Où l’échec n’est pas une option

Les navires de guerre ne peuvent pas se permettre de perdre des systèmes critiques à la suite d’un impact. Brian Stanton, responsable de l’ingénierie pour l’Amérique du Nord à la division des turbines à gaz de Parker Hannifin, parle des tests approfondis requis pour les systèmes de filtration d’entrée utilisés sur ces navires.

La filtration d’entrée utilisée pour les systèmes critiques des navires, tels que les turbines à gaz de propulsion, doit passer des tests rigoureux avant l’installation. Ces tests comprennent une gamme de tests de vibrations et de chocs qui simulent le fonctionnement du navire et testent le fonctionnement du système en cas d’impact ou d’explosion.

Essais de vibrations
Les marines ont des normes pour les tests de vibration. Aux États-Unis, par exemple, la norme MIL-STD-167-1A détaille les exigences pour les navires de la marine américaine afin de garantir que l’équipement reste fiable avec les vibrations des moteurs, des hélices et d’autres systèmes embarqués. Il détaille une plage de test de 4 à 33 Hz, bien qu’un navire spécifique ne nécessite qu’une plage plus petite.

Les tests commencent par une phase exploratoire au cours de laquelle l’équipement est fixé à une table vibrante et testé à chaque fréquence pendant un bref intervalle de 15 secondes. Cela permet d’établir qu’il n’y a pas de problèmes évidents avant que des tests plus approfondis ne commencent. Aux plages de fréquences inférieures, la table de test utilise des amplitudes plus élevées, et aux fréquences plus élevées, des amplitudes plus faibles.

Le tableau est ensuite ajusté pour exécuter chaque fréquence pendant une période de cinq minutes. Sur la base des lectures des accéléromètres, la fréquence ou les fréquences des tests d’endurance seront établies. Si les accéléromètres ne montrent aucune zone suspecte sur différentes amplitudes, la plage la plus élevée est sélectionnée et exécutée pendant une période de test prolongée de deux heures. Si deux plages semblent causer une vulnérabilité, chacune est exécutée pendant une heure. Si plusieurs plages nécessitent des tests prolongés, elles durent 40 minutes chacune. Après deux heures (ou plus si plusieurs gammes nécessitent une enquête), l’ingénieur peut confirmer si l’équipement présente des problèmes nécessitant des travaux correctifs. Si tel est le cas, les tests devront être répétés. Espérons que les tests plus courts au début du cycle de test aideront à garantir que toutes les zones suspectes sont identifiées et corrigées avant les cycles de test plus longs.

Test de choc
Une fois les tests de vibration terminés avec succès, l’équipement est préparé pour les tests de choc. Ces tests, qui aux États-Unis sont couverts par la norme MIL-DTL-901E, sont conçus pour garantir que les navires resteront en service même après un impact explosif.

Les tests sont divisés en trois gammes : poids léger, moyen et lourd. Les tests plus petits utilisent un marteau à hauteur et poids réglables. L’équipement est fixé sur une plaque, qui est frappée par le marteau pour simuler de petits chocs. L’orientation de la table d’essai varie en fonction de la classe d’équipement et de la manière dont elle sera montée à bord, avec des coups de marteau à trois hauteurs différentes et jusqu’à trois orientations.

Les tests de choc moyen utilisent un marteau plus gros avec plus d’options de hauteur. La hauteur du marteau est ajustée en fonction de la charge utile globale requise et de la taille de l’équipement. Là encore, différentes orientations d’impact sont testées.

Plus de charge utile est nécessaire pour les tests de poids lourds. L’équipement est monté rigidement sur une plaque de base ou un bras de chargement sur une barge flottante, avec une orientation en fonction de l’endroit où il sera installé sur le navire, que ce soit sur la coque, le pont ou une section interne. Un engin explosif est utilisé pour simuler l’impact et est placé à une distance appropriée de la barge. La profondeur dans l’eau varie également en fonction de la taille de la charge, des profondeurs plus importantes étant utilisées pour des charges plus élevées.

Les explosions doivent avoir un impact à travers et en ligne avec le navire. L’explosif en ligne est placé le plus loin et est généralement le dernier test à effectuer car il est le moins destructeur et le plus facile à réussir, ce qui permet de modifier si nécessaire les tests précédents pour éviter d’avoir à effectuer le test complet suite en cas de problème. Des essais explosifs latéraux sont programmés pour se rapprocher progressivement de la barge.

Sommaire
Les tests de vibration et de choc sont essentiels pour les systèmes de filtration d’entrée, car ils sont essentiels pour garantir un fonctionnement fiable et la capacité du navire à retourner dans un endroit sûr où les dommages peuvent être réparés après une explosion ou un événement. Les systèmes de filtration Parker sont utilisés par diverses marines à travers le monde avec la certitude qu’ils continueront à fonctionner et à maintenir le navire opérationnel en cas de combat.

Comprendre et concevoir des systèmes résistants aux chocs et aux vibrations sont fondamentaux pour la fourniture de systèmes embarqués. Les tests sont compliqués, avec de nombreux aspects différents couverts pour s’assurer qu’ils reflètent la diversité des problèmes potentiels dans le fonctionnement réel.

Parker possède l’expertise interne pour prendre en charge les applications navales et ses équipements ont fait leurs preuves en matière de performances et de fiabilité dans les conditions difficiles auxquelles les navires peuvent être exposés.

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