Les moteurs électriques conformes aux normes MIL-SPEC sont des composants de contrôle de mouvement conçus pour les systèmes de défense et aérospatiaux ; ils assurent les fonctions de propulsion, d’actionnement, de positionnement, de pompage, de refroidissement et les fonctions auxiliaires. Les configurations comprennent les moteurs à courant continu sans balais, à courant continu à balais, PMSM, pas à pas, servomoteurs et moteurs sans châssis.
Cette page présente des fournisseurs de moteurs électriques militaires proposant des solutions pour les aéronefs, les véhicules terrestres, la robotique, les plateformes navales et sous-marines, les armes, les capteurs et les équipements de soutien.
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Solutions avancées de mouvement, de contrôle et d'alimentation pour les véhicules sans pilote opérant dans des environnements de mission exigeants
Solutions innovantes de moteurs et de mouvements de précision pour les applications militaires et aérospatiales critiques
Technologies de pointe pour drones destinées aux principaux acteurs de la défense, aux fabricants de drones et aux intégrateurs de systèmes
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Les moteurs électriques sont essentiels aux systèmes de défense et aérospatiaux, puisqu’ils convertissent l’énergie électrique en mouvement mécanique pour la propulsion, l’actionnement, le positionnement, le pompage, le refroidissement et les fonctions auxiliaires. Un moteur électrique militaire peut être soumis à des conditions de température, de vibrations, de chocs, de champs électromagnétiques, de pression et d’humidité, ce qui rend la fiabilité, la densité de puissance, la gestion thermique, l’étanchéité et la compatibilité électromagnétique essentielles.
Le choix d’un moteur doit tenir compte du couple maximal et continu, de la vitesse, de la tension, du courant, du cycle de service, du rendement, des limites thermiques, du mode de commande, du boîtier, du refroidissement, de l’exposition environnementale et de la qualification. Les applications vont des solutions de moteurs légers à grande vitesse pour les systèmes aériens aux moteurs électriques étanches destinés à des opérations maritimes et sous-marines.
Les moteurs à courant continu sans balais utilisent un contrôleur électronique de vitesse (ESC) ou un autre variateur de vitesse pour commuter électroniquement les phases du moteur au lieu d’utiliser des balais mécaniques, ce qui réduit l’usure tout en permettant un contrôle efficace. Ils conviennent aux équipements aérospatiaux, à la robotique, aux pompes, aux ventilateurs, aux cardans et à la propulsion. Les moteurs sans balais étanches peuvent être conçus pour les plateformes maritimes où l’étanchéité et la résistance à la corrosion sont essentielles.
Moteurs à couple élevé pour drones d’Allient
Les moteurs à courant continu à balais utilisent des balais et un commutateur mécanique pour commuter le courant traversant les enroulements du rotor. Leurs commandes simples conviennent aux actionneurs, aux pompes, aux mécanismes auxiliaires et aux équipements existants, bien qu’il faille tenir compte de l’usure des balais, de la formation d’arcs électriques, de l’entretien et du bruit électromagnétique.
Les moteurs synchrones à aimants permanents (PMSM) utilisent des aimants permanents sur le rotor et un champ statorique à commande électronique. Leur rendement et leur densité de couple élevée conviennent aux systèmes compacts de propulsion et de contrôle de mouvement, notamment les véhicules militaires électrifiés et les équipements aérospatiaux. Il convient de prêter attention aux limites de température des aimants et au risque de démagnétisation.
Les moteurs à induction à courant alternatif génèrent un courant dans le rotor par induction électromagnétique plutôt que par des aimants permanents ou des connexions directes au rotor. Leur construction robuste convient à la propulsion, aux pompes, aux ventilateurs, aux compresseurs et aux machines. Les variateurs de fréquence (VFD) permettent de contrôler la vitesse et le couple.
Les moteurs à réluctance commutée (SRM) produisent un couple lorsque le rotor se déplace vers une réluctance magnétique plus faible sous l’effet d’une excitation séquentielle du stator. Leur rotor simple, dépourvu de bobinages ou d’aimants permanents, permet un fonctionnement à grande vitesse et à haute température, bien que l’ondulation du couple, le bruit acoustique et la complexité de l’entraînement nécessitent une conception technique spécifique.
Les moteurs pas à pas se déplacent par incréments angulaires discrets. Ils permettent un positionnement reproductible sans boucle de retour fermée lorsque les charges sont prévisibles, et sont utilisés dans l’instrumentation, le positionnement d’antennes, les vannes et les systèmes optiques. La marge de couple, la vitesse, la résonance et le risque de perte de pas doivent être pris en compte.
Les servomoteurs fonctionnent au sein de systèmes de contrôle de mouvement en boucle fermée utilisant un retour d’information de position, de vitesse ou de couple, plutôt que de constituer un type distinct de moteur électromagnétique. Les servomoteurs militaires sont utilisés dans les commandes de vol, les charges utiles stabilisées, les systèmes radar, les postes d’armes et les équipements de pointage de précision.
Les moteurs électriques sont souvent associés à des réducteurs, des capteurs, des contrôleurs, des freins et des transmissions pour former des entraînements électromécaniques. Les actionneurs rotatifs assurent un mouvement angulaire, tandis que les actionneurs linéaires utilisent généralement des vis ou des mécanismes similaires pour les portes, les trappes, les mécanismes de déploiement et les systèmes de positionnement. Les actionneurs électromécaniques peuvent également actionner des surfaces de contrôle, des vannes et des mécanismes de contrôle de vecteur de poussée.
