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Publication du programme PAUSE – ANR Ukraine pour l’accueil de scientifiques ukrainiens et ukrainiennes dans des laboratoires français
ASTRID-Maturation - ASTRID-Maturation

Laser pour l'Allumage de Moteurs Aéronautiques – LAMA

Résumé de soumission

Ce projet concerne l’étude et la réalisation d’un système comprenant un module laser et un module de focalisation dédié à l’allumage d’un écoulement diphasique pour une application dans les foyers aéronautiques aérobies. L’allumage, et plus particulièrement le rallumage en altitude, est un point crucial pour les motoristes aéronautiques puisqu’il conditionne le volume du foyer de combustion. Par ailleurs, les motoristes recherchent activement des systèmes susceptibles d’allumer à haute cadence (~100 Hz) des foyers nécessitant un allumage répétitif, notamment les chambres à détonation tournante ou à combustion à volume constant. Disposer d’un système d’allumage performant et fiable fonctionnant à haute cadence est donc un atout important pour les industriels. L’idée centrale du projet est de développer un système comprenant un module laser et un module de focalisation capable d’allumer un écoulement diphasique kérosène/air issu d’un injecteur aéronautique en conditions d’altitude (-40 °C, 0,5 bar). Le développement de ce système s’appuiera sur les savoir-faire et les résultats novateurs acquis au cours du projet ASTRID ECLAIR. La partie optique et mécanique du système laser sera développée par la société Fibercryst tandis que l’électronique de pompage et de synchronisation de la source laser, fonctionnant sous 24 V, sera réalisée par le LOMA. Ce système laser fournira à une cadence de 100 Hz des impulsions de 1.5 nanoseconde quasi gaussiennes (M2<1.5) centrées à 1064 nm ayant une énergie supérieure ou égale à 40 mJ. Ces impulsions seront focalisées dans la chambre de combustion par un module de focalisation dédié qui sera conçu et réalisé au LOMA. Au point de focalisation, ces impulsions créeront localement un plasma qui induira un noyau de combustion et initiera l’allumage de la chambre. En parallèle, nous caractériserons le spray de kérosène dans le trisecteur Ardiden de SAFRAN HE dans différentes conditions de fonctionnement. Une meilleure connaissance des paramètres du spray en fonction de la température et de la pression permettra notamment d’améliorer le caractère prédictif des codes de calculs de dynamique des fluides et d’optimiser les conditions d’allumage des moteurs Ardiden de SAFRAN HE. Des tests d’allumage seront alors réalisés sur ce trisecteur sur le banc MERCATO de l’ONERA. Ce banc est la référence française des études sur l’allumage des foyers aéronautiques en conditions réelles. Les performances de notre allumeur laser seront déterminées à l’aide des diagnostics optiques développés précédemment et comparées à celle d’une bougie à arc conventionnelle qui servira de référence. Finalement, des tests d’allumage avec notre système laser seront réalisés sur le banc 5 installé à Bordes chez SAFRAN HE. Nous évaluerons ainsi la capacité de notre solution laser à allumer une chambre annulaire complète dans différentes conditions de fonctionnement.

Coordinateur du projet

Monsieur Eric Freysz (Laboratoire Ondes et Matière d'Aquitaine)

L'auteur de ce résumé est le coordinateur du projet, qui est responsable du contenu de ce résumé. L'ANR décline par conséquent toute responsabilité quant à son contenu.

Partenaire

LOMA Laboratoire Ondes et Matière d'Aquitaine
ONERA CENTRE DE TOULOUSE ONERA CENTRE DE TOULOUSE
FIBERCRYST FIBERCRYST

Aide de l'ANR 498 345 euros
Début et durée du projet scientifique : décembre 2018 - 30 Mois

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