Bien que les compagnies aériennes soient très conscientes des perturbations et des pertes d’argent que peut entraîner la cendre volcanique, on n’a guère enregistré de progrès dans ce domaine depuis l’éruption islandaise du Vatnajökull en 2010. La dernière éruption du Raung en Indonésie a entraîné de fréquentes fermetures des aéroport de Bali et Surabaya. Comme je l’ai écrit auparavant, il semble que le système AVOID n’ait pas rencontré le succès escompté et les constructeurs comme Boeing n’ont pas installé de systèmes de détection de cendre volcanique dans les avions.
Cependant, les recherches continuent dans ce domaine. Par exemple, le projet VIPR (Vehicle Integrated Propulsion Research), fruit d’un partenariat entre la NASA, l’US Air Force et un certain nombre d’autres organismes et entreprises, inclut une série de tests destinés à contrôler la fiabilité des moteurs à bord des avions commerciaux. Leur but est de prendre en compte les technologies capables d’identifier les défauts des moteurs d’avions le plus tôt possible.
Les tests ont commencé en 2011. Deux turboréacteurs F-117 fournis par l’armée ont été montés sur un avion C-17 sur lequel les tests sont effectués avec l’avion au sol. Ces tests comprennent l’étude du moteur au cours de son fonctionnement normal, l’étude de défauts mécaniques provoqués, l’étude de défauts provoqués sur les circuits des gaz, et enfin, l’étude de la dégradation du moteur par ingestion de cendre volcanique.
La soumission du moteur à de la cendre volcanique représente la prochaine étape des tests VIPR de la NASA. La cendre volcanique a été choisie car c’est une façon intéressante de mettre un moteur en défaut et c’est un domaine qui n’a pas été soigneusement étudié.
Le test fonctionne par pulvérisation « faible à modérée » de cendre volcanique dans le moteur du C-17 tandis qu’il est en train de tourner. Parmi les capteurs utilisés pendant les tests figure un capteur de vibrations ainsi que d’un capteur dynamique de température qui enregistre les fluctuations rapides de température dans le moteur (voir image ci-dessous). Dans la partie turbine du moteur, un capteur (mis au point par la NASA) mesure l’intervalle entre la paroi externe de la turbine et les pointes des pales de turbine. C’est une mesure clé dans les moteurs d’avions parce que si l’on peut mesurer cet intervalle avec grande précision, on peut non seulement dire si oui ou non il y a des problèmes avec les pales de la turbine, mais cela permet aussi d’avoir un moteur plus économe en carburant .
L’accumulation de cendre sur les pales de compression du moteur contribue à son usure, ce qui compromet en fin de compte la santé du moteur, et par conséquent, la sécurité du vol.
Des capteurs d’émission sont installés derrière le moteur afin d’observer la combustion, ce qui donne une meilleure idée de la santé du moteur.
Grâce à ces tests, les chercheurs pourront étudier l’effet de plusieurs heures d’exposition du moteur à la cendre. Ils ont trois objectifs principaux:
1) L’incorporation de capteurs intelligents destinés à améliorer la sécurité des vols et à réduire les coûts pour les compagnies aériennes.
2) La détection des défauts potentiels du moteur.
3) L’évaluation des progrès en matière de diagnostic des moteurs.
Source: CBS Los Angeles.

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Although air companies are quite conscious of the disruptions and the losses of money volcanic ash can cause, little has been done since the 2010 eruption of Vatnajökull in Iceland to solve the problem. Mount Raung’s last eruptions led to the closure of Bali airport in Indonesia. As I put it before, it seems the AVOID system did not meet with the expected success and plane builders like BOEING are not installing any volcanic ash detecting equipment in the aircraft.

However, research is going on in that domain. For instance, the VIPR (Vehicle Integrated Propulsion Research) project, the product of a partnership between NASA, the U.S. Air Force and a number of other agencies and companies, includes a series of tests to evaluate health management technologies on commercial engines. Its aim is to look at technologies that will be able to identify aircraft engine faults at the beginning stages.

The tests began in 2011. Two F-117 turbofan engines, provided by the Air Force, were mounted on a C-17 aircraft, on which the tests are performed as the aircraft is grounded. These tests include studying the engine through normal engine operations, seeded mechanical faults, seeded gas path faults, and finally, accelerated engine life degradation through the ingestion of volcanic ash.

The subjection to volcanic ash represents the next stage of NASA’s VIPR testing. Volcanic ash has been chosen because it’s an interesting way to fault an engine, but it’s also something that hasn’t been carefully studied.

The test works by spraying “low to moderate” concentrations of volcanic ash into the C-17’s running engine. Among the sensors under study is a vibration sensor, as well as a dynamic temperature sensor which picks up quick temperatures fluctuations in the engine (see image below). In the turbine section of the engine, a sensor can measure the gap between the outer wall of the turbine and the tips of the turbine blades. This is a key measurement in aircraft engines, because if one can measure this, and measure it precisely, not only one can tell whether or not there are problems with the turbine blades,  but one can also help to having a more fuel-efficient engine.

Ash accumulation on the engine’s compression blades contributes to erosion, ultimately compromising the health of the engine, and therefore, the safety of the flight.

Behind the engine, emissions sensors are installed to read the combustion of the engine, giving more insight to the health of the engine.

Through the volcanic ash test, researchers aim to study the effect of several hours of exposure to the ash.

The tests have three primary objectives:

The incorporation of smarter sensors designed to improve flight safety and reduce aviation costs.

The detection of potential engine faults.

The evaluation of advances in engine diagnostics.

Source: CBS Los Angeles.

Source:  NASA.