Carbon ThreeSixty mène le développement innovant de roue d'hélicoptère tout composite avec Leonardo et NCC

Le spécialiste des structures composites avancées Carbon ThreeSixty (Chippenham, Royaume-Uni) dirige maintenant son nouveau projet NATEP, cofinancé par Innovate UK, l'agence d'innovation du Royaume-Uni, pour concevoir, développer et fabriquer une roue de concept à très faible masse, robuste, en plastique renforcé de fibre de carbone (PRFC) pour aéronefs à voilure tournante.

Le projet, qui a commencé le 1er janvier de cette année, durera dix-huit mois. Les partenaires du consortium Leonardo (Rome, Italie) et le Centre National des Composites (NCC, Bristol, Royaume-Uni) mettront à profit leur expertise, dans le but d'améliorer la performance, la sécurité et le coût total de possession.

Selon Carbon ThreeSixty, le marché mondial actuel des roues d'hélicoptères utilise des matériaux en alliage léger métallique, généralement de l'aluminium ou du magnésium. Bien que ceux-ci offrent une résistance et une rigidité suffisantes à partir d'une densité relativement faible, une roue en PRFC offrira des propriétés mécaniques significativement améliorées à environ la moitié de la densité des roues métalliques.

« L'application de matériaux composites avancés et de processus spécifiquement aux roues aérospatiales est une étape hautement innovante », déclare Ed Allnut, directeur général de Carbon ThreeSixty. « Notre expérience avec d'autres applications de roues composites a montré que des économies de poids de 30 à 40 % sont réalisables par rapport aux solutions en aluminium forgé. Nous pensons que l'argument de vente clé, cependant, sera les améliorations de la durée de vie en fatigue et du mode de défaillance qui prolongeront la durée de vie et amélioreront la sécurité. »

Les réductions de poids permettront aux constructeurs aéronautiques de fournir des améliorations d'efficacité, de portée et de charge utile et de fournir une option pour des systèmes de propulsion à densité de puissance inférieure, tels que les systèmes électriques à batterie. En plus d'une résistance à la corrosion améliorée et de performances NVH (bruit, vibrations et dureté), les roues composites seront interchangeables avec les roues existantes, les rendant adaptées aux applications de rétrofit.

Carbon ThreeSixty dit que le projet utilisera une technologie de fabrication composite de pointe telle que le placement de fibres sur mesure (TFP), le tressage et les procédés hors autoclave (OOA) pour assurer la répétabilité et l'évolutivité.

« Les roues composites ne sont devenues viables que dans les 10 dernières années grâce aux améliorations de la ténacité des systèmes de résine, à la baisse des prix de la fibre de carbone et aux améliorations de l'automatisation des processus. Nous le voyons sur le marché des roues automobiles, où elles sont maintenant éprouvées », déclare Alex Doyle, responsable de projet technologique du NCC. « Cependant, les applications aérospatiales sont plus difficiles. Le changement de coût, combiné aux améliorations techniques, sont la raison pour laquelle c'est maintenant le moment où les roues composites sont faisables pour les applications aérospatiales de rotorcraft. »

La portée du projet couvre prétendument la spécification, la conception, le développement, la fabrication, l'inspection et les tests d'une roue d'hélicoptère de concept, en tenant compte des exigences aérospatiales complètes conformément à la spécification fournie par Leonardo pour une plateforme non divulguée.

« Nous sommes très désireux d'être impliqués dans le développement de cette technologie. Les composites devraient économiser environ 1,5 kilogramme sur chaque roue en alliage de 5 kilogrammes. Cette économie de poids de 6 kilogrammes au total représente presque 1 000 gallons de carburant économisés sur une durée de vie typique de 12 000 heures et équivaut à environ 12 tonnes de CO₂ », dit Adrian Smith, livraison de portefeuille R&T chez Leonardo Helicopters UK.

Le projet devrait durer environ 18 mois, avec un budget total d'environ 250 000 £. Les livrables incluront 12 roues de concept entièrement testées, et une méthodologie pour la conception et la fabrication.