Les Moteurs Cots Réduisent Le Temps De Développement Dans Le Secteur De L'aérospatiale Et De La Défense

Les Moteurs Cots Réduisent Le Temps De Développement Dans Le Secteur De L'aérospatiale Et De La Défense

L'expression « COTS » (Commercial Off-The-Shelf) fait référence à des produits standard de qualité commerciale ou industrielle prêts à l'emploi. La plupart des projets du secteur de l'aérospatiale et de la défense (A&D) imposent un cahier des charges strict pour développer un produit robuste et durable, capable de fonctionner dans des environnements extrêmes. Les produits COTS peuvent être modifiés avec des matériaux ou des composants appropriés pour répondre à des conditions exigeantes et réduire considérablement le temps de développement d'un produit.

Dans une application A&D, une solution de motorisation COTS n'est généralement que le point de départ pour créer rapidement un prototype initial en vue d'une validation de principe. La conception comprendra alors plusieurs itérations de modifications du moteur ou du contrôleur et des essais complets afin d'en valider l'utilisation. Les spécifications militaires comportent de nombreuses exigences relatives aux conditions ambiantes et induisent des besoins de fabrication critiques liés aux contraintes des systèmes ISO et de qualité. Même en tenant compte de ces problèmes courants, il reste possible de comprimer la durée du cycle d'un projet en utilisant un produit de motorisation COTS comme conception de base.

Au lieu d'un produit COTS, il est possible de recourir à une approche de conception à partir de zéro dans laquelle une entreprise du secteur de la défense charge un fabricant de moteurs de concevoir et de développer un produit conforme aux spécifications désirées. Cette méthode prend nettement plus de temps et est sensiblement plus coûteuse qu'une approche standard. Il peut en outre être compliqué de trouver un fabricant disposant de l'expérience nécessaire en matière de conception de moteurs et d'applications dans le domaine de l'A&D.

Une approche de conception à partir de zéro inclut l'élaboration de schémas prêts pour la production ainsi que la création d'outils et de documents techniques pour la fabrication. Dans une conception du commerce, la documentation et l'outillage sont déjà établis. La réalisation de l'outillage associé à une nouvelle conception de moteur peut prendre plus d'un an, alors que le produit COTS a déjà ses propres outils. Le temps et les dépenses associés à une solution COTS sont axés sur les modifications nécessaires pour l'adapter au cahier des charges. Le partenariat avec un fabricant expérimenté tel que Portescap réduit le temps passé à trouver des solutions qui répondent aux défis typiques d'une application militaire. La vaste gamme de produits disponibles permet de personnaliser facilement et efficacement une solution du commerce et de réduire le temps de développement global.

DÉFIS EN MATIÈRE DE SPÉCIFICATIONS POUR RÉPONDRE AUX EXIGENCES DES APPLICATIONS A&D

Si la plupart des conceptions de moteur COTS peuvent répondre à de nombreuses exigences militaires de base moyennant un minimum de modifications, certaines spécifications courantes peuvent nécessiter une attention supplémentaire :

Chocs et vibrations
Large plage de températures
Pression (vide)

Les exigences en matière de chocs et de vibrations impliquent généralement des forces axiales et radiales supérieures auxquelles le moteur peut être soumis dans des conditions opérationnelles et non opérationnelles. Des forces non opérationnelles peuvent survenir lors du transport de la machine ou de l'équipement de son lieu d'entreposage à un site d'activité. Des forces de choc et de vibration élevées, telles que celles exercées sur un actionneur d'ailette de missile, peuvent être générées lors d'un lancement. Dans la plupart des cas, les spécifications en matière de chocs et de vibrations peuvent être respectées en renforçant le système de roulement standard par une solution plus robuste capable de résister aux charges d'impact. Les éléments de retour d'information doivent également être renforcés en remplaçant les disques en verre des codeurs par des solutions moins fragiles comme des résolveurs ou des échelles magnétiques.

Les spécifications militaires doivent prendre en charge de larges plages de températures, car l'équipement doit fonctionner dans tous les types de conditions extrêmes. L'actionneur d'un robinet de carburant d'un aéronef est soumis à des températures extrêmes lorsqu'il passe du décollage au fonctionnement à haute altitude. Le taux de variation de la température peut être problématique, étant donné que les différents matériaux du moteur peuvent se dilater ou se contracter à des rythmes différents, ce qui est susceptible d'endommager le moteur. Il est possible de modifier des moteurs standard pour tenir compte de ces variations, par exemple en ajustant la lubrification des roulements en fonction des exigences de température basse ou élevée ou en modifiant les matériaux du système de bobinage et d'isolation pour résister à des températures extrêmes.

