Comment sont fabriqués les moteurs d'avion ?

La fabrication de moteurs à réaction ou à piston pour les avions implique la transformation de matières premières en machines extrêmement fiables et précises. Elle nécessite l'utilisation d'une large gamme de matériaux à haute résistance. Les méthodes de fabrication utilisées peuvent être à la fois conventionnelles et uniques.

Matériaux de construction

La plupart des moteurs d'avion sont principalement constitués de composants métalliques. Ces dernières années, cependant, des composites plastiques ont été introduits pour certaines pièces. Lorsque la résistance et la légèreté sont requises - généralement dans les composants structurels, les châssis de moteur et les sections de compresseur - divers alliages d'aluminium et de titane sont utilisés. En revanche, pour les pièces nécessitant une résistance aux températures élevées et à la corrosion (généralement dans les sections de la chambre de combustion et de la turbine), on utilise des métaux à haute température tels que des alliages de cobalt, de chrome et de nickel. Les emplacements intermédiaires nécessitent l'utilisation de nombreux alliages d'acier.

Opérations de fabrication

Pratiquement toutes les opérations connues de travail des métaux et d'usinage sont utilisées dans la fabrication des moteurs d'avion. 

Il s'agit notamment de

• Forgeage à chaud (pour les profils aérodynamiques et les disques de compresseur)
• Moulage (pour les composants structurels et les bâtis de moteur)
• Broyage
• Tournage
• Brochage
• Forage
• Cisaillement
• Millin
• Filetage
• Sciage
• Cisaillement
• Brasage
• Soudage

D'autres procédés comprennent la galvanisation, la finition des métaux (chromatage, anodisation, etc.), la pulvérisation thermique (plasma ou flamme) et le traitement thermique. En raison de la dureté et de la résistance élevée des alliages utilisés, malgré leurs formes bizarres et complexes et leurs tolérances précises, la nécessité d'un usinage plus rigoureux et plus exigeant devient inévitable.

Procédés d'usinage des métaux

Le fraisage chimique et électrochimique, le soudage par faisceau d'électrons, le perçage au laser et l'usinage par électrodécharge sont quelques-uns des procédés d'usinage des métaux les plus originaux utilisés dans la fabrication des moteurs d'avion.

Broyage électrochimique et chimique

Le fraisage chimique et électrochimique permet d'enlever du métal sur de grandes surfaces de manière à créer ou à conserver un contour. En fonction de l'alliage utilisé, les pièces sont placées dans un bain caustique ou électrolytique ou dans un acide contrôlé très concentré. La réaction électrochimique ou chimique entraîne l'enlèvement du métal. Le fraisage chimique est souvent utilisé après le forgeage des profils aérodynamiques afin d'obtenir des épaisseurs de paroi conformes aux spécifications sans endommager le contour.

Perçage au laser et usinage par électroérosion

Ces procédés sont utilisés pour réaliser des contours complexes et des trous de petit diamètre dans les métaux durs. Les composants de la chambre de combustion et de la turbine sont les pièces habituelles pour lesquelles de tels trous sont nécessaires à des fins de refroidissement. L'action thermomécanique à haute fréquence des décharges d'étincelles électriques permet d'enlever le métal. Ce processus s'effectue dans un bain d'huile diélectrique ou minérale.

Soudage par faisceau d'électrons

Lorsqu'une pénétration profonde de la soudure dans des géométries difficiles à atteindre est nécessaire, le soudage par faisceau d'électrons est utilisé. Un faisceau d'électrons focalisé et accéléré dans une chambre à vide génère une soudure. La pièce frappée par l'énergie cinétique des électrons est transformée en chaleur pour le soudage.

Inspection et essais

La fiabilité des moteurs d'avion est déterminée par un certain nombre d'essais, d'inspections et de procédures de contrôle de la qualité effectués au cours de la fabrication et sur le produit final. Les méthodes d'inspection habituelles comprennent les ultrasons, le ressuage fluorescent, la radiographie et la magnétoscopie. Ces méthodes sont utilisées pour détecter les fissures ou les défauts internes des pièces. Les cellules d'essai instrumentées sont l'endroit où les moteurs assemblés sont testés avant d'être livrés au client.