : autour de la chemise de combustion, le long de la jonction entre la chemise et le distributeur de la turbine, puis en passant par l'arrière du moteur pour examiner les aubes de la turbine par l'avant, jusqu'au compresseur.

Le verdict ? Aucune trace de frottement, aucune perte d'intégrité dans le moindre composant, et absolument aucun comportement inattendu. Il a fonctionné exactement comme nous l'espérions.

Vingt cycles d'essai en un mois

Une fois le bon état du moteur confirmé, la phase suivante a consisté à intégrer de nouveaux équipements sur le banc d'essai, à finaliser les tests fonctionnels, puis à commencer à pousser le moteur vers des points de fonctionnement plus rapides, plus chauds et à plus haute puissance, en prolongeant les durées de fonctionnement afin d'élargir très progressivement, méthodiquement et prudemment l'enveloppe opérationnelle et d'acquérir de l'expérience sur le moteur.

Environ vingt cycles d'essai plus tard, de nombreuses petites améliorations progressives se sont traduites par de véritables avancées.

À l'intérieur de la cellule d'essai améliorée

La sécurité avant tout

Avant tout travail à haute vitesse, les systèmes de sécurité ouvrent la voie. Une structure de confinement anti-arrachement de pale vient désormais se placer au-dessus du moteur lors des premiers essais à haute vitesse, conçue pour contenir en toute sécurité l'éjection de pales pendant l'arrêt du moteur. Pour les essais à plus haute température et à plus grande vitesse à venir, une structure en béton sera construite autour de l'extérieur du conteneur, capable de contenir une rupture de disque — soit un événement catastrophique total à l'intérieur du moteur. Pour les prochains essais, le confinement anti-arrachement de pale est tout ce dont nous avons besoin.

150 capteurs, entièrement calibrés et en enregistrement

Le changement visuel le plus notable sur le moteur lui-même est que les 150 capteurs sont désormais entièrement connectés, calibrés et soigneusement reliés aux systèmes d'acquisition de données. Cela nous permet de surveiller chaque détail du moteur en temps réel durant les essais.

Tout aussi important : nous enregistrons absolument tout. Une fois un point d'essai complété, nous pouvons travailler hors ligne et comparer chaque aspect du comportement du moteur avec les performances attendues et prédites lors de sa conception, en identifiant les nuances qui nécessitent des ajustements, un calibrage ou une meilleure configuration avant de passer aux essais plus rapides, plus exigeants et plus intenses qui sollicitent véritablement le moteur dans ses retranchements.

Systèmes de carburant et de lubrification, déportés hors moteur

Nous continuons à utiliser une assistance hors moteur pour les systèmes de carburant et de lubrification, afin de pouvoir les régler parfaitement avant que nos propres accessoires ne soient montés à l'avant du moteur. Le banc de lubrification nous offre un contrôle indépendant de chaque alimentation en pression, de chaque circuit de récupération et du taux d'échange thermique de l'huile de retour dans le réservoir, ce qui nous permet d'ajuster les débits d'alimentation et de récupération et ainsi de minimiser la taille et le poids de la pompe auxiliaire qui sera montée de série sur le GT50, simplement en ajustant la largeur de denture de ses pompes à engrenages.

À l'extérieur du conteneur, nous pouvons désormais ravitailler le moteur en carburant en temps réel et modifier les paramètres de lubrification et de récupération en cours d'essai depuis des bancs externes. Un réservoir de carburant nettement plus grand, alimenté depuis notre réservoir de réserve situé de l'autre côté de la cour, nous prépare pour les longues séquences d'essais qui approchent — et un nouvel auvent permet à l'équipe de travailler à l'abri tandis que nous poursuivons les essais pendant les mois plus frais.

Une surveillance à 360°

À l'intérieur du conteneur, des caméras vidéo placées aux quatre coins nous offrent un enregistrement complet du moteur sous tous les angles lors de chaque essai. Une caméra thermique pointée sur le moteur nous permet de calibrer les températures de toutes les surfaces environnantes — et de détecter toute fuite de gaz au niveau des brides, ou partout ailleurs sur le moteur, dès son apparition.

Optimiser l'allumage

Les performances d'allumage ont constitué un autre axe de travail lors des essais récents. Le GT50 est équipé de deux allumeurs dans les quadrants inférieurs, avec plusieurs emplacements prévus et la possibilité de les insérer plus ou moins profondément dans le moteur.

Jusqu'à présent, les performances d'allumage ont été principalement dictées par la dynamique du système de carburant : la façon dont nous amorçons et purgeons les conduites, et dont nous maintenons les injecteurs en parfait état à chaque essai pour obtenir un allumage fluide et homogène dans tout le moteur. Une grande partie du temps lors de ces premiers essais a été consacrée à maîtriser parfaitement ce point : maintenir des températures basses au démarrage et assurer une accélération constante durant les premières phases d'allumage et de montée en régime.

Équilibrage du système de lubrification

L'autre domaine critique a été le système de lubrification : la mise en place et l'équilibrage précis de chacun des flux. Au fur et à mesure que nous allongeons progressivement les durées de fonctionnement et que nous poussons un peu plus le moteur dans ses retranchements, nous veillons à ce qu'il atteigne un équilibre thermique optimal, avec une dynamique des flux configurée pour extraire la chaleur nécessaire des paliers et du cœur du moteur, maintenir l'huile dans le réservoir à une température raisonnable, et assurer le bon fonctionnement des pompes de refoulement et de récupération.

La course d'une heure

Aujourd'hui a marqué plusieurs premières pour le programme : faire tourner le moteur avec l'ensemble de ces systèmes validés, pendant une durée bien plus longue.

Le matin, nous avons fait tourner le moteur pendant plus d'une heure afin de l'amener à des conditions de fonctionnement en régime établi :

• Températures de lubrification stables
• Récupération d'huile stable
• Températures des paliers stables
• Températures uniformes en sortie de chambre de combustion

Puis, l'après-midi, nous avons recommencé, avec une seconde séquence d'une heure, cette fois avec l'échappement conique installé à l'arrière du moteur, ce qui établit correctement les pressions dans l'ensemble du moteur. Le résultat ? Températures des paliers stables, températures de combustion stables, alimentations en huile et pressions stables. Le moteur a tourné de manière vraiment, vraiment fluide, fonctionnant à la perfection.

La voie à suivre est claire. Nous allons accumuler davantage d'heures sur le moteur et engranger plus d'expérience, affiner certaines températures de lubrification, puis nous passerons à l'expansion de l'enveloppe, en poussant le GT50 plus fort, plus vite et à des températures plus élevées, face à l'ensemble des conditions aux limites de pression.