Un système de propulsion à engrenages pour une efficacité inégalée dans l'industrie

Le moteur de l'A220 - le PW1500G - représente une avancée majeure dans l'efficacité nouvelle-génération grâce à son système de propulsion à engrenages unique. Dans ce deuxième volet de notre série web, nous explorons les récentes améliorations apportées au moteur, qui renforcent sa durabilité et montrent des résultats concrets.

Les turboréacteurs ont beaucoup évolué depuis l'avènement de l'aviation. En effet, les turbosoufflantes d'aujourd'hui sont beaucoup plus efficaces que leurs prédécesseurs, grâce à une série d'innovations technologiques qui ont mis la priorité sur l'efficacité énergétique.

Pour l'A220, l'efficacité nouvelle-génération est inscrite dans l'ADN de l'avion. Et aucun autre aspect de l'avion n'offre un meilleur rendement énergétique que son moteur - le PW1500G de la famille Pratt & Whitney GTF™. Conçu spécifiquement pour l'A220, ce moteur de dernière génération permet des réductions de carburant significatives et moins d'émissions sonores par rapport aux moteurs de génération précédente de la même classe.

Pour atteindre ces rendements, le PW1500G a un diamètre de soufflante impressionnant de 73 pouces et un taux de dilution de 12:1 - parmi les plus élevés de toutes les turbosoufflantes au monde. Les grandes aubes de la soufflante peuvent ainsi fonctionner à des vitesses plus faibles, ce qui améliore l'efficacité globale du moteur tout en réduisant le bruit et la traînée.

Une boîte de vitesses pour une meilleure génération de poussée

Grâce à cette conception impressionnante, il ne fait aucun doute que le moteur PW1500G représente un changement significatif en termes d'efficacité. Mais, pour mieux comprendre à quel point il s'agit d'un bond vers l’avant, il convient d'examiner de plus près les moteurs conventionnels.

Dans les turbosoufflantes classiques, un seul arbre relie tous les composants à basse pression, notamment la soufflante, le compresseur et la turbine. Cela signifie que les composants sont contraints de fonctionner à la même vitesse. Par exemple, la vitesse de la soufflante est limitée par le tiroir basse pression, tandis que le compresseur basse pression et la turbine sont limités par la soufflante. Cela peut conduire à des inefficacités au niveau de la poussée pendant le décollage et la montée, ce qui se traduit par une plus grande consommation de carburant.

En revanche, le PW1500G dispose d'une boîte de vitesses entre le ventilateur et le cœur basse pression, ce qui permet à chaque section de fonctionner à sa propre vitesse optimale. Par exemple, la grande soufflante avant tourne plus lentement pour une efficacité maximale de l'admission d'air, tandis que le cœur, avec son compresseur et sa turbine, fonctionne à une vitesse beaucoup plus rapide pour une meilleure génération de poussée. Il en résulte un rendement global très élevé, qui réduit la consommation de carburant et les émissions de CO₂, ainsi que l'empreinte sonore.

Favoriser une culture d'amélioration en continu

Depuis ses débuts, le PW1500G a tenu ses promesses en matière d'efficacité, offrant jusqu'à 25 % d’économies énergétique en plus et 50 % de bruit en moins par rapport aux moteurs de la génération précédente. Toutefois, tout comme c’est le cas pour plusieurs nouveaux moteurs d’avions commerciaux, des défis se sont présentés.

Par exemple, les premiers moteurs PW1500G ont connu une faible durée de vie sous l'aile en raison du remplacement des pièces et des difficultés liées à la chaîne d'approvisionnement. Pratt & Whitney a mis au point une série d'améliorations pour remédier à cette situation, notamment un nouvel ensemble de pièces à durée de vie limitée, des améliorations à la partie chaude du moteur, ainsi que diverses mises à jour matérielles et logicielles. Ces améliorations portent désormais leurs fruits : les moteurs atteignent des intervalles plus de deux fois supérieurs à ceux des configurations précédentes et  des améliorations supplémentaires devraient permettre d’augmenter encore  ces intervalles au cours des deux à trois prochaines années.

Malgré ces défis, Pratt & Whitney a démontré son engagement envers l'amélioration continue en augmentant considérablement sa capacité de MRO au fil des ans : la plupart des améliorations sont maintenant disponibles, et les améliorations futures pourront être mises à niveau lors de la première visite de maintenance majeure. Ces efforts resteront essentiels car le moteur continue de propulser des centaines d'avions A220 pour plus de 30 clients dans le monde entier, ce qui se traduit par une consommation de carburant et d'émissions de CO₂ réduite.

Le système de propulsion à engrenages, chef de file sur le marché, a véritablement révolutionné l'efficacité des avions. Nous sommes très fiers de pouvoir offrir des économies de carburant s’inscrivant dans les deux chiffres aux opérateurs de l’A220.

Mary Beth Cooley, ingénieure en chef du moteur PW1500G chez Pratt & Whitney, filiale de RTX