À la fin du mois dernier, la Federal Aviation Administration a approuvé le plus gros moteur à réaction commercial au monde. Les énormes propulseurs qu’il a certifiés sont les moteurs GE9X, dont l’un est suspendu sous chaque aile du nouvel avion à fuselage large 777x de Boeing. Cet avion a volé pour la première fois en janvier et possède des bouts d’ailes repliables – lorsqu’ils sont repliés pour le vol, ils rendent les ailes plus longues et donc plus économes en carburant, et lorsqu’ils sont repliés, l’avion occupera moins d’espace. à une porte d’aéroport.
Les avions à quatre moteurs assoiffés de carburant, comme le Boeing 747 et l’Airbus A380, sont décidément dépassés de nos jours, tandis que les avions avec seulement deux moteurs représentent à la fois le présent et l’avenir du transport aérien. Pour pousser le gros 777x en avant d’un arrêt dans les airs, Boeing a besoin de deux gros moteurs capables de créer littéralement des tonnes de poussée. Voici comment ils se décomposent, en chiffres.
Chaque moteur peut produire 47 tonnes de poussée pour un total de 98 tonnes. (Le moteur a même atteint 60 tonnes de poussée, un record.) Mais Pat Donnellan, un ingénieur du programme de moteurs GE9X, dit que les pilotes n’auront probablement pas besoin de maximiser les moteurs pour décoller. En fait, maximiser les moteurs pour le décollage est connu comme un «décollage à pleine capacité», explique-t-il, mais il n’y a aucune raison de le faire à moins que vous n’en ayez besoin. «Vous voulez conserver autant de vie que possible et ne pas casser un moteur», dit-il. Il le compare à la conduite: dans l’idéal, vous n’utilisez pas le gaz à moins que vous n’en ayez vraiment besoin. Les décollages plus typiques sont appelés «décollages déclassés», dit Donnellan, dans lequel «ils utilisent la bonne quantité pour la charge qu’ils transportent – la quantité de passagers et de fret.»
Pour le contexte, le monomoteur d’un F-16 produit moins de 14 tonnes de poussée, ce qui est suffisant pour un petit avion agile.
C’est le diamètre du ventilateur à l’avant du moteur, mesuré de l’extrémité de la pale à l’extrémité de la pale. Cette portée de 3,40 m signifie que si vous vous teniez à l’avant du moteur dans son boîtier avant (une activité mieux faite lorsque l’avion est au sol, avec le moteur éteint), vous auriez beaucoup d’espace pour la tête. Ce ventilateur est la star de la série lorsqu’il s’agit de produire de la poussée. «Le 777x étant plus gros, nous avions besoin d’un moteur qui fournirait le niveau de poussée souhaité par l’aviateur», explique Donnellan, faisant référence à Boeing, «mais avec une capacité beaucoup plus efficace.»
«Pour y arriver avec un turboréacteur à double flux», ajoute-t-il, «vous voulez agrandir le ventilateur.»
GE a testé le moteur sur un 747-400 personnalisé; c’est sur la droite. (GE Aviation /)
Les pales courbées en fibre de carbone qui constituent le ventilateur rotatif sont moins nombreuses qu’elles ne l’étaient auparavant. Les ancêtres du moteur, le GE90 et le GENX, utilisaient 22 ou 18 pales. Ces nouveaux peuvent produire plus de portance, et c’est à cause des modifications de conception. «Il y a un accord plus large, du bord d’attaque au bord de fuite», dit-il. («Chord» est un terme courant pour mesurer les ailes.) «Il y a un peu plus de torsion dans les zones appropriées, pour générer cette portance supplémentaire lorsque nous en avons besoin», ajoute-t-il. Les pales du ventilateur sont comme des ailes, tournant dans les moteurs, note-t-il.
L’intérieur du moteur devient très Chauds. Les entrailles d’un turboréacteur à double flux sont complexes, mais les principaux composants comprennent la turbine basse pression, la turbine haute pression, le noyau et le compresseur. L’air dans le compresseur, comme vous pouvez l’imaginer, est comprimé. «Ce que vous essayez de faire, c’est réduire l’air à la plus petite quantité, la plus petite taille possible», dit Donnellan. «Vous avez maintenant beaucoup d’énergie dans ce petit conteneur, puis vous la mettez dans la chambre de combustion.» Le carburant entre dans l’équation. «Vous allumez le carburant, ce qui fait que ce petit paquet d’air devient maintenant très gros, très rapidement, et il passera par la turbine haute pression.» Cette turbine récolte cette énergie et une partie de cette énergie alimente ensuite la turbine basse pression, qui alimente le ventilateur à l’avant.
La partie la plus chaude du moteur est la turbine haute pression. «C’est juste derrière la chambre de combustion», dit-il. Pour supporter cette température, qui est à peu près aussi chaude que la lave, sinon plus chaude, le moteur utilise des matériaux composites à matrice céramique. «Ils peuvent résister à des températures bien supérieures à celles des alliages métalliques disponibles aujourd’hui», ajoute Donnellan.
Les 16 pales en fibre de carbone du ventilateur produisent la poussée. (GE Aviation /)
Le ventilateur ne tourne pas à l’air libre, comme le fait une hélice. Il est enfermé dans un cadre. Le matériau rond que vous voyez à l’avant d’un moteur à réaction est connu sous le nom de boîtier de ventilateur avant. L’un des objectifs de ce cas est qu’il «protège» les pointes de ces pales de ventilateur, pour créer autant d’efficacité que possible. De plus, si le moteur devait être endommagé, le constructeur souhaite que les débris y soient conservés et non projetés vers l’extérieur. Donnellan estime que la taille du boîtier du ventilateur ajoute environ 6 ou 8 pouces à la taille du moteur, et lorsque vous prenez en compte une pièce supplémentaire de Boeing appelée nacelle, le moteur entier mesure, apparemment, plus de 4,5 M de diamètre, une statistique que GE confirme. . C’est à peu près la longueur d’une Toyota Corolla.
