blisk

Un blisk est un assemblage de rotor de turbine dans lequel les aubes et le disque central sont usinés à partir d'une seule pièce de matériau, plutôt que d'être des composants séparés boulonnés ou emmanchés. Le terme combine « blade » (aube) et « disk » (disque). Dans un rotor conventionnel, les aubes individuelles sont fixées dans des fentes ou des queues d'aronde usinées dans un disque séparé ; dans un blisk, la structure entière, le disque et toutes les racines d'aubes, est soit forgée, soit coulée en une seule unité, puis finie aux dimensions finales.

Les blisks sont principalement utilisés dans les moteurs à réaction d'avion, apparaissant dans les étages de compresseur et parfois dans les étages de turbine, bien qu'ils soient beaucoup plus courants dans les compresseurs. Un blisk de compresseur haute pression typique peut avoir de 30 à 80 aubes rayonnant à partir d'un alésage central. Le matériau est généralement un superalliage à base de nickel tel que l'Inconel ou le Rene, choisi pour sa résistance à haute température et sa résistance au fluage. La partie disque supporte généralement la charge centrifuge des aubes rotatives, tandis que les aubes elles-mêmes compriment l'air entrant.

L'avantage principal d'un blisk est la réduction de masse. En éliminant le disque séparé et le matériel de fixation (boulons, queues d'aronde ou carénages), un blisk peut peser 10 à 20 % de moins qu'un rotor boulonné équivalent de même conception aérodynamique. Une masse de rotor inférieure réduit l'inertie, améliore la réponse à l'accélération et permet des roulements de plus petite taille. Cette économie de poids améliore directement l'efficacité énergétique et les performances. La structure monobloc élimine également la concentration de contraintes aux attaches des racines d'aubes et supprime les modes de défaillance potentiels associés au desserrage des fixations ou au micro-glissement aux interfaces.

Inconvénients et compromis

Les blisks sont plus coûteux à produire que les rotors boulonnés. Ils nécessitent un forgeage ou un moulage de précision suivi d'un usinage étendu contrôlé par ordinateur pour découper les profils d'aubes individuels, les surfaces de carénage et les trous de refroidissement à partir du matériau solide. Tout défaut de fabrication dans une aube affecte l'ensemble du rotor et ne peut pas être réparé en remplaçant cette seule aube. Si une seule aube se fissure en service, le blisk entier doit être remplacé ou mis au rebut. En revanche, un rotor boulonné permet le remplacement individuel des aubes. Les blisks ont également une flexibilité de conception inférieure ; changer le nombre d'aubes, le pas ou le profil nécessite une nouvelle matrice de forgeage ou un nouveau modèle de moulage.

Malgré le coût initial plus élevé, les blisks sont devenus la norme dans les moteurs à réaction militaires modernes et les turbofans commerciaux à fort taux de dilution où la performance et le poids sont prioritaires. Ils sont rares dans les conceptions de moteurs plus anciennes, les étages à basse pression ou les turbines à gaz industrielles où la simplicité et la réparabilité sont valorisées. Le terme « blisk » a également été étendu aux rotors d'autres machines tournantes, telles que les compresseurs dans les applications industrielles, bien que l'usage en dehors de l'aérospatiale reste peu courant.