Les moteurs à entraînement direct s’accouplent directement à la charge, ce qui réduit le jeu et la complexité mécanique. Les moteurs sans châssis sont fournis sous forme de composants de rotor et de stator destinés à être intégrés dans une structure hôte, ce qui permet un encombrement réduit pour les cardans, la robotique, les systèmes stabilisés et les actionneurs.
Les moteurs électriques assurent la propulsion, l’actionnement, le positionnement, le pompage, le refroidissement et le contrôle des mouvements dans l’ensemble des systèmes militaires aériens, terrestres, maritimes, d’armement, de capteurs et de soutien. L’architecture du moteur, l’électronique de puissance, la conception thermique, la protection contre les aléas environnementaux et l’intégration doivent être adaptées à la mission.
Moteurs électriques de la série KBM pour drones de Kollmorgen
Les aéronefs utilisent des moteurs électriques pour les commandes de vol, le train d’atterrissage, les pompes, la ventilation et le positionnement des capteurs. La propulsion des drones (UAV) peut faire appel à un moteur électrique à grande vitesse optimisé pour un poids réduit et un rendement élevé, tandis que des moteurs sans balais montés sur cardan stabilisent les charges utiles électro-optiques et de surveillance. L’altitude, le refroidissement, les vibrations et la qualité de l’alimentation électrique peuvent influencer la conception.
Les plates-formes terrestres utilisent des moteurs électriques pour la traction, la direction, les groupes motopropulseurs hybrides-électriques, la suspension, les manipulateurs, les tourelles et la robotique. Les moteurs destinés aux véhicules terrestres sans pilote (UGV) doivent tenir compte des charges liées au terrain, des chocs, des vibrations, des conditions de décrochage, du cycle de service, des limites thermiques et de la puissance électrique disponible.
Les moteurs navals assurent les fonctions de propulsion, de direction, de pompage, de ventilation, de treuillage et de manutention. Les moteurs électriques sous-marins nécessitent une protection contre la corrosion, une étanchéité ou une compensation de pression, des roulements adaptés, des entrées de câbles protégées et une conception compatible avec la pression. Les moteurs pour AUV, les moteurs pour ROV, les moteurs de propulseurs pour ROV et les moteurs de propulseurs sous-marins peuvent équiper les véhicules sous-marins autonomes (AUV) et les véhicules télécommandés (ROV).
Un moteur électrique de missile peut actionner des ailettes, des têtes chercheuses ou des mécanismes de guidage dans le respect de contraintes strictes en matière de taille, de poids, de temps de réponse et de fiabilité. Les moteurs assurent également le fonctionnement des lanceurs, de la manutention des munitions, du pivotement des tourelles, de l’élévation des canons, des chargeurs automatiques et des postes d’armes télécommandés (RWS), ces derniers devant maintenir un positionnement précis malgré les chocs, les vibrations et les mouvements de la plate-forme.
Les antennes radar, les charges utiles électro-optiques/infrarouges (EO/IR), les désignateurs laser, les antennes de communication et les capteurs de surveillance dépendent d’un positionnement précis. Les servomoteurs et les moteurs sans balais pour cardans assurent un contrôle précis, tandis que la rétroaction compense les mouvements, les vibrations, les variations de charge et les vitesses de pointage.
Les actionneurs électromécaniques commandent les surfaces de contrôle, les vannes, les écoutilles, les portes, les verrous et les mécanismes de déploiement. Des configurations de servomoteurs, de moteurs couple, de moteurs sans balais et de moteurs à engrenages peuvent être sélectionnées en fonction de la force, de la course, de la précision, du temps de réponse, des exigences de maintien, du cycle de service et de l’espace disponible.
Les moteurs de pompes militaires entraînent les équipements de gestion du carburant, de la lubrification, du liquide de refroidissement, des systèmes hydrauliques et d’autres systèmes de gestion des fluides. Les moteurs alimentent également les ventilateurs et les soufflantes de refroidissement et de contrôle environnemental, où le rendement, la durée de vie des roulements et le comportement thermique ont une incidence sur la puissance embarquée limitée.
Les moteurs de treuils militaires, les entraînements de palans, les systèmes de chargement, les rampes motorisées, les machines de manutention de fret et les équipements de maintenance soutiennent la logistique. Ces applications peuvent privilégier un couple de démarrage élevé, un contrôle à basse vitesse, une tolérance aux surcharges, le freinage, la protection contre les intempéries et une construction robuste.
Les exigences relatives aux moteurs destinés à la défense dépendent de la plateforme, de la mission et du cahier des charges du contrat. Le terme « moteur MIL-SPEC » doit donc faire référence à des exigences de programme bien définies plutôt qu’à une classification universelle des moteurs.
Les exigences pertinentes peuvent inclure :
La qualification doit être évaluée au niveau du système, en incluant le moteur, le contrôleur, le câblage, les dispositifs de rétroaction, le refroidissement, la structure de montage et la charge. La tolérance aux pannes, la redondance, le comportement de sécurité en cas de défaillance et la maintenabilité peuvent également jouer un rôle dans les fonctions critiques.
Le développement des moteurs électriques se concentre de plus en plus sur une densité de puissance plus élevée, un poids réduit, un rendement amélioré, des performances thermiques optimisées et l’intégration avec l’électronique de puissance et le contrôle numérique.
Ces évolutions renforcent la nécessité de considérer le moteur électrique comme faisant partie intégrante d’un système complet de propulsion ou de contrôle de mouvement, en tenant compte conjointement des exigences électriques, mécaniques, thermiques, de contrôle, de fiabilité et environnementales.
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