La chambre de combustion annulaire du GT50

Perfectionnements du cœur

Pour concevoir un moteur véritablement de nouvelle génération, nous nous sommes concentrés sur trois aspects critiques de la conception du cœur de la chambre de combustion.

• Distributeur de turbine intégré :L'une des améliorations majeures réside dans l'intégration du distributeur de la turbine haute pression (HP) directement à la chambre de combustion, sous la forme d'un composant soudé. Cette approche crée une transition aérodynamique parfaitement fluide pour le flux de gaz chauds, tout en offrant une connexion d'une résistance et d'une robustesse exceptionnelles.
• Étanchéité renforcée :Nous avons entièrement repensé l'installation et l'étanchéité des injecteurs de carburant à travers le carter de la chambre de combustion. Cette refonte garantit une étanchéité accrue et plus fiable, essentielle au rendement comme à la sécurité du moteur.
• Thermomécanique de pointe :Une chambre de combustion est soumise à des températures extrêmes, et la maîtrise de la dilatation thermique est primordiale. Notre nouvelle conception est étudiée pour « respirer » avec une efficacité accrue, en se dilatant et en se contractant de manière axiale et radiale au sein du moteur, garantissant ainsi son intégrité structurelle dans toutes les conditions de fonctionnement.

Anneaux parfaitement façonnés

La chambre de combustion est constituée de plusieurs anneaux, chacun façonné à partir de bandes d'alliage de nickel haute performance. Pour créer ces nouveaux profils, nous avons dû fabriquer entièrement de nouveaux jeux d'outils de profilage pour chaque anneau intérieur et extérieur. Ceux-ci ont été durcis pour répondre aux normes strictes de production en série en matière de longévité et de fiabilité, garantissant ainsi le façonnage parfait de chaque anneau.

Sur notre démonstrateur d'origine, nous avons identifié des zones où le matériau était surécroui ou dont l'état de surface ne répondait pas entièrement à nos standards d'excellence. Nos nouveaux procédés éliminent ces imperfections, permettant de produire des anneaux d'une qualité de façonnage exceptionnelle, aux profils nets et d'une précision remarquable.

Soudage laser de précision

L'assemblage des bandes laminées en anneaux continus exige des soudures irréprochables. Pour le moteur prototype, l'approximation n'est pas une option. Nos procédés de soudage laser sont désormais rigoureusement contrôlés et exécutés avec une constance absolue pour garantir les propriétés du métal de base dans chaque cordon de soudure. Cela confère une résistance statique et à la fatigue exceptionnelle, permettant à la chambre de combustion de résister aux immenses contraintes de fonctionnement.

Obtenir une forme et des dimensions parfaites

Une fois les anneaux formés et soudés, ils doivent être dimensionnés avec une précision absolue.

Cette opération est réalisée à l'aide d'un puissant expanseur. Nous fabriquons actuellement un nouvel ensemble de mors « en quartiers » pour cette machine. Chaque jeu de mors est usiné à partir d'un imposant barreau d'acier massif, le profil final de l'anneau étant taillé sur son pourtour. L'outil complet est ensuite découpé en segments parfaits à l'aide d'une machine d'électroérosion à fil. Lorsqu'une broche conique est tirée en son centre, ces « quartiers » s'écartent vers l'extérieur, étirant l'anneau de la chambre de combustion pour le rendre parfaitement circulaire et l'amener au diamètre exact spécifié.

Simultanément, la face arrière plane de la chambre de combustion est façonnée à l'aide d'un outil de presse mâle et femelle. Nous insérons une tôle de superalliage entre les outils et la pressons afin de lui conférer la forme précise requise pour accueillir les injecteurs de carburant.

Étanchéité des injecteurs de carburant

L'un des défis les plus complexes consiste à assurer l'étanchéité des 12 injecteurs de carburant à leur point d'entrée à l'arrière de la chambre de combustion. Pour ce faire, une rondelle d'étanchéité flottante entoure le collecteur de carburant et est maintenue fermement contre le carter de la chambre de combustion par des plaques-ressorts sur mesure.

L'équipe a travaillé sans relâche à l'emboutissage de ces plaques-ressorts tridimensionnelles dans le même superalliage. Ces composants sont ensuite soudés à l'arrière de la chambre de combustion, fournissant la charge élastique nécessaire pour garantir une étanchéité parfaite sur chaque tourbillonneur et injecteur de carburant.

L'ensemble de ces procédés de fabrication ayant été développé et validé pour la nouvelle chambre de combustion annulaire du GT50, nous sommes désormais officiellement en phase de production. L'équipe fabrique actuellement le tout premier jeu de pièces qui sera assemblé sur le moteur prototype en vue de son premier essai plus tard cette année.