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Turbomeca Astafan

Le Turbomeca Astafan est une turbosoufflante à engrenages monocorps, dotée d'une soufflante à pas variable, développée à partir d'une autre turbomachine du constructeur français, l'Astazou[1] - [2].

Turbomeca Astafan
(caract. Astafan IV)
Constructeur Turbomeca
Premier vol [1]
Utilisation • Rockwell Turbo Commander
• Fouga 90
Caractéristiques
Type Turbosoufflante Ă  engrenages Ă  pas variable Ă  fort taux de dilution
Longueur 2 056 mm
Diamètre 665 mm
Masse 215 kg
Composants
Compresseur • Une soufflante à engrenages à pas variable
• 3 étages de compresseur axiaux
• 1 étage de compresseur centrifuge
Chambre de combustion Annulaire
Turbine Axiale, Ă  3 Ă©tages
Performances
PoussĂ©e maximale Ă  sec • Au dĂ©collage : 10 kN
• Avec inj. eau + méthanol : 10,7 kN
Taux de compression 9,1 : 1
Taux de dilution 8,8 : 1
Température Entrée Turbine entre 350 et 450 °C

Malgré des tests en vol réussis, une conception propre, silencieuse et efficace (comparée à celle des turboréacteurs et turbofans conventionnels de l'époque[1] - [3] - [4]), ainsi qu'un certain intérêt commercial[5], L’Astafan n'entra jamais en production de série[6]. Les moteurs ne prirent l'air que sur le prototype Fouga 90[3] et les deux avions de tests de Turbomeca[7].

Caractéristiques

Le moteur combine un compresseur centrifuge dérivé de celui de l’Astazou avec jusqu'à trois étages de compresseur axial (selon les versions du moteur), entraînés par un arbre commun[1]. La section réservée au flux secondaire est constituée d'une unique soufflante, dont les pales sont à pas variable, et d'un stator à aubes fixes monté à l'avant du moteur[1]. L'angle d'incidence des pales de la soufflante est commandé hydrauliquement par un piston installé dans le carénage de cette dernière, alors que la soufflante elle-même est entraînée via un train d'engrenages réducteurs installé sur l'arbre principal[1].

Le moteur est conçu pour opérer à vitesse constante, sans se soucier de la poussée produite en sortie, une caractéristique rendue possible par les capacités de dosage de carburant précises de L’Astafan, ainsi que son ajustement fin de l'angle de ses pales[1].

Pour contrôler le moteur, le pilote sélectionne d'abord et ajuste le levier de vitesse, qui ajuste le débit de carburant en proportion avec la vitesse moteur choisie[1]. Ensuite, le pilote agit sur le levier de poussée (analogue à une manette de gaz classique), contrôlant directement le piston de calage du pas des pales de la soufflante, par le biais de liaisons hydrauliques et mécaniques[1]. En réponse, le système d'ajustement de la vitesse du moteur maintient la vitesse toujours à la même valeur, en ajustant avec précision l'alimentation en carburant de la chambre de combustion[1]. Le système de contrôle surveille également la température de la turbine et ajuste automatiquement l'angle des pales de soufflante (et donc la charge du moteur) afin de maintenir celle-ci dans une plage optimale comprise entre 350 et 450 °C[5]. De plus, le système protège automatiquement le moteur contre des excès de carburant ou des changements inhabituels dans l'angle de calage des pales de la soufflante[1]. En utilisant le levier de poussée, les pilotes peuvent démarrer un astafan en position « petit pas », afin de diminuer le couple résistif, sélectionner le « plein pas » pour décoller, mettre la soufflante en drapeau, ou même inverser le pas pour freiner à l'atterrissage (ce qui dispense d'utiliser un inverseur de poussée classique)[1].

DĂ©veloppement : les deux avions de tests

Turbomeca possédait deux Rockwell Turbo Commander, et s'arrangea avec la société britannique Miles Aircraft (en) pour modifier chacun d'eux pour qu'ils puissent accepter deux Astafans en pods à l'intérieur de leurs nacelles[5]. Les nacelles furent débarrassées de leurs turbomoteurs d'origine et converties pour embarquer du carburant supplémentaire[8]. L'un des deux appareils, initialement un 680V-TU, arborait originellement le registre expérimental F-WSTM, et fut plus tard re-désigné F-BSTM[5] - [9]. L'autre Turbo Commander, F-BXAS, était un modèle 690A ou B[8] - [10].

