La soufflerie à propulsion est munie de nouvelles capacités de givrage

Section d’aile en vraie grandeur soumise à un essai sur le givrage dans la soufflerie à propulsion du CNRC.

Que fait CNRC Aérospatiale lorsqu'un client a besoin d'essais sur le givrage sur la configuration d'un nouveau moteur d'hélicoptère et que ses installations sont déjà réservées pour l'hiver? Il transforme sa soufflerie à propulsion en installation de pointe pour des essais de certification liés au vol dans des conditions de givre sur les moteurs et leurs nacelles. 

En juillet 2004, la société Sikorsky Aircraft a demandé à Jim MacLeod, expert en propulsion à CNRC Aérospatiale, d'effectuer des essais de givrage sur son hélicoptère S-76 modifié avec un nouveau moteur Turbomeca. « Nos installations d'essai des moteurs étant réservées pour l'année, notre Laboratoire d'aérodynamique nous a dit qu'il pouvait les mener dans sa soufflerie à propulsion à boucle ouverte - utilisée auparavant pour de recherche sur les fluides dégivrants/antigivres mais jamais pour la simulation de givrage en vol. Il a donc fallu commencer à zéro », a dit M. MacLeod. L'hiver approchant rapidement, une équipe d'experts du Laboratoire d'aéro- dynamique et le Groupe de propulsion ont commencé à modifier la soufflerie en septembre pour y ajouter une nouvelle installation de givrage. De janvier à la mi-mars, on y a effectué les essais pour Sikorsky-Turbomeca. Face aux résultats exceptionnels des essais sur le S-76, Sikorsky Aircraft prévoit revenir l'hiver prochain pour d'autres essais.

« Le client voulait une vitesse propre maximale de 150 noeuds mais la soufflerie ne pouvait atteindre que 90 noeuds avec son entraînement ventilateur électrique de 750 kW. Pour accroître cette vitesse, nous avons réduit la hauteur de la section d'essais de la soufflerie en y insérant une pièce spéciale », a déclaré le Dr Myron Oleskiw, spécialiste en givrage à CNRC Aérospatiale. On a aussi remis en service l'entraînement de la turbine à gaz, inutilisé depuis 15 ans. Cet entraînement ayant été conçu pour fonctionner avec un carburant n'existant plus, l'équipe de M. MacLeod l'a démarré à basses températures avec de l'essence régulière, et a ensuite utilisé un carburant aviation moderne pour le tenir en marche. La soufflerie a atteint une vitesse propre maximale de 125 noeuds l'hiver dernier et on devrait pouvoir l'accroître d'ici l'automne.

On a aussi construit un nouveau système de pulvérisation composé de 16 barres horizontales pouvant contenir jusqu'à 500 buses. « En plus de fabriquer un nouveau système d'approvisionnement en eau, nous avons modifié le système d'alimentation en air pour produire différents modèles de pulvérisation, tout en conservant une bonne uniformité. En variant le débit de l'eau et la pression de l'air, nous avons pu simuler des gouttelettes de 15 à 50 micromètres avec des intensités de givrage de 0,1 à 2,5 g/m3 à la vitesse propre maximale », a dit le Dr Oleskiw. 

Le circuit ouvert de la soufflerie est idéal pour les essais sur les moteurs car il empêche la recirculation des contaminants dans la soufflerie. La soufflerie tirant son air de l'extérieur, on peut l'utiliser pour des essais en hiver. « La partie coûteuse des essais sur le givrage est la réfrigération de l'air. Ici, à Ottawa, nous avons quatre mois de froid, d'où notre rentabilité », a déclaré M. MacLeod. Pendant l'hiver, on peut obtenir toute la plage des températures pour la certification de givrage, soit de -30 °C à près de 0 °C.

Sikorsky-Turbomeca sont les premiers à profiter des nouvelles capacités de la soufflerie. La nouvelle installation de givrage attire l'attention non seulement des fabricants d'hélicoptères, qui peuvent profiter de la section de 3 m sur 6 m de la soufflerie pour des essais sur les moteurs et les rotors de queue propulsés, mais aussi des fabricants de jets d'affaires et d'aéronefs plus petits, qui peuvent y vérifier les systèmes de dégivrage/ antigivres sur des sections d'ailes en vraie grandeur. Elle convient même aux véhicules aériens sans pilote propulsés. Une soufflerie des plus versatiles!