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Napier E.146 Oryx

Le Napier E.146 Oryx est une turbine à gaz britannique, purement conçue comme un turbogénérateur d'air sous pression, conçue et développée par le constructeur D. Napier & Son Limited au début des années 1950 pour le projet d'hélicoptère à rotor propulsé par réaction Percival P.74 (en).

Napier E.146 Oryx
(caract. Oryx N.Or.1)
Vue du moteur
Un Oryx, exposé au Science Museum de Londres (Royaume-Uni).

Constructeur D. Napier & Son Ltd.
Premier vol [Note 1]
Utilisation • Percival P.74 (en)
Caractéristiques
Type Turbogénérateur d'air sous pression[1] monocorps
Longueur 2 121 mm
Diamètre 489 mm
Masse 225 kg
Composants
Compresseur • Principal : Axial, à 12 étages
• Auxiliaire : Axial, à 4 étages
Chambre de combustion 5 tubes à flamme séparés
Turbine Axiale, Ă  2 Ă©tages
Performances
Puissance maximale Ă  21 900 tr/min : 750 ch, soit 559,27 kW
Taux de compression 6 : 1
DĂ©bit d'air • UnitĂ© de puissance : 4,5 kg/s
• Compresseur auxiliaire : 2,3 kg/s
Température Entrée Turbine 400 °C (673,15 K)

Le P.74 fut un échec et il fut abandonné, en même-temps que son moteur[2].

Conception et développement

Le moteur fut développé par la division Aero Gas Turbine de Napier, en collaboration avec la Percival Aircraft Company, plus tard renommé « Hunting Percival ». Les fonds nécessaires furent apportés par le Ministry of Supply (en) (MoS) britannique.

Le Percival P.74 (en) était un projet d'hélicoptère dont le rotor devait être propulsé par des jets d'air comprimé en bouts de pales (en anglais : « Tip jet rotor »). L'air comprimé devait être produit par des moteurs installés à l'intérieur de l'hélicoptère, puis véhiculé via des canalisations jusqu'aux extrémités des pales[1].

Les essais au sol du moteur eurent lieu de Ă  , avec environ 1 400 heures de tests accumulĂ©s sur cette pĂ©riode[1]. Les tests au sol de l'hĂ©licoptère commencèrent eux en 1956, mais les Oryx Ă©chouèrent Ă  dĂ©velopper la pleine puissance et produire le dĂ©bit d'air comprimĂ© maximal. MĂŞme après des modifications appliquĂ©es aux unitĂ©s de puissance, le premier vol du P.74 dut ĂŞtre annulĂ©, car il ne parvint mĂŞme pas Ă  s'arracher du sol (!)[3]. Les concepteurs envisagèrent un temps de remplacer les moteurs par des Rolls-Royce RB.108, plus puissants, mais le projet fut abandonnĂ© et le prototype envoyĂ© directement Ă  la ferraille[3].

Caractéristiques

La température des gaz provenant des moteurs devait être inférieure à 400 °C pour ne pas abîmer les canalisations en acier inoxydable du rotor principal de l'hélicoptère, et une conception à deux flux fut choisie et utilisée. Elle permettait de mélanger de l'air froid avec les gaz chauds de l'échappement du moteur, afin de ne pas directement injecter ceux-ci dans les canalisations des pales.

