Dans le secteur aéronautique et aérospatial, les composants en matériaux légers et extrêmement stables doivent répondre à des exigences de qualités strictes. Pour améliorer la sécurité tout en réduisant la consommation de carburant, les développeurs et ingénieurs d’essai ont besoin d'une technique de mesure efficace et précise. Les vibromètres laser Doppler Optomet mesurent sans contact, sans qu'il soit nécessaire de procéder à la fixation fastidieuse des capteurs. Ils mesurent de manière fiable et sans rétroaction, même dans des conditions difficiles.
Aubes de turbine : sécurité, longévité et efficacité
Dans l’aéronautique moderne, les turboréacteurs représentent une composante indispensable de l’aéronautique. Les améliorations ultérieures visent toujours à améliorer la sécurité des vols, l'efficacité des turbines, le comportement global et la réduction des émissions sonores.
L'une des composantes essentielles du turboréacteur est l’aube individuelle de la turbine. Le comportement d'une aube de turbine avec différents niveaux de charge et à différentes températures influence l'ensemble du comportement du réacteur.
Une méthode permet de mieux estimer la tenue à la fatigue d'une aube, à savoir la technique de mesure de la « fatigue oligocyclique » (LCF), lors de laquelle la turbine est examinée avant et après des charges cycliques répétées. La fatigue liée à la charge thermique est analysée plus précisément par le biais de méthodes de « fatigue thermomécanique » (TMF) à des températures jusqu’à 1000 °C. Les calculs de modèle de la géométrie des aubes favorisent l’optimisation des propriétés d’atténuation et du comportement du flux, ainsi que la répression des résonances indésirables.
Les vibromètres laser Doppler Optomet offrent la possibilité de mesurer avec précision les vibrations en fonctionnement des aubes, avant, pendant et après les phases de contrainte et de réchauffement, par un procédé sans contact. La connaissance des caractéristiques vibratoires permet de déterminer les paramètres modaux et de valider les prévisions du modèle. La modification des propriétés sous différentes méthodes de sollicitation permet de se prononcer sur la durée de vie prévue de la turbine dans les conditions de fonctionnement réelles. Les résultats sont donc essentiels pour définir des cycles de maintenance des turbines et évaluer la durée de vie possible des turbines en surcharge, par exemple si, en cas de panne d'un moteur d'avion, la turbine restante doit fonctionner bien au-dessus de la charge standard pour compenser.
Les systèmes de vibrométrie à balayage apportent une valeur ajoutée particulière à cette méthode, car ils permettent une caractérisation rapide et simple des formes vibratoires en fonctionnement sur toute la surface de l’aube.
Grâce à l’intensité et la qualité du signal élevées des vibromètres laser Doppler Optomet, tout traitement ou préparation spécifique des surfaces de mesure devient superflu. Les paramètres de vibrations peuvent même être mesurés avec précision sur des objets incandescents ou peu réfléchissants.
Contrôle des jonctions rivetées
L’augmentation constante du trafic aérien génère un besoin croissant de méthodes d'inspection rapides et fiables pour vérifier l'intégrité des assemblages de matériaux. Même si les joints collés sont de plus en plus appréciés, les jonctions rivetées restent les assemblages les plus courants dans les avions. Les prescriptions de contrôle standard actuels requièrent un contrôle visuel des rivets par un personnel agréé. Ces inspections sont chronophages et sources d’erreur, et les premiers stades des défaillances ne sont généralement pas détectés.
Il en résulte donc un grand intérêt pour les approches modernes qui permettent une inspection fiable et standardisée des jonctions rivetées, tout en réduisant le temps d'immobilisation des avions.
Les vibromètres laser Doppler à balayage Optomet (SLDV) permettent une détection rapide sans contact fiable et surtout objective des rivets desserrés. Si la pièce d'avion rivetée correspondante est mise en vibration sur large bande, les vibromètres SLDV peuvent détecter et analyser le comportement vibratoire complet de sa surface dans le spectre de fréquence excité. Une cartographie des zones à inspecter autour des jonctions rivetées avec des évaluations appropriées fournit des informations importantes sur l'état des rivets, telles que l'amplitude moyenne des vibrations, la répartition de la cohérence des données de mesure ou les fonctions de transfert de fréquence entre différents points de la surface.
Un écart significatif de ces grandeurs à des emplacements très localisés par rapport au reste de la surface permet d'évaluer directement si une jonction rivetée usée est présente à ces endroits, même si la jonction rivetée n'est pas visuellement identifiable. L'importance de l'écart permet également de se prononcer sur le degré de fatigue de la jonction rivetée et donc également de décider si ce rivet doit être remplacé immédiatement ou si l'assemblage possède encore une résistance suffisante pour être encore utilisé, et le remplacement peut avoir lieu lors d'un entretien ordinaire préalablement planifié.
Ailes d’avion
Lors d'un vol aérien à des vitesses élevées, les ailes sont soumises à des vibrations et des déformations considérables. Ces dernières peuvent varier de quelques millimètres à plusieurs centaines de millimètres, tandis que les amplitudes de vibration s'étendent de quelques nanomètres à plusieurs centaines de micromètres.
Aucun instrument de mesure conventionnel n’est capable de couvrir une telle plage de mesure de plus de 160 db en une seule mesure. Le Nova Sense d’Optomet, associé au logiciel OptoGUI permet, pour la première fois, de mesurer simultanément des déformations et des vibrations avec une plage dynamique supérieure à 220 dB. Les performances exceptionnelles du Nova Sense Optomet ont été confirmées lors de mesures effectuées sur les modèles d’ailes dans la soufflerie.
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