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Le diesel veut remplacer la turbine sur les hélicoptères légers

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Thierry Dubois

Dans le cadre du programme européen Clean Sky, un monomoteur EC120 « dieselisé » et donc plus économe devrait voler en 2015. Principal défi : le poids.

Le démonstrateur de moteur diesel destiné à remplacer les turbomoteurs (turbines) sur les hélicoptères légers devrait être testé au sol sur Eurocopter EC120 au premier trimestre 2014. Son rapport poids/puissance se situera entre celui d’un diesel d’avion léger et celui d’un turbomoteur. Le projet fait partie du programme européen de recherche technologique Clean Sky (ciel propre), d’un budget total de 1,6 Md€.

Il a déjà atteint le niveau TRL 3 sur l’échelle d’avancement technologique, qui compte six niveaux. Cela signifie que certains composants ont été testés en laboratoire. A 9,4 M€ sur la période 2010-2015, le projet a un financement satisfaisant, affirme son responsable, Sébastien Dubois. Une première tentative, en 2009, avait échoué à cause d’une importante sous-estimation.

Sur un hélicoptère léger, le diesel réduit la consommation de carburant mais reste plus lourd qu’un turbomoteur. © Airbus Helicopters

Le rapport poids/puissance d’un moteur aéronautique est un paramètre critique. Dans le cas d’un diesel, c’est même le principal défi. Selon Sébastien Dubois, le démonstrateur affichera un ratio de 0,9 kg/kW. A comparer à 1,5 kg/kW pour un diesel d’avion léger (comme ceux d’Austro Engine) et seulement 0,4 kg/kW pour un turbomoteur (comme ceux de Turbomeca).

Deux entreprises sont en pointe dans le projet. Le Français Teos Powertrain Engineering, connu en course automobile, se concentre sur le moteur et son refroidissement. Autro Engine s’occupe de l’installation et des questions d’homologation. Le moteur fournira une puissance de 330 kW (440 ch). C’est moins que le Turbomeca Arrius 2F (504 ch) qui équipe d’ordinaire l’EC120.

Les premiers moteurs devraient être disponibles au printemps prochain, espère Sébastien Dubois. Les premiers tours au banc sont prévus pour le troisième trimestre 2013. Après des essais au sol sur hélicoptère à partir du début 2014, le premier vol est envisagé en 2015. Un cycle de mise au point particulièrement rapide, souligne notre interlocuteur.

Le principal avantage est attendu en termes de consommation de carburant. Elle devrait diminuer de 30 % sur une mission donnée. Sur un futur hélicoptère conçu autour d’un tel moteur et doté d’un échappement dépollué, le gain espéré est de 40 %. Les rejets d’oxydes d’azote (NOx) devraient chuter de 50 %.

Thierry Dubois

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Thierry Dubois

Thierry Dubois est journaliste aéronautique depuis 1997. Ingénieur Enseeiht, il s’est spécialisé dans la technologie – moteurs, matériaux, systèmes — et la sécurité des vols. Chef du bureau français du magazine Aviation Week, il anime aussi des rencontres comme les tables rondes du Paris Air Forum. Pour Aerobuzz, Thierry Dubois couvre notamment les hélicoptères civils et des sujets techniques.

