DÉFI DU CLIENT
Les constructeurs aérospatiaux s’efforcent constamment de trouver de nouvelles façons d’améliorer l’efficacité et la longévité de leurs conceptions d’avions. Même des améliorations modestes de l’efficacité énergétique et de la fiabilité des moteurs peuvent permettre d’économiser des millions de dollars au fil du temps.
Rolls-Royce continue de diriger le développement de moteurs à réaction plus propres, plus économes en carburant et plus durables. Pour atteindre des performances aussi exceptionnelles, chaque matériau et composant incorporé dans une conception de moteur doit fonctionner de manière fiable à des températures plus élevées sur une durée de vie plus longue.
Du point de vue du développement de produits, la validation de ces performances nécessite la soumission des matériaux et composants des moteurs à réaction aux charges complexes présentes pendant le décollage, le vol et l’atterrissage, tout en simulant également les températures extrêmes requises pour que les moteurs fonctionnent à des températures plus élevées et améliorent par conséquent les performances de carburant et d’émissions.
« Nous savions que l’élévation du niveau de performance des moteurs à turbine à gaz nécessiterait des avancées équivalentes dans notre technologie d’essai », a déclaré Barry Ward, chef de l’équipe d’essai des matériaux pour Rolls-Royce. « Plus précisément, nous devions simuler avec précision des environnements d’exploitation de moteurs à réaction extrêmes dans le monde réel dans notre laboratoire d’essai, accompagnés de capacités avancées de corrélation de données pour obtenir des informations significatives.
« Nous avions besoin de solutions particulièrement robustes pour les essais et la simulation à haute température », a déclaré Ward. « Comme nous avions l’intention de construire une nouvelle installation d’essai, nous avions également besoin de fournisseurs possédant une bonne expertise en matière de planification d’installations. »
MTS pense qu’il a été choisi pour aider à améliorer les capacités d’essai des matériaux et des composants des turbines à gaz de Rolls-Royce sur la base de son leadership technologique, de son expertise en intégration de systèmes et de sa réputation supérieure en matière de service et d’assistance.
SOLUTIONS MTS
En septembre 2009, MTS a aidé Rolls-Royce à spécifier un éventail de matériels, de logiciels et d’accessoires avancés optimisés pour les essais de matériaux et de composants à haute température. La technologie choisie comprenait les systèmes d’essais servohydrauliques MTS Landmark™ pour la fatigue thermomécanique uniaxiale (TMF), la fatigue à faible cycle à haute température (LCF), la mécanique de rupture et les essais de traction. Les systèmes comprenaient des poignées, des extensomètres à haute température et des systèmes de simulation environnementale.
Rolls-Royce a également commandé le système d’essai biaxial planaire MTS, qui fournit un contrôle précis de la force et du couple multiaxiaux des échantillons d’essai dans des environnements sous vide à haute contrainte et à température élevée qui ressemblent étroitement aux conditions de fonctionnement réelles des moteurs à réaction.
Les systèmes d’essai MTS sont alimentés par des commandes numériques FlexTest® polyvalentes et des groupes hydrauliques SilentFlo™ propres et silencieux. Le logiciel d’application MTS TestSuite™ a été sélectionné pour sa capacité à simplifier et à standardiser le développement, l’exécution et la création de rapports sur les essais, facilitant ainsi le partage et l’analyse efficaces des résultats des essais dans les opérations d’essais mécaniques de Rolls-Royce.
Les solutions d’essai MTS ont été déployées dans le nouveau Mechanical Test Operations Center (MTOC) (Centre des opérations d’essais mécaniques) ultramoderne de Rolls-Royce à Dahlewitz, en Allemagne, qui a ouvert ses portes en mai 2010. « La particularité de l’installation MTOC est qu’elle est conçue dès le départ pour les essais, alors que la majorité des autres installations d’essai dans le monde ont évolué à partir d’une génération d’installations antérieure », a déclaré M. Ward.
Avant et pendant la construction de l’installation MTOC, les ingénieurs de MTS ont travaillé en étroite collaboration avec les architectes du bâtiment, le service informatique de Rolls-Royce et des fournisseurs tiers pour planifier la distribution d’énergie hydraulique, la mise en réseau informatique, l’intégration du système d’essai et d’autres détails cruciaux. « Nous avions besoin de fournisseurs capables de comprendre nos besoins à l’avance et de nous aider à déterminer les possibilités d’en faire un environnement de travail intelligent », a déclaré M. Ward.
MTS a également aidé au transfert de six systèmes d’essai de matériaux MTS et de quatre systèmes biaxiaux planaires de l’ancienne installation d’essai au MTOC. « Il s’agissait d’une installation extrêmement complexe et nous nous sommes fortement appuyés sur l’expertise de MTS pour nous aider à tout faire fonctionner correctement », a déclaré M. Ward. « Nos fournisseurs doivent nous aider à trouver la meilleure solution technique. »
AVANTAGES CLIENTS
M. Ward affirme qu’avec ses capacités d’essai avancées et son installation MTOC à la pointe de la technologie, Rolls-Royce est bien équipé pour soutenir l’amélioration des performances énergétiques et de la durée de vie des matériaux et composants de turbines à gaz, ce qui aboutit en fin de compte à l’introduction de moteurs à réaction plus propres, plus économes en énergie et plus durables.
« Nous avons non seulement réalisé de grands progrès en termes de capacité d’essai, mais également de productivité », a déclaré M. Ward. « Tous nos techniciens ont trouvé le logiciel facile à apprendre et à utiliser, ce qui nous a aidés à travailler plus efficacement. Nos experts internes en essais de fatigue thermomécaniquesont particulièrement impressionnés par la simplicité du module TMF du logiciel. » MTS et Rolls-Royce ont travaillé en coopération pour développer des solutions logiciellespour les applications d’essai TMF de Rolls-Royce.
Les ingénieurs d’essai de Rolls-Royce ont trouvé le nouveau matériel tout aussi polyvalent, ce qui aide le MTOC à utiliser au mieux ses ressources. « Dans notre ancienne installation, nous disposions de machines spécifiques pour des types d’essais spécifiques. Nous pouvons maintenant configurer une machine pour un certain type d’essai un mois, puis la reconfigurer facilement pour prendre en charge un autre essai le mois suivant. Vous ne verrez jamais un système constamment en cours de fonctionnement à pleine capacité ici tandis que celui à côté de lui reste immobile. »
La polyvalence des solutions d’essai MTS permet également à Rolls-Royce de répondre facilement aux nombreuses interrogations communes à la recherche avancée sur les matériaux et les composants. « Nous effectuons plusieurs recherches qui nécessitent des essais non standardisés, et la polyvalence et la reconfigurabilité sont nécessaires pour les prendre en charge.
« Rolls-Royce est bien préparé pour répondre aux besoins à court et à long terme de l’industrie aérospatiale », a déclaré M. Ward. « Bien que nous disposions actuellement de la configuration idéale pour développer la prochaine génération de matériaux et de composants pour turbines à gaz, nous sommes également suffisamment vifs pour répondre à toutes les nouvelles exigences d’essai qui se poseront à l’avenir. »
