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F-35, essais du refroidissement du moteur amélioré réussi !

Dernière mise à jour : 22 juin 2023

Les essais initiaux de la version améliorée du moteur Pratt& Whitney F135 ont débuté avec succès. Le moteur P&W F135 ECU (Engine Core Upgrade) fonctionnera au-delà des attentes. Retour sur cet important programme qui doit permettre le bon fonctionnement du standard Block 4 et plus tard le Block 5.

Rappel

L'US Air Force a choisi de moderniser le moteur original et actuel de l'avion de combat F-35, le Pratt & Whitney F135 plutôt que d'en développer un entièrement nouveau. Cette amélioration doit venir fournir la puissance électrique et le refroidissement nécessaire au nouveau standard Block 4.


L'un des avantages de la mise à niveau du cœur du moteur est qu'il faudrait beaucoup moins de temps et d'argent pour l'intégrer à la flotte existante de F-35. Il s'agit de ce qu'on appelle une solution "drop-in", ce qui signifie qu'elle ne nécessite aucune modification de la cellule et qu'elle peut utiliser les dépôts de maintenance, de réparation, de révision et de mise à niveau existants du F135 au niveau mondial. De plus, les ingénieurs de Pratt & Whitney ont pris soin de ne remplacer que des parties du module moteur, une décision qui se traduit par un chemin rapide, rentable et à faible risque vers le Block 4.

Ce printemps et suite à la décision d’opter pour le P&W F135 ECU, le secrétaire de l’USAF, Frank Kendal avait déclaré : « la mise à niveau du F135 est la seule option pour toutes les variantes du F-35 ».


Essais concluants

Raytheon Technologies Corporation (RTX) a annoncé avoir mené avec succès la démonstration en laboratoire du système d'alimentation et de refroidissement amélioré ou EPACS (Emergency Power And Cooling Systems) pour le chasseur F-35. Lors du test mené par Collins Aerospace, une filiale de RTX, les capacités du système ont été démontrées. Le système EPACS devrait fournir plus du double de la capacité de refroidissement actuelle du F-35, permettant une croissance supplémentaire au-delà des exigences du Block 4. L’EPACS est compatible avec les trois variantes du F-35 et s'intègre dans l'enveloppe existante de l'avion. Il comprend divers composants, notamment un système de cycle à air, un générateur d'énergie électrique et un contrôleur développé par Collins Aerospace, ainsi qu'une unité d'alimentation auxiliaire fournie par Pratt & Whitney.

Selon Pratt & Whitney, l'ECU réduira les coûts du cycle de vie jusqu'à 40 milliards de dollars. Disponible en 2028, il s'appliquera à toutes les variantes du chasseur F-35 (A, B et C).


Le F-35 PTMS fonctionne en tandem avec le moteur Pratt & Whitney (P&W) F135. En siphonnant ce que l'on appelle l'air de prélèvement du moteur, le PTMS fournit l'alimentation électrique et le refroidissement au radar de l’avion et à l'ensemble de capteurs avancés. Cependant, à mesure que des améliorations de capacité ont été apportées à ces systèmes depuis les débuts du jet, les besoins en alimentation et en refroidissement à bord ont augmenté. Cela nécessite de détourner de l'air de prélèvement supplémentaire vers le PTMS, ce qui réduit les performances du moteur et augmente la dégradation.


"Il fonctionne au-delà de deux fois la spécification de ce à quoi il fonctionnait à l'origine", a déclaré Jill Albertelli, présidente des moteurs militaires chez P&W.


L’EPACS est conçu pour prendre en charge la modernisation du F-35 Block 4 et les futures mises à niveaux. La société prévoit qu'EPACS atteindra le niveau de préparation technologique 6 en 2023 et sera prête à lancer un programme de développement de l'ingénierie et de la fabrication dès 2024. Grâce à son cycle thermodynamique plus efficace, EPACS fournit une capacité de refroidissement nettement supérieure à la plate-forme et nécessite moins d'énergie du moteur, contribuant ainsi à améliorer les performances et la durabilité du moteur. Le système fournira plus du double de la capacité de refroidissement actuelle pour soutenir une croissance supplémentaire au-delà du Block 4 et devrait fournir une capacité de refroidissement suffisante pour la durée de vie de l'avion. Jusqu’au Block 5. De plus, l’EPACS s'inscrit dans l'enveloppe existante et est destiné à être compatible avec les trois variantes du F-35.


