CIRRUS

« Réduire la consommation et le bruit de fond des turboréacteurs des avions commerciaux »

Contexte et problématique

La propulsion de la majorité des avions commerciaux repose sur des turboréacteurs.

La tendance actuelle pour les futurs turboréacteurs est d’avoir des taux de dilution encore plus élevés. Ces moteurs UHBR (Ultra-High Bypass Ratio) ont de grandes soufflantes tournant à des vitesses relativement faibles.

En conséquence de cette vitesse plus faible, la consommation de carburant peut être réduite.

Une autre conséquence est que la signature sonore du moteur est modifiée. Le bruit des réacteurs et des soufflantes sera réduit; le bruit du cœur deviendra plus important.

Dans ce contexte, le projet CIRRUS vise à valider des concepts avancés de faible bruit en développant des outils numériques et expérimentaux avancés, afin de réduire le bruit de fond des futurs turboréacteurs UHBR 2030+.

Enjeux

01

Améliorer les méthodes numériques pour prédire les mécanismes des sources de bruit et le rayonnement sonore du noyau acoustique

02

Améliorer les méthodes expérimentales pour mesurer la contribution du bruit de fond sur des moteurs réels

03

Développer, tester et intégrer de nouvelles générations de revêtements acoustiques de réduction du bruit en composites à matrice céramique (CMC)

04

Étudier l’influence des futures architectures UHBR 2030+ sur les sources de bruit principales en comparant différentes turbines

Points-clé de développement

01

Le premier volet du projet est consacré à l’amélioration des outils de prédiction du bruit de base avec la mise en œuvre d’un flux de travail LES/CAA industriel.

02

Un deuxième volet se concentre sur les activités expérimentales avec le développement de méthodologies de post-traitement pour identifier la contribution du bruit principal.

03

Le troisième volet du projet est axé sur les concepts de réduction du bruit. Les concepts de revêtement CMC seront étudiés et testés.

04

Enfin, les concepts pertinents de réduction du bruit seront évalués sur un UHBR grandeur nature. Une comparaison entre les mesures et les résultats de simulation sera effectuée pour qualifier les moyens numériques jusqu’au TRL6.

Ambition du projet

Le taux de dilution est l’un des principaux indicateurs de l’efficacité des turbosoufflantes. Les moteurs à taux de dilution ultra-élevé (UHBR) ont de grands ventilateurs qui tournent à des vitesses relativement faibles et consomment donc moins de carburant. Bien que les taux de dilution élevés génèrent un bruit de jet et de ventilateur plus faible, le bruit du cœur du moteur augmente.

Le projet CIRRUS, financé par l’UE, combinera des simulations numériques et des travaux expérimentaux afin de réduire le bruit du cœur du moteur pour les futurs moteurs turbofan UHBR 2030+.

Une autre partie du travail sera axée sur le développement de revêtements acoustiques basés sur des composites à matrice céramique. Les concepts de réduction du bruit proposés seront testés dans des moteurs réels. Les mesures expérimentales seront comparées aux mesures théoriques afin d’amener les technologies proposées à un haut niveau de maturité (niveau 6 de préparation technologique).

Chiffres clés

3,6 M€

de budget

42

mois de travail

3

publications scientifiques

Financement

Le projet à l’origine de cette demande a reçu un financement de l’entreprise commune CleanSky 2 dans le cadre du programme de recherche et d’innovation Horizon 2020 de l’Union européenne, au titre de la convention de subvention n° 886554.