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  • Le diesel veut remplacer la turbine sur les hélicoptères légers
    @FbS = comme il le dit lui-même , il s'en dit des bétises, et à l' en croire, il n' y a que lui qui détient la vérité !
    les hélico à 10000 ft....moi, je les vois surtout près du sol, et maxi à 1500 pieds...en régle générale !
    - les particules fines, à en croire ce genre de personnage , c'est comme les accidents, c'est toujours pour les autres !
    - à l 'en croire, il suffit d'un coup de baguette magique pour faire le moteur diesel qui va bien ! c'est vraiment prendre les bureaux d'etudes des P.L.pour des nuls.
    et que dire de SMA qui a galéré pendans 15 ans, sont-il des bons à rien ? et rien ne prouve que leur moteur qui ne fait que 230 cv. donc la moitié de ce qu'il faut, puise être un modèle de fiabilité pour un hélico qui demande beaucoup de puissance en altitude...allez à l' assemblée nationale, vous aurez beaucoup de succés, c'est le régne des inepties.
    le reste est à l' avenant...quel poids pour une turbune de 500 cv ( avec BTP.) et pour un dieseil de 450 cv. ...avec une BTP mulsclé si toutefois, ce sympathique, personnage peut nous en trouver une qui sort de sous les fagots, car à le lire, il suffit de l ' ecrire pour que ce soit " bon " ...encore un " drole " ! ..que, reste t -il pour la charge utile ?
    en attendant, c'est notre " pognon " qui va s 'envoler , et par les termps actuels, c'est très triste...il y a sans aucun doute une meilleure utilisation.
    un exemple de la bétise à la française = le code du travail, en France, 2400 pages..en Suisse 75 pages...et devinez dans lequel des deux il y a le moins de chomage ???

    • Le diesel veut remplacer la turbine sur les hélicoptères légers
      Aerobuzz siffle la fin des échanges. Le débat tournant en rond, nous nous autorisons à ne plus valider les commentaires stériles…

  • Le diesel veut remplacer la turbine sur les hélicoptères légers
    A stanloc,
    mea culpa, il y a bien un réducteur sur le dieselis. mais je maintiens, son premier développement n'utilisait pas d'amortisseur de vibrations (un paulstra), d'ou les criques dans le vilbrequin....problème résolu donc avec l'ajout de cet amortisseur....
    je répète que la filtration de ces acyclismes est primordiale: regardez Thielert et le nombre d'embrayages qui ont patiné en vol, suite à une usure excessive.... attendons de voir voler ce moteur skyclean, on sera surement agréablement supris....

  • Le diesel veut remplacer la turbine sur les hélicoptères légers
    Il s'en dit des betises dans les commentaires.

    1) Il y a bien un interet à faire des moteurs diesel : la consommation, tout simplement, parce que pour un poids donné, il y a plus de molécules de carbone et d'energie potentielle dans un kilo de Jet-A1 que dans un kilo d'essence.

    2) Il n'y a pas de réelle suprématie du refroidissement a air (et huile) vs eau, y compris en diesel. Je pense aux moteurs Porsche en particulier. Par contre, on sait faire maintenant du refroidissement a eau fiable, et cela simplifie le problème pour des moteurs a haut rendement pour lesquels il faudrait alourdir outrageusement le moteur d'ailettes de refroidissement (et/ou de refroidissement par huile sophistiqué, et d'emploi d'alliages couteux : voir le SMA)

    3) Maintenant que l'on sait faire des moteurs diesel avec des rendement spécifique qui n'ont plus grand chose a envier aux moteurs essence, le rapport poids puissance est moins défavorable, et de plus en plus compensé par les economies de poids sur le carburant. Ce qui est particulierement vrai si l'on veut faire un avion ou un hélico "long range".

    4) la pollution par particules fines c'est un probleme quand elles sont concentrées aux centre-villes. A 10000ft, c'est hors de propos. Par contre, le CO2 => Avantage diesel

    5) les vibrations sont effectivement la plaie de tous les moteurs, et particulierement des diesel. Mais depuis le temps, on sait y apporter quelques solutions (arbres d'equilibrage, masselotes intégrées aux vilebrequins, etc..). Bien sur, tout ca fait du poids en plus, et augmenter le nombre de cylindre..coute un peu plus cher. Ceci dit, il y a aussi une cylindrée de rendement optimal (500cm3 environ), donc en fonction de la puissance désirée, le moteur idéal aura un certain nombre de cylindres. C'est ce qui force l'industrie automobile a concevoir aujourd'hui des moteurs 3 cylindres, sur lesquels les problemes de vibration sont encore bien pire que sur les 4 pattes. Comme on est aux alentours de 100ch/l sur les diesels modernes, pour 400ch, un 8 cylindres est donc la solution qui s'impose. Pour 100ch...idéalement, ce serait un bi-cylindre :-(

