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CFM International LEAP |
septembre 2013 |  |
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Maquette d'un réacteur double flux CFM International LEAP, vue générale (Salon du Bourget 2013). La soufflante basse pression de ce moteur est caractérisée par des aubes d'un dessin particulier et formées en matériaux composites à base de fibres de carbone tissées en 3D. Le bord d'attaque des ailettes reste en titane. Le diamètre de la soufflante est de 1,98 m (LEAP-1A/1C) ou 1,76 m (LEAP-1B) suivant les versions. |
Le réacteur CFM International LEAP (Leading Edge Aviation Propulsion, également dénommé auparavant LEAP-X) est de type double flux à grand taux de dilution. Il fait partie d'un programme de développement initié par CFM, joint venture entre General Electric Aviation aux Etats-Unis et SNECMA en France, et officiellement lancé en juillet 2008. Ce moteur doit remplacer les modèles CFM56-5B et CFM56-7B et est destiné à des avions comme l'Airbus A320neo (LEAP-1A), le Boeing 737 MAX (LEAP-1B) ou encore le COMAC C919 (LEAP-1C) chinois.
Le LEAP conserve une architecture globale relativement conventionnelle, mais intègre dans certains de ses modules, des technologies récentes et notamment des nouveaux matériaux. Ce réacteur est doté d'un compresseur basse pression à trois étages, d'un compresseur haute pression à dix étages, d'une chambre de combustion annulaire de seconde génération (Twin Annular Pre Swirl, TAPS II), d'une turbine haute pression à deux étages et d'une turbine basse pression à sept étages (cinq sur le LEAP-1B). En comparaison, sur un CFM56, la turbine haute pression ne comprend qu'un étage et la turbine basse pression que quatre étages, aussi la turbine du LEAP est plus complexe, mais plus performante sur le plan de la consommation en carburant et des émissions polluantes. Sur ce moteur, le taux de dilution atteint 10-11:1 (environ 6:1 sur un CFM56) et le rapport de compression total atteint 40-50:1 La poussée est comprise entre 24.500 (11.110 kgp) et 32.900 lbf (14.920 kgp) pour un modèle 1A, entre 23.000 (10.430 kgp) et 28.000 lbf (12.700 kgp) pour un modèle 1B et entre 27980 (12.690 kgp) et 30.000 lbf (13.610 kgp) pour un modèle 1C.
La principale innovation technologique du LEAP est l'introduction d'une soufflante en matériaux composites, ultra-légère et fabriquée avec le processus de tissage 3D (procédé 3D woven RTM, Resin Transfer Molding). Ce dernier permet de réaliser des formes encore plus complexes et plus résistantes aux impacts et à la délamination, qu'avec les procédés de fabrication utilisés pour la soufflante des moteurs GE90 et GEnx, par exemple (empilement successif de couches de fibres de carbone). Le gain en masse est également important puisque chacune des 18 aubes de la soufflante ne pèse qu'environ 5 kg, contre 11 kg, si du titane avait été employé pour leur fabrication. Le même procédé de construction est repris la réalisation du carter de la soufflante et des entretoises des aubes.
La chambre de combustion, de type à prémélange/prérotation tourbillonnaire est une évolution de celle de moteur GEnx. Pour les aubes de la turbine haute pression, le constructeur à fait appel à un nouveau matériau, le CMC, Ceramic Matrix Composites (composite à matrice céramique). Ce matériau est plus résistant aux hautes températures que les alliages à base de nickel et également plus léger que ces derniers, son emploi ainsi qu'un dessin optimisé des aubes et un refroidissement amélioré devrait apporter une économie de carburant. La turbine basse pression est également optimisée pour être plus légère et plus efficace.
Afin de protéger le compresseur et de retarder l'usure de ses pales, le LEAP est équipé d'un système de rejet des débris (foreign-object damage, FOD reduction), un système d'écope en aval du compresseur basse pression permettant l'évacuation, par effet centrifuge, des débris susceptibles d'endommager le compresseur haute pression. Cette technologie, déjà présente sur le GE90, doit contribuer à rendre ce moteur assez peu sensible à l'usure, afin de conserver ses performances initiales au fil du temps. Egalement, la conception de ce réacteur est modulaire afin de faciliter la maintenance et le bloc accessoires est regroupé et d'un accès facile dans le même esprit.
Les réacteurs de la gamme LEAP doivent apporter une réduction d'environ 15% de la consommation de carburant et des émissions de CO2 par rapport aux meilleurs moteurs de la gamme CFM, ainsi qu'une importante diminution des émissions d'oxydes d'azote et des nuisances sonores. Toutes ces technologies doivent conserver la fiabilité et les faibles coûts de maintenance des moteurs de la gamme précédente. Ce réacteur à effectué son premier essai en vol début octobre 2014, à bord d'un banc d'essai volant Boeing 747 modifié.
- En complément, vue de partie centrale et de la partie turbines d'une maquette de réacteur CFM International LEAP et vue face et profil du système de transmission de puissance (Accessory Drive Train ADT) vers le boîtier accessoires de ce moteur. Le système de puissance de ce propulseur est fabriqué par Hispano-Suiza et comprend le boîtier d'accessoires (accessory gearbox AGB), la boîte de renvoi d'angle (transfer gearbox TGB) et l'arbre radial (radial driveshaft RDS). Il est logé sur le côté gauche, en partie basse du carter de la soufflante et permet de transmettre 30% de puissance en plus aux équipements tout en étant plus léger de 20% par rapport à un bloc de même nature de CFM56. Ce système tourne à une vitesse maximale de 22.000 tr/min et permet de transmettre une puissance maximale de 310 kW, il fournit de l'énergie à la pompe à carburant, au système de lubrification du moteur, à des pompes hydrauliques et aux systèmes électriques du moteur et de l'avion et est relié également au démarreur. Salon du Bourget (Paris Air Show 2015), stand Safran.
Source partielle : site web Wikipedia.
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