Installation à Sisteron pour certifier la gamme Ascalon chez E-Props.
On connaît le principe du « canon à poulet » utilisé pour la certification des avions de ligne, avec au départ des carcasses de poulets morts puis des blocs de gélatine propulsés sur un pare-brise ou dans l’entrée d’air d’un réacteur pour noter les dégâts engendrés par une telle collision. Même si des oies peuvent être rencontrées à haute altitude, de nuit… les risques sont plus élevés lors des phases de décollage et d’atterrissage, avec des avions de ligne évoluant alors à des vitesses relativement faibles. C’est moins le cas pour des avions d’armes pouvant croiser à 450 Kt dans les basses couches.
Mais c’est aussi le cas des hélices d’avions légers, destinées à être certifiées selon la norme européenne CS-P (Certification Specification-Propeller), équivalent européen de la Part-35 de la FAA outre-Atlantique. D’où l’usage d’un canon à air comprimé pour projeter un « poulet » simulé sur une hélice, afin de tester la solidité des pales face à un tel choc, en plus de bien d’autres essais, de la tenue à la fatigue, au sur-régime, aux vibrations, aux phénomènes d’aéroélasticité ou encore à la foudre en passant par la résistance aux forces centrifuges.
Le paragraphe « CS-P 360 Bird Impact » précise qu’il « doit être démontré, par des essais ou des analyses basées sur des essais ou l’expérience acquise sur des conceptions similaires,
que l’hélice est capable de résister à l’impact des oiseaux spécifiés dans les spécifications de l’aéronef applicables à l’installation prévue de l’hélice, sauf que la masse de l’oiseau ne doit pas dépasser 1,8 kg, à l’endroit le plus critique et dans les conditions de vol qui entraîneront les charges les plus élevées sur les pales dans une installation type sans provoquer d’effet majeur ou dangereux sur l’hélice ».
Ainsi, la norme de certification prévoit de tester l’hélice après une évaluation de l’utilisation prévue, des conditions de fonctionnement dans lesquelles l’hélice sera « le plus susceptible de rencontrer des populations d’oiseaux et de la géométrie d’impact de l’hélice ». En général, précise le texte, « cette condition se produit au moment du décollage et de l’atterrissage ».
Le point d’impact « doit être choisi de manière à produire des charges maximales sur les pales » et il faut démontrer que l’hélice entière ne se séparera pas. De plus, « les essais statiques ou rotatifs sont acceptables. L’objectif est de simuler un impact d’oiseau de manière contrôlée afin d’évaluer la réponse et les dommages subis par les pales. Le cas échéant, le moyeu de pale, le dispositif de retenue et le matériel de changement de pas doivent être inclus dans la configuration de l’essai statique afin d’évaluer l’effet de l’impact d’oiseau sur ces composants ».
L’évaluation des dommages sur les pales, y compris en composites, doit comprendre un examen visuel, des essais de réponse en fréquence, des essais de tapotement pour évaluer le délaminage des composants composites, une inspection par ultrasons pour détecter le délaminage et les dommages internes (composants composites), une inspection par rayons X pour détecter les dommages internes et une inspection par ressuage fluorescent ou inspection par particules magnétiques (composants métalliques).
Ainsi, dans le cadre du développement de sa gamme d’hélices baptisées Ascalon, destinée aux moteurs en prise directe, actuellement en cours de certification auprès de l’EASA, la société E-Props a décidé de concevoir sa propre installation d’essais, pour être autonome dans le déroulement des essais mais aussi faute de trouver des laboratoires aptes à mener de tels essais sur des hélices aux vitesses souhaitées.
Jérémie Buiatti, directeur technique, précise que « le choc n’est pas dans l’axe de la corde »
de la pale « mais en effet visuellement proche ». Les paramètres pris en compte, les plus défavorables, concernent un aéronef en « montée initiale (40 m/s, 2.500 tr/mn, impact à 80% du diamètre de la pale) » tandis que « l’angle entre le plan de rotation et la trajectoire de l’oiseau est de 10.8 degrés. Comme le calage de pale correspondant est de 21 degrés, on soustrait les 10.8 degrés de la trajectoire de l’oiseau. Cela fait donc un réglage du calage à 10.2 degrés pour le choc ».
Et de rappeler que les profils retenus par E-Props sont creux, ayant donc des incidences de l’ordre de -6 à -10 degrés pour obtenir une portance nulle, contrairement à un profil plus classique avec un angle de portance nulle obtenu autour de -2 degrés, mais avec « une corde et/ou un calage plus importants ». Le choix aérodynamique retenu par E-Props repose donc sur le tandem « corde réduite et profil creux », plus « favorable vis-à-vis du choc à l’oiseau ».
Jérémie Buiatti indique encore que « pour les hélices à pas variable, sur avion rapide, certaines configurations de vol donnent des chocs avec beaucoup plus d’incidence vis-à-vis de l’oiseau. C’est souvent ce genre de vidéos que l’on voit, car plus impressionnantes ». La vidéo
ci-dessous montre un « tir » réalisé à Sisteron lors d’essais visant à la certification de la nouvelle gamme Ascalon, E-Prop espérant obtenir le Type Certificate (TC) pour cette gamme d’hélice à l’été prochain, en même temps que le Production Organisation Approval (POA) nécessaire pour lancer la production de série. ♦♦♦
Photos © E-Props
CS-P Amendment 2 en téléchargement :
CS-P EASA