Installations d’essai sur les carburants de remplacement

Aperçu des installations

Poursuivant leur quête pour trouver des carburants de remplacement durables, sûrs et économiques, les fabricants et les exploitants d'aéronefs se tournent vers le CNRC pour atténuer les risques associés à la conception et au développement des moteurs, des matériaux, des composants et des systèmes d'alimentation en carburant.

Parce qu'ils souhaitent évaluer les effets des carburants de remplacement sur ces divers produits dans des conditions réelles, ils font appel aux données de qualité recueillies dans les installations de pointe du CNRC. Au-delà des carburants d'aviation classique, le CNRC a réalisé des essais de qualification sur des turbines à gaz comme le F404 de GE, le T56 de RR/Allison et le CF-700 de GE en utilisant pour cela des carburants FT et HEFA partiellement ou entièrement synthétiques.

Description détaillée de l'offre de services

Essais sur la compatibilité des matériaux

Matériaux métalliques

  • Essais de compatibilité des matériaux métalliques (y compris la méthode d'essai ASTM D4044, l'évaluation des microstructures et l'examen visuel ainsi que la corrosion)

Matériaux non métalliques

(revêtements, pellicules, matériaux d'étanchéité, joints toriques, adhésifs, etc.)

  • Maintien prolongé du carburant à diverses températures, y compris dans des fours à conditions et à température contrôlées
  • Résistance à la séparation : méthode d'essai AS5127/1 de la SAE
  • Dureté avec duromètres (Shore A, Shore M) et duromètres portables : méthodes d'essai ASTM D2240 et D3363
  • Adhésion de la bande : méthodes d'essai ASTM D3363 et D3359
  • Résistance à la traction, à l'élongation : méthode d'essai ASTM D412
  • Compression : méthode d'essai ASTM D359
  • Résistance au cisaillement des joints de recouvrement : essai ASTM D1002
  • Résistance interlaminaire au cisaillement : méthode d'essai ASTM D6272

Bancs d'essai de combustion

Nombre de bancs d'essai : 2 bancs d'essai Becon à haute vitesse
Température maximale des gaz : 1 600 °C (environ 2 900 °F)
Vélocité maximale des gaz : 0,8 Mach
Type de carburant : carburant aviation et carburant diesel marin
Capacités d'essai

  • Oxydation cyclique, corrosion à chaud, érosion à chaud
  • Refroidissement accéléré possible pour l'intérieur et l'extérieur
  • Ajout d'une quantité précise de contaminants au carburant ou à l'air de combustion pour les études sur l'érosion à chaud
  • Ajout d'une quantité précise de particules aux gaz de combustion pour les études sur l'érosion à haute température

Essais de pulvérisation à haute pression

Pression maximale : 4,5 kg/s d'air à 20 bars (environ 10 lb/s à 300 lb/po2 [abs.])
Capacités d'essai

  • Banc d'essai sectoriel à injecteur simple avec accès optique
  • Caractérisation des pulvérisations, nombre d'écoulements, taille et vitesse des gouttelettes, imagerie en feuille au laser
  • Diagnostic laser (PDPA, PIV, Malvern)
  • Système de polygonation 3D

Essai de chambres de combustion

Débit maximal : 21,5 kg/s à 20 bars (47,5 lb/s à 300 lb/po2 [abs.])
Préchauffage de l'air : 647 °C à 18 kg/s (1 200 °F à 40 lb/s)
Type de carburant : gaz naturel, diesel, carburant A-1 pour avions à réaction
Capacités d'essai

  • Quatre (4) chambres à combustion
  • Plus de 1 000 canaux à vitesse de balayage normale ou élevée
  • Série d'instruments de mesure pour les émissions de gaz et de particules par les turbines
  • Banc d'essai de combustion à haute pression avec accès optique

Démarrage à froid, rallumage en altitude, émissions et essai des groupes auxiliaires de bord (APU)

Dimensions de l'aire de travail, longueur x diamètre interne :
Débit maximal : 11,2 kg/s (24,6 lb/s)
Altitude minimale avec air réfrigéré : 914 m (3 000 pi)
Altitude maximale : 15 760 m (51 700 pi)
Altitude minimale avec air ambiant (humide non réfrigéré) : 91 m (300 pi)
Température minimale à un débit de 0,23 kg/s (0,5 lb/s) : -48,3 °C (-55 °F)
Température minimale à un débit de 4,5 kg/s (10 lb/s) : -25,3 °C ( 13 °F) ou, avec azote liquide, -35 °C (-31 °F)
Air d'arrivée chauffé à un débit de 1,8 kg/s (4 lb/s) : 48 °C (118 °F))
Capacités d'essai

  • 1000+ canaux pour données analogiques à 50 Hz
  • 100+ canaux à 100 Hz
  • Dosage des émissions de gaz et de particules
  • Accepte les réacteurs à double flux, les turboréacteurs, les groupes auxiliaires de bord, etc.

