Beluga: un avion comme une baleine
Airbus a démarré les vols de son nouvel avion cargo, le Beluga XL, basé sur l’A330-200. Construit dans le but de transporter des composants des avions du constructeur européen lui-même, le modèle aux dimensions plus robustes se substituera à la flotte actuelle de Super Transporteurs A300-600.
Le nouvel avion se distingue par son immense espace de chargement. Avec plus de 2200 mètres cubes, 45 mètres de longueur utile totale et 8,8 mètres de diamètre. À titre de comparaison, le fuselage de l’A380, le plus grand avion commercial du monde, a un diamètre de 7,15 mètres. Avec cela, le modèle se révèle comme le plus grand avion cargo spécial de l’époque actuelle, dépassant également l’Antonov 225, qui a un contenu cubique plus petit.
La capacité de transport peut atteindre 53 tonnes (légèrement inférieure à celle du Boeing 747 Dreamlifter, qui peut transporter jusqu’à 60 tonnes); avec une portée maximale de 2200 nm et une masse maximale au décollage suffisante pour répondre aux vols entre les unités de production d’Airbus en Europe.
UN ENJEU LOGISTIQUE
Airbus a organisé sa logistique et sa production en plusieurs unités installées dans différents pays d’Europe, notamment pour les usines en Allemagne, en Espagne et en France, où sont produits la plupart des composants de sa gamme de produits civils et militaires. Avec un territoire assez inégal, l’Europe est peu faisable pour le transport terrestre de très gros composants, ce qui rend le transport aérien plus rapide et plus efficace.
Depuis les années 70, Airbus utilise des avions spéciaux pour transporter ses composants d’avion jusqu’à sa chaîne d’assemblage final à Toulouse, en France. Le plus célèbre d’entre eux est l’A300-600ST, populairement appelé Beluga, qui sera progressivement retiré du service au cours des années à venir.
Avec le lancement de l’A350 XWB, les ingénieurs logistiques d’Airbus sont tombés sur un gros problème, la nécessité d’effectuer plusieurs vols pour le transport de sections du nouvel avion. Le plus gros problème concerne les ailes, qui sont transportées une par une dans les bélugas actuels. A titre de référence, pour produire un A350 sont nécessaires sept vols de plus de l’A300ST que le nécessaire pour construire un A320neo.
Bien que la capacité de transport des modèles actuels permette de transporter même des sections de l’A380, les Beluga montrent leurs limites en tant qu’avions cargo et présentent déjà des problèmes d’exploitation à l’horizon. Avec plus de 20 ans, le nombre d’heures consacrées à la révision de l’avion cargo est devenu plus constant. Normalement, chaque avion effectue en moyenne cinq vols par jour, essentiellement six jours par semaine. Seulement en 2017, les cinq bélugas ont accumulé 8600 heures de vol, soit près de 5 heures de vol pour chaque appareil de la flotte.
STRUCTURE DU SOL
Parmi les défis de la construction d’une nouvelle famille de super transporteurs, il y avait la nécessité d’utiliser toute l’infrastructure existante, y compris les plates-formes d’embarquement et d’atterrissage des marchandises et les mêmes aires de trafic. Pour ce faire, les ingénieurs ont décidé d’utiliser la cellule de base de l’A330-200, ce qui permettrait d’augmenter la capacité volumique de la soute. utilisant la même structure actuelle de support au sol. Le projet a été lancé en novembre 2014 et la définition du concept a eu lieu l’année suivante.
Les ingénieurs ont utilisé la majeure partie de la cellule A330, mais ont largement modifié son fuselage, ses stabilisateurs et ses ailes. De plus, pour permettre le maximum d’espace possible dans la soute, la cabine a été repensée par rapport à l’A330, et était située sous le rez-de-chaussée. Les premiers tronçons sont arrivés à l’unité Airbus de Toulouse début 2017.
S’ils n’étaient pas envoyés sur une ligne de production dédiée, n’importe qui dirait que la section centrale du fuselage et les ailes seraient utilisées pour assembler un A330 conventionnel. La majeure partie de la cellule est arrivée comme si c’était pour la ligne de production standard, car il était nécessaire de maintenir la pleine intégrité de la cellule lors de son déplacement entre l’usine en Allemagne et la ligne de production finale.