Le Block 4 du F-35

L'effort de modernisation du Block 4 comprend des dizaines d'améliorations dans des domaines tels que la détection, le brouillage, les communications et les systèmes informatiques qui sous-tendent tout cela. La mise à niveau du noyau du moteur améliore les performances du F135 d'origine, y compris une augmentation de la portée et de la poussée, grâce à une meilleure aérodynamique et à des flux de refroidissement optimisés. Il conserve également environ les deux tiers des pièces du moteur existant. La version du F-135 ECU va donc permettre d’aller de l’avant avec les éléments du Block 4.


Parmi les nombreuses nouvelles capacités EW que le F-35 obtiendra sous le Block 4 qui nécessitera cette augmentation de la puissance de traitement, il y a un tout nouveau radar multifonction à balayage électronique actif (AESA) désigné sous le nom d'AN/APG-85 conçu par Northrop Grumman en remplacement de l'AN/APG-81 existant. L'AN/APG-85 est un élément central de l'équipement des futurs F-35 Block 4 , qui intégrera un large éventail de capacités avancées, telles que de nouveaux armements, de nouveaux capteurs, des capacités de guerre électronique améliorées, etc. Suivant les dernières tendances dans la technologie radar, l'AN/APG-85 utilisera des TRM (modules d'émission/réception) basés sur des matériaux GaN (nitrure de gallium). L'avantage des radars fabriqués avec des TRM GaN est qu'ils ont de meilleures performances, notamment en termes de contre-mesures électroniques (ECCM), de détection de petites cibles et de bande passante plus élevée, que la plupart des capteurs AESA actuels utilisant des TRM à l'arséniure de gallium (GaAs), tels que l'AN/APG-81. Un autre avantage clé est qu'ils ont une meilleure efficacité thermique, de sorte qu'ils peuvent fonctionner à une puissance beaucoup plus élevée, permettant au radar de fonctionner comme un puissant dispositif de guerre électronique offensif. Ce nouveau radar offrira un soutien air-air et air-sol actif et passif à longue portée encore amélioré pour un large éventail de missions air-air et air-sol. Ce système de capteurs possède également diverses fonctionnalités furtives, notamment des fonctions de renseignement, de surveillance et de reconnaissance de guerre électronique (EW).

Si, la liste complète des mises à niveau du Block 4 reste classée, certaines informations ont été rendues publiques. Elles incluent une amélioration significative du système d'ouverture distribuée (DAS) et du système de ciblage électro-optique (EOTS) déjà particulièrement redoutable.


Ainsi équipé, le F-35 pourra repérer et détruire des radars AESA basse fréquence afin d'empêcher le repérage des radars haute fréquence de contrôle de tir en vue de neutraliser les défense aériennes adverses (Mission SEAD/DEAD). Pour une telle tâche, le F-35 s'appuiera sur ses nouvelles options de guerre électronique (EW) permettant ainsi aux F-35 de 5e génération de mener en toute sécurité des missions ISTAR (Intelligence Surveillance Target Acquisition and Reconnaissance). Pour les attaques de masses, il fonctionnera par exemple avec le F-15EX de l’USAF.


Dernière étape du Block 4, la pleine capacité de combat collaboratif avec des drones tel que le Loyal Wingman, par exemple.


Deuxième étape : Block 5 et au-delà

Les améliorations du Block 4 vont permettre au F-35 de rester à la pointe de la technologie pendant des années. Mais étant donné le niveau d'investissement dans l'avion par les États-Unis et plus d'une douzaine d'autres pays et le fait que les États-Unis prévoient de le faire voler jusqu'en 2070, il est important de penser encore plus loin dans l'avenir, car le F-35 fonctionnera bientôt en tandem avec le NGAD de 6 ème génération. C'est là qu'intervient la capacité de refroidissement. Plus le F-35 transporte de systèmes énergivores et gourmands en chaleur, plus il comptera sur son système de refroidissement pour les faire fonctionner. La gestion de la chaleur résiduelle de ces systèmes nécessite une bonne quantité d'énergie en soi. Le F135 ECU permettra de prendre en charge les futurs accélération de puissance électronique pour le futur Block 5 et plus encore.


Lockheed Martin soutien également l'AETP

Verra-t-on au final un choix avec deux moteurs ? Si, l'USAF a tranché, l'avionneur Lockheed martin reste ouvert au moteur AETP de General Electric : Je vais plaider, et je plaide, pour le programme de transition adaptative du moteur, ou AETP", a déclaré le chef de l'aéronautique de Lockheed Martin au Salon du Bourget, Greg Ulmer. L'avionneur étant engagé sur le NGAD, une option supplémenaire avec deux motorisations semble à son goût. Affaire à suivre ...

Photos: 1 F-35 @ Aeronautica Militare 2 l'EPACS @ Collins Aerospace 3 le F135 @ P&W





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