Essai de l'exploitabilité, de la performance, de l'endurance et des émissions des moteurs complets

Cellule d'essai no 1 (TC1)

  • Type de moteur : turbomoteur/réacteur
  • Dimensions : 4,6 m (15 pi) x 4,6 m (15 pi) x 10,7 m (35 pi)
  • Poussée/puissance : 4 000 de puissance sur l'arbre à 4 500 t/m
  • Débit d'air : 50 kg/s (110 lb/s)
  • Arrivée : air chauffé à 32,2 °C (90 °F) à 9,1 kg/s (20 lb/s)
  • Essais typiques : carburants de remplacement, essais sans ailettes, émissions, endurance
  • Conception et corrélation : AIR 4989 et ARP 4755 de la SAE

Cellule d'essai no 2 (TC2)

  • Type de moteur : turbomoteur/réacteur
  • Dimensions : 4,6 m (15 pi) x 4,6 m (15 pi) x 10,7 m (35 pi)
  • Poussée/puissance : 9 000 de puissance sur l'arbre à 3 600 t/m
  • Débit d'air : 50 kg/s (110 lb/s)
  • Arrivée : air ambiant
  • Essais typiques : carburants de remplacement, essais sans ailettes, émissions, endurance
  • Conception et corrélation : AIR 4989 et ARP 4755 de la SAE

Cellule d'essai no 4 (TC4)

Cellule d'essai des moteurs no 4, au laboratoire des turbines à gaz du CNRC

Cellule d'essai des moteurs no 4, au laboratoire des turbines à gaz du CNRC

  • Type de moteur : réacteur à double flux/réacteur
  • Dimensions : 7,6 m (25 pi) x 7,6 m (25 pi) x 22,9 m (75 pi)
  • Poussée/puissance : 222 kN (50 000 lb)
  • Débit d'air : 454 kg/s (1 000 lb/s)
  • Arrivée : air ambiant avec soufflerie de givrage
  • Essais typiques : carburants de remplacement, givrage, émissions, endurance
  • Conception et corrélation : AIR 4989 et ARP 741 de la SAE

Cellule d'essai no 5 (TC5)

  • Type de moteur : réacteur à double flux/réacteur
  • Dimensions : 4,6 m (15 pi) x 4,6 m (15 pi) x 22,9 m (75 pi)
  • Poussée/puissance : 222 kN (50 000 lb)
  • Débit d'air : 227 kg/s (500 lb/s)
  • Arrivée : air ambiant avec soufflerie de givrage
  • Essais typiques : givrage, grêle, volatiles, ingestion d'eau, endurance
  • Conception et corrélation : AIR 4869 et ARP 741 de la SAE

Le CNRC-Aérospatiale dispose aussi des capacités que voici dans ses cellules d'essai des moteurs.

  • Dosage des émissions (gaz et particules) dans toutes les cellules
  • 1000+ canaux DAS et 36 canaux DAS à haute vitesse dans toutes les cellules
  • Carburants classiques et de remplacement (biocarburants compris) à un débit allant jusqu'à 32 500 kg/h (71 500 lb/h)
  • 3 réservoirs de travail et 4 de stockage d'une capacité de 40 000 litres (10 567 gallons américains)

Essais en vol

Le Falcon 20 du Conseil national de recherches du Canada est devenu le premier aéronef civil au monde à voler avec biocarburant à 100 pour cent.

Le Falcon 20 du Conseil national de recherches du Canada est devenu le premier aéronef civil au monde à voler avec biocarburant à 100 pour cent.

Falcon 20 de Dassault

Moteurs : bimoteur et réacteur à double flux GE CF700
Capacités d'essai

  • Réservoirs d'alimentation séparés permettant de choisir entre différents carburants
  • Système d'acquisition des données embarqué

CT-133 de Canadair (T-33)

Moteurs : bimoteur et turboréacteur Nene de Rolls-Royce
Capacités d'essai

  • Rendement élevé (500 KIAS), poussée élevée (-3 à 7,33 G), avion de recherche pourvu d'une instrumentation complète
  • Employé comme avion de chasse pour le dosage en vol des émissions des aéronefs, y compris le noir de carbone, l'azote réactif (NOy) et les aérosols (CN)

Navette PORT HAARC : capteur LII200 BC (20 Hz) et système d'échantillonnage isocinétique
Nez de l'appareil :

  • LICOR 840A pour le CO2 et la vapeur d'eau (10 Hz)
  • FIRNS pour la référence inertielle et la navigation (échantillonnage à 600 Hz)
  • Flèche Airdata mesurant la pression statique et totale ainsi que la température globale de l'air, 600 Hz
  • Réseau pour la détection des ions

Navette STARBOARD HAARC

  • Compteur CN 7610, >10 nm (10 Hz) et système d'échantillonnage isocinétique
  • Système d'échantillonnage à flacons d'Environnement Canada/CNRC pour le méthane, les COV, le N2O et les gaz
  • Analyseur de NOx Thermo 42I, fonctionnant en mode NOy (1 Hz), la plupart des oxydes de l'azote dans les gaz d'échappement « frais » étant le NO, le HONO et d'autres composés de l'oxyde d'azote
  • FSSP-300 ou -100 pour mesurer les particules de glace

Twin Otter DHC-6 de De Havilland

Moteurs : bimoteur et turbopropulseur PT6A-27 de Pratt & Whitney Canada
Capacités d'essai

  • Aéronef ADAC à voilure haute capable d'accomplir un vol de deux ou trois heures avec un nombre modéré d'instruments

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