Rolls-Royce commencera sous peu les tests sur banc d’essai d’un petit moteur à turbine à gaz entièrement développé qui a été spécifiquement développé dans le cadre d’un nouveau turbogénérateur en cours de développement pour le marché de la mobilité aérienne avancée (AAM).
Annoncé à l’ILA de Berlin l’année dernière, Rolls-Royce a rapidement conçu et construit la turbine à gaz avec le moteur terminé maintenant installé dans un banc d’essai dans son usine de Dahlewitz, en Allemagne, à deux pas du site du spectacle aérien.
Conçu pour les applications AAM qui nécessitent plus d’autonomie et de charge utile que ce qui peut être fourni avec des batteries seules, le turbogénérateur devrait entrer en service en 2029, explique Matheu Parr, directeur client chez Rolls-Royce Electrical.
Rolls-Royce travaillait auparavant sur un turbogénérateur construit autour de son moteur d’hélicoptère M250, mais Parr affirme que de meilleures performances sont possibles en concevant le système en tenant compte de l’utilisation finale spécifique.
« Ce que nous faisons, qui est très différent des autres solutions du marché, c’est dès le départ que nous concevons une turbine à gaz pour soutenir ce turbogénérateur en nous concentrant sur ce rôle. »
Cela a permis d’optimiser la conception, y compris sa vitesse de rotation, et de réduire le poids, offrant une densité de puissance de 4 kW/kg.
Initialement capable de fonctionner avec du carburant d’aviation durable, le moteur sera également conçu pour fonctionner à l’hydrogène à l’avenir.
« Cela nécessitera une mise à niveau, mais nous prenons maintenant le bon type de décisions d’architecture qui nous permettent de faire une telle mise à niveau », déclare Parr.
Il dit que la nouvelle turbine à gaz sera environ 15 % plus économe en carburant que la M250, et que le poids total du système a été réduit de moitié à environ 200-250 kg (440-550 lb) grâce à la conception optimisée. D’autres mesures telles que le bruit et le temps avant révision ont également été améliorées.
« Nous avons examiné tous les critères clés recherchés par les clients… et cela surpasse le M250 à tous égards », déclare Parr.
« Le fait que nous le construisions dès le départ en tant que turbogénérateur signifie que nous pouvons tirer de tels avantages. »
Rolls-Royce a intégré une nouvelle technologie dans le moteur, notamment une chambre de combustion « dérivée de produits civils plus gros » et un compresseur centrifuge à deux étages, explique Uwe Minkus, ingénieur en chef, programmes futurs et électricité – aviation d’affaires. Il est également doté des derniers matériaux et de l’aérodynamisme 3D, ajoute-t-il.
« C’est nettement différent de ce que vous trouveriez dans les moteurs de plus petite taille aujourd’hui. »
Dimensionnée pour produire 800 kW de puissance électrique, la turbine à gaz a une puissance d’un peu plus de 1 000 shp. Cependant, la conception «polyvalente» est évolutive, explique Minkus, ce qui lui permet de répondre aux applications nécessitant une puissance électrique comprise entre 500 kW et 1,2 MW.
Les essais de la turbine à gaz se poursuivront pendant le reste de l’année et seront suivis en 2024 d’évaluations de l’alternateur avant que les deux parties ne soient réunies.
« Il y a pas mal de tests et de développements de produits supplémentaires à faire », ajoute Parr.
Rolls-Royce indique que le turbogénérateur conviendra aux applications électriques à décollage et atterrissage verticaux ou aux avions de transport jusqu’à 19 sièges. Il peut être utilisé dans une configuration hybride série ou parallèle.
