Sikorsky a révélé les premières images de la phase IV Main Gearbox (MGB) conçue pour le nouvel hélicoptère S-92A +, tandis que l’insistance de la mise à jour reflète l’engagement à long terme de l’entreprise à la fois envers le marché lourd et le marché civil plus large.
Le Connecticut Airframer a précédemment partagé des graphiques de la boîte de vitesses de phase IV pour le S-92 de 19 passagers.
Mais comme l’ouverture de l’hélicoptère Verticon s’ouvre à Dallas cette semaine, la société a pour la première fois des photographies publiées du composant en aluminium massif, qui comprend notamment un nouveau système d’huile auxiliaire qui s’active si le système pétrolier principal échoue, offrant aux pilotes beaucoup plus de temps pour atterrir.
Sikorsky, une division de Lockheed Martin, a récemment révélé la phase IV Gearbox aux journalistes de son site de fabrication de Stratford. La société a produit quatre des composants, effectué 800h de tests et s’attend à la certification Federal Aviation Administration (FAA) cette année.
Les dirigeants notent rapidement que la société a dépensé 100 millions de dollars sur une décennie pour développer la boîte de vitesses de phase IV, bien qu’elle s’attend à ce qu’elle ne soit jamais rentable.
«Nous avons investi plus que cela en vaut la peine… dans le sens où je n’ai pas d’analyse de rentabilisation pour avoir fait cet investissement», explique le vice-président de Sikorsky des systèmes commerciaux et militaires mondiaux Leon Silva. «Cela envoie un message que nous ne sommes pas seulement engagés dans la sécurité, mais que nous sommes engagés au S-92… tout ne fait pas de l’argent.»
La production de Sikorsky est désormais dominée par les hélicoptères militaires. Sur les 90 avions qu’il a livrés en 2024, un seul – un S-92 – était un type civil de base, l’équilibre étant principalement des variantes de Hawk Black UH-60, selon les données de la General Aviation Manufacturers Association.
Sikorsky a cessé de produire son S-76 à twin moyen il y a plusieurs années, laissant le S-92, qui est en service depuis 2004, comme son seul hélicoptère civil en production. La flotte mondiale de S-92 s’élève à 276 avions, y compris la variante de transport commerciale de base et les modèles VIP, chef d’État et de recherche-et-sauvetage. Le S-92 rivalise à des degrés divers avec les hélicoptères Airbus H225 et H175, les hélicoptères Leonardo AW189 et – finalement – 525 à long terme de Bell.
Propulsé par Twin 2 695SHP (2 010KW) GE Aerospace CT7-8A6 Turboshafts, S-92S sont largement utilisés pour desservir les plates-formes d’huile et de gaz offshore. Une poignée d’accidents il y a des années a été attribuée à la perte d’huile de boîte de vitesses. Les opérateurs ont récemment eu du mal à faire voler certains S-92 en raison de pénuries de pièces, y compris des MGB.
Sikorsky insiste sur le fait que les pénuries de pièces s’assoupèrent. La boîte de vitesses en phase III actuelle en cours de service, fabriquée à partir de magnésium, est incroyablement fiable, et de nombreux clients sont parfaitement heureux de continuer à exploiter ce matériel, en particulier après que Sikorsky l’année dernière a reçu l’approbation réglementaire pour que certains composants de la boîte de vitesses de phase III soient effectués à 5500h, jusqu’à une limite antérieure de 4 300h, selon la société.
Pourtant, Sikorsky a développé la boîte de vitesses en aluminium Phase IV pour offrir une sécurité supplémentaire et faciliter les pénuries de composants. Tout en attendant la certification, le modèle de phase IV est proposé dans le cadre de la nouvelle version A + de Sikorsky du lourdeur et est disponible en tant que rénovation pour les S-92 à service.
«Pourquoi investiriez-vous 100 millions de dollars dans quelque chose… qui ne change pas vraiment la source de revenus? (Parce que) il conduit et fournit un avion plus sécurisé », explique le vice-président et directeur général de Sikorsky, Rich Benton. «Beaucoup de nos S-92 sont utilisés dans l’industrie du pétrole et du gaz… il n’y a pas beaucoup d’endroits pour atterrir (offshore).»
Les dirigeants refusent de spéculer sur le nombre de rénovations qu’ils pourraient vendre ou le coût des mises à jour A +.