    6) dernier point sur ceux qui prétendent qu'il n'y a plus rien a inventer : rien de moins sur. Jetez un oeuil la dessus par exemple : http://www.ecomotors.com/

  • Le diesel veut remplacer la turbine sur les hélicoptères légers
    félicitations à @ Leon le chauve ...enfin, en voilà qui parle de ce qu'il connait et dit la vérité...les " m ' as - tu vu " sont priés de passer leur chemin...et pour ceux qui ignorent que combustion et explosion, c'est la même chose...les 42.000 morts par an par suite des particules fines vous remercient ! ...et si demain c'était vous ? ce serait le juste retour des choses !
    et les "petits chats " peuvent continuer de gaspiller le pognon des contribuables ...pas de soucis !

  • Le diesel veut remplacer la turbine sur les hélicoptères légers
    Jérôme Cardan doit bien se marrer là-haut, d'autant plus que le joint de cardan n'est pas homocinétique si les arbres ne sont pas alignés, tant qu'à faire autant superposer une nouvelle composante de vibrations à ces poussées intempestives de combustion sur les manetons, Joseph Fourier, c'est le diable en personne. Il va tout vous décomposer.

    a't' salut mécréants.

  • Le diesel veut remplacer la turbine sur les hélicoptères légers
    a stanloc,

    le premier avionnage du dieselis comportait un boulonnage en direct de l'hélice, après quelques heures de vol le vilbrequin était criqué! CQFD
    je ne dis pas qu'il y a que les cardans qui filtrent les acyclismes sur un véhicule, mais ils y participent à hauteur de 20%.
    les meilleurs architecture de moteurs sont certains angles de V8, V12, et encore mieux, en 2 temps (2x plus de temps moteur, moins d'acyclismes), toute considération de consommation ou de rejets polluants mis à part.
    Le moteur en étoile c'est joli, mais obligatoirement avec un refroidissement par air au niveau des cylindres. Sur un diesel moderne, les échauffements sont tel au niveau des pistons, qu'il faut evacuer un grand nombre de calories, tout en conservant un jeu de fonctionnement serré entre chemise/segments/pistons, seul un refroidissement liquide permet de garantir ce jeu de fonctionnement à une température donnée....aucun diesel "common rail" ne peut fonctionner avec un refroidissement par air pour ces raisons. même le Sma, qui conserve une injection "très classique" avec une simple pompe à tiroir, doit quand même utiliser un circuit d'huile de refroidissement forcé à haut débit, en plus de son refoidissement par air des cylindres.

    • Le diesel veut remplacer la turbine sur les hélicoptères légers
      Bonjour,
      Lemazoutvolant vous devriez ne parler que de ce que vous connaissez bien. Serge Pennec n'a jamais boulonné l'hélice de son Dieselis en direct sur son moteur car évidemment il a utilisé un réducteur à courroie crantée pour adapter les deux et il y avait un accouplement Paulstra entre le vilebrequin et le petit pignon. Sur les voitures à propulsion arrière (il n'y a pas de cardans) il y avait le même accouplement.
      J'ai connu des camions Deutz qui avait un moteur diesel à rejroidissement par air.
      De mon point de vue seul le fait qu'il y a du kérosène sur tous les terrains justifie de vouloir mettre un moteur diesel sur un hélicoptère ou un avion, moyennant un coût d'étude et de réalisation énorme. Des moteurs d'avion fonctionnant à l'essence ont fait leurs preuves depuis belle lurette et il n'y a plus rien à inventer.

  • Le diesel veut remplacer la turbine sur les hélicoptères légers
    Bonsoir,

    Lemazoutvolant a écrit :
    La regle de base sur la conception d’un moteur diesel ou essence, c’est de parfaitement "filtrer" les acyclismes entre moteur et hélice (avec ou sans reducteur), votre voiture fait en partie celà au niveau des cardans

    Heureusement qu'il y a quelque chose avant les cardans pour filtrer les vibrations en torsion, cela s'appelle l'embrayage et le volant moteur.

