General Electric TF39

Deux TF39 sous l'aile gauche d'un C-5 Galaxy, vus de l'arrière.

TF39 vu de face. On distingue nettement la conception particulière et très complexe de la soufflante du moteur. Seule la partie la plus au centre est mobile, les ailettes de l'anneau extérieur restant fixes. Derrière ce premier étage, le deuxième est, lui, aussi large que l'entrée d'air et mobile d'un seul bloc.

Le TF39 est un turbofan à double corps, constitué d'une soufflante à un étage et demi et d'un compresseur haute-pression à 16 étages, entraînés respectivement par une turbine basse-pression à 6 étages et une turbine à haute-pression à 2 étages. Entre les deux se situe une chambre de combustion annulaire à flux direct. Les deux corps, HP et BP, tournent indépendamment l'un de l'autre via des arbres concentriques, reliant chacun un compresseur à sa turbine respective.

À l'époque de sa conception, dans les années 1960, le TF39 était un moteur révolutionnaire, fournissant une poussée comprise entre 191 et 205 kN. Il disposait d'un taux de dilution très élevé, de 8 pour 1, d'un taux de compression de 25 pour 1 et sa température en entrée de turbine était de 1 370 °C, une valeur élevée rendue possible par l'intégration d'un système de refroidissement par air forcé.

Le moteur bénéficiait de caractéristiques techniques intéressantes provenant de multiples moteurs General Electric précédents, ainsi que de nouvelles technologies poussées, jamais vues auparavant sur un turbofan, qui contribuèrent à une grande amélioration de son efficacité énergétique (sa consommation en carburant) :

• Guides de stator à incidence variable, déjà utilisés sur les J79 et CJ805[4] ;
• Technologies avancées de refroidissement de la turbine, issues de l'YJ-93 utilisé dans le bombardier abandonné XB-70 Valkyrie[4] ;
• Inverseur de poussée en cascade, technologie issue du CJ805[4] ;
• Pales du premier étage de soufflante amorties. Les « amortisseurs », des entretoises à mi-longueur de pales, avaient été pour la première fois introduites par General Electric sur le premier étage de compresseur de l'YJ-93[9] ;
• Soufflante de type « 1 ¹⁄₂ étage ».

De nos jours, un turbofan conventionnel doté d'une soufflante dite « T-stage (en) » serait doté d'un étage de rotor en porte-à-faux (dépourvu de guides aérodynamiques d'entrée d'air), suivi par un ou plusieurs étages dits « T-stages », aussi désignés « boosters », et dont le rôle est de suralimenter le cœur du moteur[10] - [Note 1]. Le nom de « T-stage » vient de l'apparence générale du compresseur basse-pression lorsqu'il est représenté schématiquement.

General Electric effectua une approche différente avec le TF39, premier turbofan à fort taux de dilution de la société. Conséquence d'un concept unique et surtout très complexe[11], le T-stage, qui a pour rôle de suralimenter le flux devant alimenter le cœur du moteur, est situé en porte-à-faux en avant de l'étage principal de la soufflante, suivi de guides de sortie devant canaliser l'air arrivant sur la soufflante principale. De taille réduite, ce « demi-étage » est entouré par une série de petits guides d'entrée canalisant l'air uniquement pour le flux secondaire du moteur. Ses pales sont également carénées à l'intérieur de l'anneau contenant ces guides latéraux[9] - [8]. Le principal étage de soufflante (de grandes dimensions) est doté d'un séparateur à mi-longueur de pales qui sépare les flux provenant du demi-étage avant et celui passant par les guides latéraux[8]. Ces deux étages apportent un surplus de pression au compresseur haute-pression à 16 étages du cœur du moteur[12]. Toutefois, une partie non négligeable de l'air entrant dans le T-stage est déchargée dans le canal du flux secondaire du moteur, l'anneau étant doté de deux passages annulaires communicant entre l'intérieur du flux du T-stage et le canal du flux secondaire. Le taux de dilution de 8 : 1 annoncé se réfère à la proportion totale de flux d'air déviée dans le flux secondaire, par rapport au flux restant pour le cœur.

Devant une telle complexité, tant à la conception qu'à l'entretien, on peut aisément deviner pourquoi ce type de soufflante n'a jamais été reproduit ailleurs. Il est d'ailleurs intéressant de noter que même le CF6, pourtant descendant direct du TF39, n'est pas doté de ce système et emploie une soufflante d'architecture beaucoup plus classique.

Les pales de la soufflante sont amorties. Ces amortisseurs sont en fait des protubérances qui émergent à angle droit du profil de chacune des pales à environ deux tiers de leur longueur[9] - [13]. À vitesse élevée, les protubérances de chaque pale se calent contre celles des pales adjacentes, afin de prévenir les défaillances liées aux phénomènes de fluage[13]. Cette caractéristique particulière du moteur, ainsi que les guides d'entrée installés à la périphérie du premier demi-étage de soufflante, sont directement visibles depuis l'extérieur du moteur[14] - [15].

• General Electric CF6
• General Electric LM2500
• Ivtchenko-Progress D-18T
• Pratt & Whitney JT9D
• Rolls-Royce RB211

: document utilisé comme source pour la rédaction de cet article.

• (en) General Electric, Seven decades of progress : A Heritage of Aircraft Turbine Technology, Fallbrook, Aero Publishers Inc., 1979, 1^re éd., 232 p. (ISBN 0-8168-8355-6 et 978-0816883554, présentation en ligne).
• (en) Philip C. Ruffles, The History of the Rolls-Royce RB211 Turbofan Engine, Rolls-Royce Heritage Trust, coll. « Historical Serie » (n^o 47), 2014, 328 p. (ISBN 978-1-872922-48-5 et 1-872922-48-1, présentation en ligne).
• (en) Bill Gunston, The Development of Jet and Turbine Aero Engines, Sparkford, Somerset (UK), Patrick Stephens, Haynes Publishing, 15 octobre 2006, 4^e éd., 272 p. (ISBN 1-85260-618-5 et 978-1852606183, présentation en ligne).
• (en) Bill Gunston, World encyclopedia of aero engines, Phoenix Mill, Gloucestershire, England, UK, Sutton Publishing, 2006, 5^e éd., 260 p. (ISBN 1-85260-163-9 et 9780750944793, présentation en ligne).

• (en) General Electric TF39 website.