UNE ANALYSE COMPLEXE
La conversion d’un avion de passagers en avion cargo exige une analyse complexe de l’alignement du fuselage, qui doit rester immobile pendant tout le processus. Les systèmes et calibrateurs contrôlent millimétriquement et en temps réel le déplacement de la cellule lors de sa conversion.
La partie supérieure de la section centrale du fuselage a été retirée, ouvrant un espace pour l’installation de la nouvelle section destinée à la cargaison. Le plancher a été renforcé et le cockpit a dû être réaménagé pour une nouvelle position, sous le rez-de-chaussée. La construction de la section cabine a été réalisée par la société française Stelia, qui a conçu l’ensemble de l’assemblage, livré à Airbus pratiquement prêt. C’est la seule section pressurisée de l’avion, suivant la conception précédente Beluga et de la plupart des avions de transport spéciaux, tels que le vétéran Boeing Guppy et le 747 Dreamlifter.
Le stabilisateur vertical a été repensé, devenant plus haut et plus long que celui de l’original de l’A330. De plus, les ingénieurs ont ajouté deux stabilisateurs latéraux sur l’horizontale stabilisants. Une curiosité est que la partie arrière du fuselage est basée sur l’A330-300 et la partie avant sur l’A330-200. L’objectif était de maintenir le centre de gravité optimisé.
Avec l’installation de la nouvelle section cargo, la section transversale du Beluga XL a acquis un volume 150% plus élevé que celui de l’A330 standard. La cellule principale a reçu trois anneaux de renforcement dans les sections 33, 57, 67 et 77, où les anneaux orbitaux, en plus de façonner la conception finale du fuselage, sont responsables de la plupart des efforts. En parallèle, un système de jonction spécial a été conçu pour permettre l’union de la partie inférieure (d’origine de l’A330) avec la partie supérieure.
LA PHASE DE TEST
Une fois la conversion terminée, le premier spécimen a subi une série de tests au sol, parmi lesquels le contrôle du centre de gravité, les vibrations, l’utilisation du chargeur de cargaison, le mouvement interne de la cargaison, entre autres. En général, les constructeurs construisent des unités dédiées aux essais au sol, qui seront ensuite détruites, tandis que le prototype est destiné aux essais de vol.
Cependant, comme il s’agit d’un avion de série limitée et dédiée, les constructeurs ont tendance à utiliser le premier prototype pour effectuer tous les tests demandés. Plus tard, ce même prototype devient l’un des spécimens de la série, volant régulièrement. L’objectif est de réduire les coûts et le temps de conception et de certification de l’avion. Avec des flottes limitées à quelques unités, ce qui est le cas de l’A330 Beluga XL, à seulement cinq, il est impossible d’utiliser deux prototypes ou plus pour les tests.
De cette façon, l’avion MSN1824 sera responsable de l’instrumentation de test en vol, qui valide les paramètres de vol, le système dynamique et les charges, les tests environnementaux, le décollage à haute et basse température, le test de glace, les vibrations en vol, etc. Lorsque la campagne de vols débutera, le deuxième prototype, MSN1853, sera dédié aux tests de fonctionnement, à la fonctionnalité et à la fiabilité.
PRESSURISATION
Une curiosité est que, bien que l’avion ait suffisamment d’espace, la majeure partie n’est pas sous pression (et, donc soumis à des variations de température), ce qui a nécessité l’installation de l’équipement d’essai à la volée dans un environnement à température contrôlée. De plus, seuls deux ingénieurs de test seront présents sur les vols, contrairement à plus de dix qui effectuent de tels vols dans les processus de certification standard.
La quasi-totalité des équipements de test est de type Remote Acquisition Units, qui générera plus de 30 gigaoctets de données par vol, qui seront envoyées aux ingénieurs au sol. Au total, 917 instruments d’analyse des données sont embarqués dans le premier prototype. Autre curiosité, puisqu’il n’y a pas de fenêtres, les images extérieures seront générées par des caméras vidéo et transférées aux ingénieurs.
En raison de sa similitude avec la baleine blanche du même nom, les employés d’Airbus ont décidé en votant de peindre les yeux et l’énorme bouche du fuselage, donnant ainsi encore plus de sens au nom de l’avion. On s’attend à ce que le nouveau Beluga reçoive la certification EASA jusqu’à mi-2019, lorsque les deux Les premiers avions seront intégrés à la flotte d’Airbus Transport International, lorsque le constructeur commencera le remplacement de l’actuel A300ST Beluga.
— vol L-39