Versions

Astafan I

DĂ©marrĂ© pour la première fois en 1969, il prit l'air pour la première fois en 1971[11]. L’Astafan I Ă©tait dĂ©rivĂ© du cĹ“ur du turbomoteur Astazou XIV[1]. Il Ă©tait capable de dĂ©velopper une poussĂ©e au dĂ©collage de 6,072 kN, voire de 6,517 kN avec injection d'eau[1].

Astafan II

L’Astafan II Ă©tait basĂ© sur le cĹ“ur de l’Astazou XVI et disposait d'une turbine refroidie. Il Ă©tait conçu pour pouvoir opĂ©rer Ă  une vitesse de rotation de 43 000 tr/min[1].

Astafan II

L’Astafan II de base reçut sa certification française en [12]. Les premiers Astafan II Ă©taient tarĂ©s Ă  une poussĂ©e au dĂ©collage d'approximativement 6,984 kN, et 7,495 kN avec l'injection du mĂ©lange eau-mĂ©thanol[1].

Astafan IIA

L’Astafan IIA fut certifiĂ© en 1972[13]. Il diffĂ©rait de la version prĂ©cĂ©dente par une nouvelle soufflante, plus grande, avec des pales qui disposaient d'une plus grande plage de mouvement, amĂ©liorant au passage la mince capacitĂ© d'inversion de poussĂ©e des premières versions[12]. La poussĂ©e du IIA Ă©tait de 6,850 kN[13].

Astafan IIB4

Deux Astafan IIB4 Ă©taient installĂ©s sur le F-BSTM (vers 1978) et utilisĂ©s pour des tests et des vols de prĂ©sentation[5]. Cette version Ă©tait tarĂ©e Ă  7,561 kN de poussĂ©e[5].

Astafan IIG

L’Astafan IIG Ă©tait installĂ© sur le prototype du Fouga 90 d'AĂ©rospatiale (une Ă©volution du Fouga Magister)[4]. Utilisant cette version Ă  moyen taux de dilution de l’Astafan au lieu du MarborĂ©, le « 90 » disposait du double de la distance franchissable du Magister pour la mĂŞme quantitĂ© de carburant embarquĂ©e[4]. InstallĂ© dans le Fouga 90, et opĂ©rant Ă  sa poussĂ©e maximale de 6,864 kN, la consommation spĂ©cifique en carburant du IIG Ă©tait de 11 g/(s·kN)[4]. Ă€ une altitude de 6 000 m et une vitesse de Mach 0,5, la consommation spĂ©cifique Ă©tait de 20 g/(s·kN)[3].

Le IIG comprenait la soufflante à pas variable caractéristique des Astafan, installée devant un cœur d’Astazou XVI, qui contenait deux étages de compresseur axiaux, suivis d'un étage de compresseur centrifuge[13]. Le moteur était également doté d'une chambre de combustion à flux inversé (en anglais : « reverse flow ») et une section de turbine à trois étages[13]. La configuration résultante offrait un taux de dilution élevé, de 8,8 : 1, et un taux de compression de 9,1 : 1[13].

Astafan III

L’Astafan III utilisait le cĹ“ur de l’Astazou XVI et une turbine refroidie[1]. La poussĂ©e au dĂ©collage Ă©tait tarĂ©e Ă  7,829 kN et montait jusqu'Ă  8,429 kN avec l'injection d'eau-mĂ©thanol[1].

Astafan IV

L’Astafan IV Ă©tait basĂ© sur le cĹ“ur du turbomoteur Astazou XX, et utilisait trois Ă©tages de compression axiaux suivis par le compresseur centrifuge dĂ©rivĂ© de celui de l’Astazou[1]. Comme le II, le IV Ă©tait stabilisĂ© Ă  une vitesse de rotation de 43 000 tr/min[1]. Il fut envisagĂ© un temps comme une alternative plus puissante au IIG pour propulser le Fouga 90[4].

