Un nouveau moteur diesel pour l’aviation générale dont les avantages l’emportent largement sur les inconvénients
L’AG inclut un large éventail de services clés, parmi lesquels on compte les vols médicaux d’urgence, l’application des lois, la lutte contre les incendies, les services de fret urgents, les voyages d’affaires, la formation au vol et la pulvérisation des cultures. Les petits avions utilisés pour les applications d’AG (environ 10 sièges maximum) disposent de moteurs à piston, plutôt que de grandes turbines. Historiquement, les moteurs à piston fonctionnent à l’essence aviation (AVGAS) ou, moins souvent, à l’essence automobile (MOGAS, utilisée pour les véhicules terrestres, y compris les voitures) plutôt qu’au diesel, dans la mesure où les moteurs diesel sont lourds, ce qui entraîne une surconsommation de carburant. Dans le cadre de son ambitieux programme Clean Sky pour la neutralité climatique et la compétitivité industrielle dans le secteur de l’aérospatiale, l’Europe délaisse progressivement l’AVGAS pour adopter des moteurs diesel très performants. Les coûts élevés de l’AVGAS, les difficultés d’approvisionnement dans certains pays et les préoccupations environnementales liées à un additif au plomb hautement toxique sont les principales raisons d’une telle évolution. Avec le soutien de l’entreprise commune Clean Sky 2, un partenariat public-privé entre la Commission européenne et l’industrie aéronautique de l’UE, le projet EINSTAIN contribue à cette transition en apportant les outils nécessaires pour étudier et concevoir les configurations de moteur à pistons diesel dont l’Europe a besoin.
Élever la technologie des moteurs vers de nouveaux sommets
Aujourd’hui, on reproche aux moteurs diesel leur poids bien supérieur aux moteurs AVGAS. S’inspirant des progrès réalisés dans le secteur de l’automobile en matière de boîtes de vitesses, désormais plus simples et plus légères, et de l’évolution technologique des moteurs, EINSTAIN a compris quelle était la voie à suivre pour les moteurs diesel. Amedeo Fogliano, coordinateur du projet et rattaché à TECNAM, «le défi le plus inattendu consistait à minimiser la portance et la traînée étant donné l’impact important du poids des entrées des sections avant en raison des exigences accrues d’échange thermique.» In fine, surmonter cet obstacle a permis à l’équipe de dépasser ses objectifs initiaux. L’obtention de la dimension requise pour le support moteur et la simulation du flux d’admission pour améliorer la conception ont permis d’optimiser considérablement les connaissances en matière d’analyse modale et d’échange thermique. En adoptant une approche multidisciplinaire combinée à l’analyse numérique expérimentale, l’équipe est parvenue à maintenir les performances tout en réduisant le poids.
Une innovation qui prend son envol
Les ingénieurs ont mis en pratique les connaissances acquises pour créer une maquette d’installation numérique du SR460, un moteur turbo-diesel à six cylindres à refroidissement à air/huile en cours de développement chez SMA. L’équipe a également utilisé des outils de conception d’avions modulaires et évolutifs afin d’assurer un délai de commercialisation plus court des technologies diesel pour les petits modèles. Le moteur diesel est maintenant un nouveau produit du portefeuille TECNAM et il est actuellement testé en vol sur le TECNAM P2010, un avion 4 places.
Des avantages qui compensent les coûts
M. Fogliano ajoute: «Même si les coûts d’entretien et le poids sec de base d’un moteur diesel sont plus élevés que pour un engin fonctionnant à l’AVGAS, une bonne conception permet de réduire la consommation d’un carburant moins cher et plus facile à trouver pour un vol donné. Donc, les coûts de vol généraux peuvent être réduits de manière significative, jusqu’à environ 30 %.» Parmi les autres avantages de ce moteur diesel, on peut citer une technologie plus simple (pas de système d’allumage, de carburateurs ou de réducteurs), plus facile à utiliser par les pilotes, un meilleur refroidissement du moteur, un couple élevé à faible vitesse de l’hélice, une consommation de carburant moindre pour une puissance supérieure et un point d’inflammabilité plus bas du carburant en cas d’accident. Ce nouveau moteur diesel à haut rendement destiné à l’AG élimine la dépendance à l’AVGAS, carburant onéreux et souvent difficile à trouver. Non seulement cela réduit le coût et l’impact environnemental des services de l’AG existants, mais cela ouvre de nouvelles opportunités pour connecter les gens et les services, y compris dans des lieux isolés comme les îles du monde entier.
Mots‑clés
EINSTAIN, moteur diesel, AVGAS, aviation générale, moteur à pistons, consommation de carburant, échange thermique, avion