    Pour minimiser les vibrations en torsion on commence par multiplier le nombre de cylindres ; ensuite on choisit une disposition des cylindres où les efforts engendrés par les explosions s'équilibrent les uns les autres ainsi que les moments d'inertie des parties mobiles. La solution idéale dans ce sens est la disposition en étoile. D'ailleurs presque tous les moteurs d'avion en étoile comportent un réducteur et il "tient". Ensuite il y a la disposition en H qui est aussi à retenir.
    Niveau pollution quand on considère tous les polluants je ne pense pas qu'un kg de gasoil pollue plus ou moins qu'un kg de kérosène puisque c'est quasiment le même produit.
    Un exemple d'installation de moteur diésel sur avion léger faite par des "amateurs" a été le DIESELIS où un moteur diésel de voiture (donc très pénalisé par le poids) fut monté avec un bilan excellent sur un biplace. Le poids du moteur était compensé par un besoin en carburant très inférieur. Cela pourrait être facilement le cas ici car une turbine consomme énormément surtout à faible altitude.
    Je pense que la dificulté principale que va rencontrer cette équipe, sera de trouver tout l'argent nécessaire pour aller jusqu'au bout du programme et de vendre ensuite assez de machines pour amortir cet énorme investissement.

  • Le diesel veut remplacer la turbine sur les hélicoptères légers
    A falconair,
    L'erreur de renault, puis sma sous l'egide de safran a été de vouloir à tout prix copier l'architecture d'un lycoming ou d'un continental (4 cylindres boxer à plat, refroidissement par air/huile, transmission directe)
    Les acyclismes générés par cette solution ont été tel que mt prop n'était pas en mesure de fournir une hélice suffisament solide au niveau des pieds de pales, d'ou les hélices métal sur ce moteur, et le poids en conséquence....
    La regle de base sur la conception d'un moteur diesel ou essence, c'est de parfaitement "filtrer" les acyclismes entre moteur et hélice (avec ou sans reducteur), votre voiture fait en partie celà au niveau des cardans, par simple torsion, meme si avec l'arrivée des volants amortisseurs bi-masses celà à grandement été facilité....un moteur de F1 utlisera des systèmes pendulaires, un planeur DG808 un volant amortisseur, une PT6 un arbre de torsion, etc....
    À l'heure actuelle, on sait concevoir un moteur diesel, avec environ 100cv au litre, jusqu'à 20.000 ft ( essayez avec une turbine et regardez la T4!!!), aux environ de 0,5kg/cv....comparez avec un moteur essence lyco ou conti, on est dans le coup, et on emmene moins de carburant grâce à un csp très favorable au diesel....CQFD.....

  • Le diesel veut remplacer la turbine sur les hélicoptères légers
    L’hypothèse de la relativité d’Einstein a été, à ses débuts, tournée en dérision.

    Le médecin, Claude Bernard le disait, « une idée ne doit pas être repoussée pour la seule raison que ses conséquences dérangent une théorie régnante. L’absurde suivant nos théories n’est pas l’impossible suivant la nature. »

  • Le diesel veut remplacer la turbine sur les hélicoptères légers
    Dans la revue " Marianne " à paraitre demain, il y a 40 pages concernant le gaspillage de l' argent public, je conseille vivement aux auteurs de ce projet farfelu qu'ils pourront représenter pour le 1° avril, de lire très attentivement ces 40 pages et qu'ls n'oublient pas que l'orsque l'on utile l' argent des contribuables on a des comptes à leur rendre, c'est la moindre des choses.
    certains diront que cela fait marcher le commerce, je leur répond que l'on peut tout aussi bien le faire marcher avec un projet valable, et au moins cela permet d'avoir une suite, c'est à dire une fabrication qui fera vivre des personnes qui seraient très heureuses de faire autre chose que d' aller pointer à l' ANPE.
    Pour bien me faire comprendre, vous allez faire travailler 30 personne pour ce projet qui va se terminer en " queue de poisson " ...alors qu'avec un projet viable, avec la même somme, vous en faites travailler au moisn le double ...pour commencer.

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