Astafan IVF6

L’Astafan IVF6 fut testĂ© sur le F-BXAS, et ces moteurs furent retenus (vers 1987) pendant une pĂ©riode oĂą l'avion servit dans une compagnie de transport[8]. Cette version du moteur dĂ©veloppait une poussĂ©e de 10,490 kN au dĂ©collage[8].

Applications

Réalisées

L’Astafan fut utilisé comme moteur de développement sur deux types d'appareils :

Proposées

En dépit de ses nombreuses versions de développement, l’Astafan ne fut jamais produit en quantités commerciales[6]. Des propositions d'utilisation incluaient :

Notes et références

  1. (en) James Hay Stevens, « Turbomeca's Astafan », Flight International magazine, Londres (Royaume-Uni), Flight Global/Archives, vol. 101, no 3293,‎ , p. 553 à 555 (ISSN 0015-3710, OCLC 6674288, lire en ligne [PDF], consulté le )
  2. (en) « Diamond Jubilee Saloon », Flight International magazine, Londres (Royaume-Uni), Flight Global/Archives, vol. 95, no 3143,‎ , p. 923 à 938 (ISSN 0015-3710, OCLC 6674288, lire en ligne [PDF], consulté le )
  3. (en) Mark Lambert, « France's Aerospace Industry », Flight International magazine, Londres (Royaume-Uni), Flight Global/Archives, vol. 114, no 3633,‎ , p. 923 à 938 (ISSN 0015-3710, OCLC 6674288, lire en ligne [PDF], consulté le )
  4. (en) Graham Warwick, « Which Jet Trainer ? », Flight International magazine, Londres (Royaume-Uni), Flight Global/Archives, vol. 114, no 3635,‎ , p. 1871 à 1886 (ISSN 0015-3710, OCLC 6674288, lire en ligne [PDF], consulté le )
  5. (en) Hugh Field, « France's aerospace industry - Astafan: power for the Fouga 90 », Flight International magazine, Londres (Royaume-Uni), Flight Global/Archives, vol. 114, no 3633,‎ , p. 1680 à 1683 (ISSN 0015-3710, OCLC 6674288, lire en ligne [PDF], consulté le )
  6. (fr) Lasserre 2005, p. 125
  7. (fr) Lasserre 2005, p. 33
  8. (en) « Fanned Commander », Flight International magazine, Londres (Royaume-Uni), Flight Global/Archives, vol. 131, no 4061,‎ , p. 17 (ISSN 0015-3710, OCLC 6674288, lire en ligne [PDF], consulté le )
  9. [image] (en) « F-BSTM - Aero Commander 680V-TU », Air-Britain Photographic Images Collection, sur http://abpic.co.uk/, West Sussex, UK, ABPic, 2008-2009 (consulté le )
  10. (en) Manfred Faber, « Photo Private Rockwell 690A Turbo Commander F-BXAS », sur Planepictures.net, Gelsenkirchen, Germany, Plane Pictures, (consulté le )
  11. (en) « World Aero Engines », Flight International magazine, Londres (Royaume-Uni), Flight Global/Archives, vol. 101, no 3278,‎ , p. 16a à 31 (ISSN 0015-3710, OCLC 6674288, lire en ligne [PDF], consulté le )
  12. (en) Ken Fulton, « Turbine Engines of the World », Flight International magazine, Londres (Royaume-Uni), Flight Global/Archives, vol. 103, no 3330,‎ , p. 20 à 37 (ISSN 0015-3710, OCLC 6674288, lire en ligne [PDF], consulté le )
  13. (en) Ken Fulton, « International turbine engine directory », Flight International magazine, Londres (Royaume-Uni), Flight Global/Archives, vol. 113, no 3590,‎ , p. 29 à 70 (ISSN 0015-3710, OCLC 6674288, lire en ligne [PDF], consulté le )

Voir aussi

Articles connexes

Bibliographie

  • Michel Lasserre, Un demi-siècle d'aĂ©ronautique en France : Les moteurs, France, ComitĂ© pour l'histoire de l'aĂ©ronautique (COMAERO), , 176 p. (lire en ligne [PDF])

Liens externes


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