Afin d'obtenir une installation compacte, au lieu d'utiliser un concept avec un compresseur surdimensionné en avant du générateur de gaz et son canal secondaire (comme utilisé dans les moteurs de type turbofan), l’Oryx utilisait un compresseur axial auxiliaire couplé à la turbine. Celui-ci était monté derrière la turbine, le flux d'air comprimé étant dirigé dans le sens opposé à celui du cœur du moteur principal[1]. Les deux flux de gaz se rejoignaient vers le milieu de l'assemblage et étaient braqués verticalement vers le haut après avoir été déviés de 90° dans un collecteur commun, bien que les deux flux étaient toujours isolés l'un par rapport à l'autre grâce à une petite bifurcation installée dans le collecteur. Cette dernière solution technique permettait d'enfermer le flux de gaz chauds de la turbine à l'intérieur du flux d'air frais produit par le compresseur auxiliaire, et permettait ainsi de diminuer les contraintes thermiques subies par la mécanique de l'hélicoptère, en particulier ses pales. Les gaz véhiculés dans les canalisations à l'intérieur de celles-ci était séparés par des plaques séparatrices installées dans les collecteurs, puis se rejoignaient en extrémité de pale en étant bien parallèles et approximativement à la même vitesse, réduisant ainsi les turbulences et les pertes d'énergie.

Une soupape de démarrage, consistant en une soupape rotative de type « Corliss » (en) (non commandée par la manette de gaz) et un papillon (fermé en vol)[1], pouvait dévier les gaz du moteur directement vers l'extérieur de l'hélicoptère, permettant son démarrage et son fonctionnement au sol sans pour autant actionner le rotor principal. Sans cette soupape de démarrage, la contre-pression dans les circuits du rotor et du compresseur auxiliaire aurait empêché son démarrage[1]. Sur le P.74, deux Oryx alimentaient en gaz comprimés un collecteur commun, qui amenait la poussée vers la tête de rotor.

Le dĂ©veloppement du moteur commença en 1951[1]. Il Ă©tait dotĂ© d'un compresseur axial Ă  12 Ă©tages de moins de 19 cm de diamètre, et d'un ensemble de neuf tirants autour de la pĂ©riphĂ©rie des disques de celui-ci qui les reliaient ensemble[1]. L'air issu de ce compresseur Ă©tait envoyĂ© vers chambres de combustion tubulaires, et les gaz issus de la combustion Ă©taient envoyĂ©s vers une turbine Ă  2 Ă©tages reliĂ©e au compresseur auxiliaire Ă  4 Ă©tages via des couples Ă  engrenages[1].

Le premier prototype de l’Oryx fut dĂ©marrĂ© pour la première fois en , et fin , environ 1 400 heures de tests de fonctionnement avaient Ă©tĂ© accomplies[1]. Le moteur aurait dĂ» ĂŞtre utilisĂ© sur le P.105, la version commerciale prĂ©vue du P.74. Dans le P.105, les deux moteurs auraient Ă©tĂ© installĂ©s dos Ă  dos de chaque cĂ´tĂ© du mat du rotor principal, leurs sorties Ă©tant reliĂ©es Ă  l'ensemble mobile. Il avait Ă©tĂ© anticipĂ© que 900 chevaux de « puissance comprimĂ©e »[1] auraient pu ĂŞtre produits sous cette forme.

Moteurs exposés

Un Oryx préservé est exposé au Science Museum de Londres, au Royaume-Uni (photo de l'infobox).

Notes et références

Notes

  1. Bien qu'il n'ait jamais vraiment réussi à décoller...

Références

  1. (en) « Napier Oryx : A Unique Gas Producer for Helicopter Propulsion », Flight International magazine, Flight Global/Archives, vol. 68, no 2428,‎ , p. 189 à 193 (lire en ligne [PDF]).
  2. (en) Gunston 1989, p. 107.
  3. (en) Winchester 2005, p. 230 & 231.

Voir aussi

Articles connexes

Bibliographie

  • (en) Bill Gunston, World encyclopedia of aero engines, Wellingborough New York, N.Y, P. Stephens Distributed by Sterling Pub. Co, , 192 p. (ISBN 978-1-852-60163-8, OCLC 21117189, prĂ©sentation en ligne)
  • (en) Jim Winchester, The World's Worst Aircraft: From Pioneering Failures to Multimillion Dollar Disasters, Londres (UK), Amber Books Ltd., (ISBN 1-904687-34-2)


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