Je pense qu'il faut abandonner l'idée du refroidissement par amortisseur comme un événement unique qui provoquera immédiatement la fissuration d'un cylindre. Au lieu de cela, il faut considérer cela comme une fatigue thermique cyclique où les dommages matériels s'accumuleront progressivement par un certain nombre de ces événements cycliques.
Les cycles thermiques font partie intégrante de l'usure normale & que tout moteur IC doit endurer et qui en fin de compte aboutit à un TBO fini au lieu d'une durée de vie infinie du moteur. Le démarrage d'un moteur froid, l'arrêt d'un moteur chaud ou des changements majeurs de réglage de puissance font partie d'un cycle de fonctionnement normal. Le TBO spécifié d'un moteur contient implicitement un certain nombre de cycles thermiques de ce type qui peuvent être maintenus sans défaillance prématurée.
Les fabricants de turbines qui sont confrontés à des problèmes de limitation de durée de vie similaires adoptent une approche plus sophistiquée et incluent explicitement à la fois le nombre de cycles et le nombre d'heures de fonctionnement (service continu) dans leur intervalle d'entretien (= TBO). De plus, la gravité des différents événements est prise en compte en appliquant des facteurs de poids respectifs. Un démarrage à froid, par ex. coûte plus de vie au moteur qu'un démarrage à chaud et a donc un facteur de poids plus élevé.
Maintenant, l'analogie avec le problème du refroidissement par choc devrait devenir évidente. En général, chaque réduction de puissance d'un moteur chaud après une montée à pleine puissance représente un cycle de fatigue thermique pour certaines parties du moteur, mais la quantité de dommages supplémentaires causés par ce cycle de fatigue est déterminée par un certain nombre de facteurs: Quelle est la température du moteur et à quelle vitesse la puissance est réduite. Si cela est fait de manière agressive, les dégâts supplémentaires seront nettement plus importants que les dégâts causés par une réduction de puissance douce et progressive. Ainsi, le moteur consommera une quantité disproportionnée de sa durée de vie totale par rapport à une manipulation plus prudente. Une fissure ne se formera pas immédiatement mais un moteur qui est traité de manière aussi sévère sur une base régulière n'atteindra certainement pas le TBO complet.
Quelques mots sur la physique de la fatigue thermique et de la fissuration:
Ce n'est pas la vitesse de refroidissement en soi qui compte mais les gradients de température qui s'accumulent pendant le refroidissement, c'est-à-dire l'inhomogénéité du champ de température. Les contraintes thermiques sont causées par des régions à l'intérieur d'une structure où la dilatation thermique libre (ou le retrait) est limitée par de forts gradients de température. De forts gradients de température sont causés soit par un chauffage rapide, soit par un refroidissement rapide. Dans les deux cas, des coefficients de transfert de chaleur élevés sont nécessaires. En cas de refroidissement rapide, les coefficients de transfert de chaleur élevés sont par ex. causée par un fort flux d'air à l'intérieur du capot en conséquence directe d'une vitesse de l'air élevée.La situation est aggravée dans les régions où des matériaux avec des coefficients de dilatation thermique différents s'accouplent (AL et acier) ou dans des endroits à fortes concentrations de contraintes (encoches, angles vifs) D'autre part, la susceptibilité d'un métal à l'endommagement par fatigue dépend du niveau de température absolu auquel les contraintes thermiques se produisent. Le même gradient de température dans un morceau de métal chaud est nettement plus dommageable que si le métal est dans un état plus froid.
Nous avons maintenant tous les ingrédients pour mieux comprendre ce que signifie réellement le refroidissement par amortisseur: un moteur qui est très chaud après une période prolongée de montée à pleine puissance subit une réduction de puissance rapide et simultanément l'avion est accéléré à une vitesse élevée. (imaginez la descente d'un remorqueur après un remorquage aérien). Le débit d'air à l'intérieur du capot est considérablement augmenté et le moteur est refroidi rapidement (et de manière non homogène). Le flux thermique qui en résulte induit des gradients de température et des contraintes thermiques conséquentes dans la structure. Alors que pour la majeure partie de la structure, ces contraintes thermiques sont insignifiantes, il existe quelques points limitant la durée de vie tels que les sièges de soupapes d'échappement, etc. où une certaine quantité de dommages dus à la fatigue évolue en raison de ces contraintes. Le montant réel des dommages dus à la fatigue est déterminé par la gravité de l'événement, c'est-à-dire que plus le moteur est chaud, plus la réduction de puissance après la montée est agressive et plus l'accélération de l'avion est rapide, plus les dommages seront importants.
Pour en venir à ma déclaration initiale: je ne crois pas au refroidissement par amortisseur comme un événement unique qui pourrait provoquer une fissuration de la culasse en une seule fois, mais je crois vraiment que les événements décrits ci-dessus consomment une quantité disproportionnée de la vie du moteur et la fissuration prématurée sont très probables si ce type de profil de mission est répété trop fréquemment.