«Nous travaillons des propositions, des prix», explique Silva. «Nous allons parler à beaucoup de clients pendant Verticon… nous sommes curieux de voir à quel point il y aura un intérêt dans ce type de mise à niveau.»
Le système de lubrification actuel de la boîte de vitesses du S-92 se compose d’huile contenue dans le boîtier de la boîte de vitesses.
Pour le modèle de phase IV, Sikorsky a ajouté une tuyauterie autour de l’extérieur de la boîte de vitesses qui fournit automatiquement l’huile à partir d’une réserve secondaire indépendante si la pression d’huile tombe en dessous d’un seuil, explique l’ingénieur aéronautique de Sikorsky, Kevin Wittke. Le système auxiliaire contient beaucoup moins d’huile que le système principal mais est destiné à fonctionner uniquement jusqu’à ce que l’avion atterrit.
« Si vous avez une sorte de défaillance sur la lubrification … cela vous permet essentiellement de piloter l’avion sans avoir de préoccupation en ce qui concerne la boîte de vitesses et atterrir partout où vous avez besoin », explique Silva. «Vous n’avez pas besoin d’atterrir dans l’eau. Vous n’avez pas de restriction de 30 minutes. »
Sikorsky n’a pas dit combien de temps le S-92A + sera autorisé à voler lors de l’utilisation du système de sauvegarde. Mais dans son stand d’essai de transmission de production et d’ingénierie à Stratford, les ingénieurs de Sikorsky ont soumis une boîte de vitesses de phase IV à environ 15 heures de fonctionnement tout en étant alimenté en huile uniquement à partir du système auxiliaire.
«Nous avons essentiellement éliminé le système pétrolier principal et avons fait le système auxiliaire», explique Silva. « Et nous avons séparé cette boîte de vitesses et c’était en très, très bonne forme. »
Pour les tests, l’équipe a laissé le système de lubrification principal éjecter de l’huile jusqu’à l’activation du système auxiliaire, puis exécuter la boîte de vitesses pendant 7,5h avant d’inspecter les composants. Les trouvant en «excellent état», ils ont effectué un deuxième test.
«Nous essayons de tester un certain temps pour justifier la certification FAA», explique Wittke. « Ce que nous avons démontré, c’est, une fois de plus, que vous pouvez aller terminer la mission de partout où vous serez, aussi loin offshore … pour atteindre un atterrissage approprié (zone). »
Sikorsky est passé du magnésium à l’aluminium pour la boîte de vitesses de phase IV car le magnésium, bien que plus léger, est plus sujet aux défauts et plus difficile à perturber et à réparer, et parce que les délais de commande sont plus longs pour le magnésium que l’aluminium.
«Il y a très peu d’entreprises qui peuvent réellement verser du magnésium», explique Silva, ajoutant que le magnésium nécessite des techniques de soudage spécifiques pour éviter l’enfouissement.
Avec la mise à jour S-92A +, la société a également introduit un kit «expansion de poids brut» qui, grâce à des ajustements structurels et à d’autres mesures, augmente le poids de décollage maximal de l’hélicoptère de 544 kg (1 200 lb), à 12565 kg, permettant aux opérateurs de transporter plus de passagers, de cargaison ou de carburant.
«Douze cents livres, en fait, dans le monde de l’hélicoptère, est un grand pas», explique Silva. «Il y a des applications dans le monde où le S-92 est actuellement la seule machine qui peut réellement parvenir à ces distances avec une charge importante, et cela le rendra encore meilleur.»
Au-delà du S-92
Les S-92 continueront de voler pendant des décennies, mais Sikorsky fait maintenant progresser sa vision de l’avenir des avions de décollage et d’atterrissage verticaux commerciaux (VTOL). «Nous sommes en phase de transition», explique Silva.
La vision implique une famille d’avions hybrides-électriques, avec des degrés d’autonomie variables, conçus pour les mêmes missions maintenant desservies par des hélicoptères: vols de ville à ville d’environ 200 miles et vols régionaux d’environ 400 miles.
«Nous sommes intéressés par les véhicules qui opèrent dans l’endroit où les hélicoptères normaux fonctionnent, et… à peu près doubler la gamme», explique Igor Cherepinsky, directeur de Sikorsky Innovations, la division de développement rapide de la société. Sikorsky évalue «une famille de produits… (avec) un degré élevé de commun en ce qui concerne les systèmes» – une stratégie destinée à contenir des coûts de développement, de fabrication et d’exploitation.