Plusieurs défis doivent être relevés dans des conditions de vide. Les aéronefs évoluant à haute altitude et les engins spatiaux sont soumis à des environnements de vide et à très basse pression qui nuisent à la capacité de dissipation thermique du moteur. Les nano-actionneurs de positionnement des panneaux solaires des satellites doivent fonctionner et être fiables lorsque ces derniers atteignent leur position d'altitude orbitale. Les matériaux des balais standard des moteurs BLDC peuvent présenter des défaillances à haute altitude ou dans le vide. Le dégazage du système de lubrification des roulements peut affecter la durée de vie de ces derniers ou contaminer l'environnement de vide avec des particules indésirables. Chacun de ces défis peut être relevé en remplaçant les matériaux standard des balais et des collecteurs par des matériaux équivalents adaptés aux exigences du vide, en ajoutant des méthodes de dissipation thermique lors de l'intégration du moteur, en choisissant des matériaux résistants et des lubrifiants de qualité militaire.

LES SOLUTIONS COTS OFFRENT DE NOMBREUX AVANTAGES AU SOUS-TRAITANT A&D

Le sous-traitant du secteur de la défense peut tirer parti des conceptions existantes et profiter de l'expérience du fabricant de moteurs pour personnaliser sa solution, une approche « à l'identique sauf » offrant les avantages suivants :

Un prix compétitif

Les conceptions de moteur COTS sont prêtes à l'emploi, à des prix compétitifs et dans des délais courts. Elles peuvent être achetées directement auprès de fabricants réputés ou d'un réseau de revendeurs.

Un large choix de fabricants de moteurs expérimentés

De nombreux fabricants proposent des solutions motorisées fiables adaptées à des environnements industriels rigoureux, ont l'expérience de la personnalisation en fonction des exigences environnementales et offrent la possibilité d'effectuer des essais spécifiques à une application (chez le fabricant ou dans des installations extérieures, selon les besoins).

Des temps de développement adaptés aux besoins du client

Le recours à un produit COTS pour développer rapidement un prototype permet au concepteur de se concentrer sur les modifications spécifiques requises pour respecter des spécifications critiques. Cette méthode permet de comprimer le cycle de conception complet et se traduit par une réduction des coûts d'ingénierie non récurrents.

Technologie ultra-moderne et performances optimisées

Les fabricants améliorent et développent les conceptions sur la base des toutes dernières technologies disponibles, ce qui permet aux sous-traitants de profiter des avancées actuelles en matière de matériaux et de procédés de fabrication. Portescap s'appuie sur un ensemble d'expériences pour relever les nombreux défis environnementaux des applications A&D et développer de nouvelles capacités de motorisation qui tirent parti des progrès de la technologie des aimants et des nouveaux concepts de fabrication des moteurs. L'utilisation d'un produit disponible dans le commerce largement répandu fournit également d'importantes données de fiabilité concrètes par rapport à une solution conçue de toutes pièces.

CONCLUSION

L'approche COTS adoptée pour développer une solution destinée aux applications A&D n'est possible qu'avec un fournisseur disposé à coopérer et à collaborer, déterminé à prendre en charge des exigences spécifiques. La solution optimale est obtenue lorsque les ingénieurs de conception interagissent avec leur fournisseur de solutions motorisées dès le début du processus d'idéation. La capacité du fabricant à personnaliser un produit standard pour fournir des prototypes en petits lots, ce qui peut constituer un processus itératif de plusieurs étapes avant l'acceptation d'une conception finale, revêt une importance particulière dans l'utilisation d'un produit COTS. De nombreuses applications A&D nécessitent un engagement de disponibilité du produit pendant une période prolongée qui comprend les personnalisations pour les prototypes initiaux, les essais de qualification et l'acceptation du produit final avant même la génération de revenus substantiels. Portescap comprend les exigences des applications militaires et possède une solide expérience en matière de personnalisation de produits standard pour respecter un cahier de charges strict.

En résumé, la personnalisation de produits du commerce prêts à l'emploi (COTS) est une solution gain de temps pour les applications A&D qui permet d'accélérer le développement d'un programme essentiel. Les produits peuvent être modifiés de manière à assurer un fonctionnement fiable dans des environnements extrêmes sans transiger sur l'innovation et la rapidité de mise sur le marché.

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Figure 1 - Temps de développement global
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