Rolls-Royce commence la fabrication des plus grandes pales de ventilateur au monde, en composites, pour le démonstrateur UltraFan

Rolls-Royce (Londres, Royaume-Uni) a commencé à fabriquer les plus grandes pales de ventilateur au monde, pour son moteur de démonstration UltraFan qui établira de nouvelles normes en matière d'efficacité et de durabilité. Cette étape marque le début officiel de la production de pièces pour le démonstrateur.

Lames CFRP

Le moteur UltraFan établirait de nouvelles normes en matière d'efficacité et de durabilité, offrant une réduction de 25 % de la consommation de carburant et des émissions par rapport à la première génération de moteurs Trent. Une partie de cette amélioration de l'efficacité provient des aubes de ventilateur et du boîtier de ventilateur composites d'UltraFan, qui ont réduit le poids d'un avion bimoteur de 700 kg, l'équivalent de sept personnes avec des bagages.

Ensemble, les pales composites ont un diamètre de 140 pouces, soit presque la taille d'un fuselage d'avion à fuselage étroit actuel. Ils sont fabriqués dans le centre technologique de l'entreprise à Bristol, au Royaume-Uni.

Les pales du ventilateur sont fabriquées à partir de 500 plis de préimprégné époxy HexPly M91 renforcé de fibres de carbone Hexcel (Stamford, Conn. U.S.), haute ténacité et résistant aux chocs. Hexcel fournit le ruban refendu pour la pose automatisée. Les pales sont durcies à l'autoclave à l'aide de chaleur et de pression, usinées avec précision puis revêtues avant qu'une fine gaine en titane ne soit collée au bord d'attaque, qui protège contre l'érosion, les corps étrangers et les impacts d'oiseaux. Les lames en titane composite (CTi) sont inspectées et mesurées à l'aide de tests métrologiques et ultrasonores.

Installation de composites Bristol

L'usine de composites de Bristol remonte à Composite Technology and Applications Ltd (CTAL), une coentreprise entre Rolls-Royce et GKN Aerospace (Redditch, Royaume-Uni) créée en 2008. CTAL a réuni l'expertise de Rolls-Royce dans les technologies avancées de moteurs avec les capacités de GKN Aerospace. dans la recherche composite et la fabrication automatisée. Le financement du gouvernement britannique pour soutenir la recherche et le développement de la technologie composite de Rolls-Royce a également commencé en 2008 et a été utilisé pour établir une installation CTAL sur l'île de Wight en 2012. Rolls-Royce a annoncé en 2015 qu'elle déplacerait la capacité CTAL, y compris l'équipement et 30-40 personnes, à Bristol en 2017.

Rolls-Royce a annoncé en 2015 que l'installation composite de pré-production serait développée dans un bâtiment existant à côté de sa nouvelle installation pour les radeaux de harnais électriques composites en fibre de carbone, qui était alors en cours de construction sur le site de Bristol. Les deux installations bénéficient de techniques de fabrication développées en partenariat avec le National Composites Center (NCC) de Bristol, ainsi que de recherches menées au Rolls-Royce University Technology Center de l'Université de Bristol.

Élément clé de la stratégie de développement durable

Les pales composites ont déjà été largement testées sur un moteur de développement de système avancé à basse pression (ALPS), y compris des tests en vol sur le banc d'essai volant Rolls-Royce. ALPS est un partenariat entre Rolls-Royce, Clean Sky, Innovate UK, BEIS, ATI, ITP Aero et GKN. Le portefeuille de technologies en cours de développement pour activer UltraFan est pris en charge par ATI, Innovate UK, LuFo et Clean Sky 2.

UltraFan est un élément clé de la stratégie de développement durable de Rolls-Royce, qui implique une recherche continue pour améliorer les performances des turbines à gaz ainsi qu'une électrification pionnière et une collaboration avec des partenaires industriels pour accélérer l'incorporation de carburants d'aviation durables. Il fait également partie du Rolls-Royce IntelligentEngine vision, qui rassemble ses produits, services et technologies numériques.

UltraFan, qui commencera les tests au sol en 2021 et sera disponible vers la fin de cette décennie, est une conception évolutive de 25 000 à 100 000 livres de poussée. Il comprend également :

• Une nouvelle architecture de cœur de moteur - pour offrir une efficacité de consommation de carburant maximale et de faibles émissions
• Composites à matrice céramique avancés :composants résistants à la chaleur qui fonctionnent plus efficacement à des températures de turbine élevées
• Une conception adaptée pour maximiser l'efficacité du moteur à forte poussée et à taux de dilution élevé.

"C'est la décennie d'UltraFan et c'est excitant d'entrer dans les années 2020 avec le début de la production du moteur de démonstration", a déclaré Chris Cholerton, président de Rolls-Royce pour l'aérospatiale civile. « Nous avons mis en place tous les éléments constitutifs, la conception, les technologies, un tout nouveau banc d'essai, et nous voyons maintenant le moteur se mettre en place. »