La société a déjà déployé quatre conceptions d’avions dans le cadre de son plan de développement à long terme.
Un – un démonstrateur d’aile à rotor tout électrique sans pilote de 52 kg (115 lb) sans pilote, dans une configuration de la touche de queue – a déjà volé. Les autres, tous à propulser par des systèmes hybrides-électriques, incluent le démonstrateur hexagonal de Tiltwing, le concept de mobilité de l’air régionale de neuf-12 plagers et un hélicoptère appelé concept E-76.
La stratégie marque un passage d’il y a plusieurs années, lorsque Sikorsky s’était concentré sur le segment de taxi électrique. La société a pivoté en raison des limitations de la batterie et du désir de cibler les marchés traditionnels des hélicoptères.
Le 10 mars, Sikorsky a révélé qu’en janvier, il avait achevé 30 vols «transitoires» du démonstrateur d’ailes soufflé par le rotor. L’avion à deux propres, avec une envergure de 3,1 m (10,3 pieds), décolle verticalement puis passe au vol en avant. Il se déroule sur la technologie de contrôle de vol autonome de la matrice de Sikorsky.
«Le véhicule a été construit pour démontrer essentiellement la transition et nous assurer que nous avons compris la physique de la transition», et pour aider Sikorsky à «développer des contrôleurs pour plus» de ces avions, explique Cherepinsky. La société envisage de futures variantes comme excellant à la recherche et au sauvetage, aux missions de réponse humanitaire, de surveillance et de reconnaissance.
Cherepinsky précise que le concept E-76 n’impliquera pas Sikorsky développant directement une version hybride de son S-76. Il utilisera plutôt le S-76 comme une «plate-forme» pour étudier éventuellement un hélicoptère hybride-électrique de la taille du S-76. Pour le projet, Sikorsky évaluera à la fois une «hybridation légère» – avec une quantité relativement faible de puissance des systèmes électriques – et un système «plus électrique qu’improbable».
«L’hybridation d’un hélicoptère conventionnel nous permet de réduire à la fois la charge et la taille des turbines conventionnelles, apporter des transmissions électriques et des batteries, (et) nous permet de récupérer l’énergie», ajoute Cherepinsky. «Ce sont vraiment les mêmes raisons pour lesquelles les voitures hybrides existent.»
Le démonstrateur hexadécimal de Sikorsky doit être un twin-propulseur, environ 4 000 kg aéronef hybride-électrique propulsé par une seule turbine CT7 et un turbo-générateur, qui convertira la puissance mécanique en électricité.
«Nous prenons 1,2 mégawatts de puissance produite par un moteur à réaction, convertissez tout en électricité, l’envoyons dans nos ailes et le convertit en énergie mécanique pour faire tourner les rotors. Ce n’est pas aussi facile que cela puisse paraître », explique Cherepinsky. «Nous concevons nous-mêmes l’électronique électrique, les moteurs (et) les commandes de vol.»
L’entreprise a l’intention de garder un couvercle sur les coûts en produisant des Hex à partir de composants imprimés en 3D; Cherepinsky dit qu’il n’aura aucune pièce en forgeant ou en casting.
Le développement hexadécimal a été plus lent que prévu. Sikorsky construit désormais un «lit d’essai de puissance» composé des «composants dynamiques» de l’avion, mais pas de ses ailes ou de ses fuselage. L’entreprise a finalement volé ce banc d’essai dans un volant. Il vise à terminer le premier vol du démonstrateur hexagonal réel à la fin de 2027 ou au début de 2028.
«Alors que nous ajoutons cette technologie, nous apprenons à faire ces composants. Cela coûte du temps », explique Cherepinsky. « Un an ou deux à parcourir et à révolutionner certaines pièces de fabrication (de) en valent absolument la peine. »
À plus long terme, Sikorsky considère HEX comme informant le développement d’une inclinaison hybride-électrique pesant 6 350-6 804 kg et capable de transporter 9-12 passager sur des itinéraires jusqu’à environ 400 nm.
«Nous allons tenter de briser le paradigme que VTOL a traditionnellement été plus cher que les avions à voilure fixe purs», explique Cherepinsky. «Nous avons l’intention de commencer à sortir des produits dans ce domaine.»
