Turbopropulseurs - types |
Turbopropulseurs : dans les années 1950, les turbopropulseurs ou turbines ont progressivement remplacé les moteurs à pistons sur les avions à hélices et les hélicoptères. Ils permettaient d'obtenir des puissances supérieures, leur fonctionnement était beaucoup plus régulier, leur niveau de vibration et de bruit inférieur, leur poids moindre et leur rapport consommation/vitesse/altitude satisfaisant.
Une turbine a un cycle qui se rapproche de celui des moteurs classiques (cycle d'Otto) avec une phase d'aspiration de l'air (admission), une de compression, une de combustion et une d'expulsion des gaz par la tuyère (échappement). Par contre, le cycle est continu alors qu'il est intermittent sur un moteur à pistons.
Un turbopropulseur est composé :
– d'un compresseur axial ou centrifuge qui réduit le volume de l'air admis et en élève la température.
– de chambres de combustion ou l'air chaud mélangé à du kérosène injecté par des gicleurs brûle, ce qui augmente encore la température et le volume du mélange.
– une turbine placée dans le flux sortant, servant à entraîner le compresseur, la prise de force principale et les annexes (pompes, générateurs,...). Dans cette partie, les gaz brûlés perdent en température et en pression mais leur volume s'accroît considérablement en donnant naissance à un flux éjecté à grande vitesse.
Une fois la turbine mise en route, son fonctionnement se déroule de façon autonome.
| Vue des différents étages d'un rotor de compresseur de réacteur CFM 56. |  |
Les turbopropulseurs, contrairement aux réacteurs, entraînent des hélices par l'intermédiaire d'un réducteur mécanique mu par l'arbre principal (la vitesse de rotation d'une turbine est supérieure à 10.000 tr/min, les hélices tournent à 1.000/2.000 tr/min). La prise de force peut aussi s'effectuer par l'intermédiaire d'un arbre indépendant de l'arbre principal, mais entraîné comme lui par une turbine placée dans le flux sortant. Ce principe permet un fonctionnement plus souple, il est employé sur des hélicoptères multi-turbines comme le Puma par exemple (turbine dite libre) et a aussi été utilisé pour les quatre hélices couplées du Breguet 941 expérimental.
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| Turbopropulseur d'avion à hélices avec son réducteur. Compresseur axial huit étages, turbine deux étages, chambres de combustion en rouge. |
Turbopropulseur d'hélicoptère. Prise de force entraînée par une turbine placée dans le flux sortant (turbine libre). Compresseur axial huit étages, turbine un étage, chambres de combustion en rouge. |
