LES TURBOPROPULSEURS

Puisque le fan (la soufflante) d'un turboréacteur double flux à fort taux de dilution fonctionne, pour ainsi dire, comme une hélice multipale carénée, pourquoi ne pas remplacer ce fan par une hélice, tout simplement?

Les hélices ne permettent pas de très grandes vitesses, mais leur rendement est meilleur que tout autre type de propulsion. Si, donc, la vitesse n'est pas un critère important, l'hélice est le meilleur choix.

Un turbopropulseur est donc un propulseur à hélice, mais cette dernière est entrainée par une turbine (comme le turbofan) et pas par un traditionnel moteur à piston.

Le choix d'utiliser un turbine pour entrainer l'hélice, vient du fait que ces moteurs sont beaucoup plus léger, plus puissant, et d'un bien meilleur rendement qu'un moteur à piston.

Etant donné les énormes vitesses de rotation des turbines, on utilisera, comme sur les double flux, un système double attelage permettant à l'hélice d'être entrainée par une turbine basse pression à rotation plus lente,et dont l'axe passe à l'intérieur de celui qui entraine le compresseur.
Cette turbine n'étant pas liée au compresseur, elle est appelée : turbine libre (le même terme est utilisé pour désigner la turbine entrainant le fan d'un turbofan).

Un turbopropulseur se présente comme ceci :

Dans le cas numéro 2, la réduction de vitesse nécessaire pour entrainer l'hélice est assurée par un réducteur à engrenage.

Comme pour un turbofan, une poussée résiduelle subsiste à l'échappement des gaz. Cette poussée résiduelle représente 10 à 15 % de la poussée totale, l'hélice assurant les 85 à 90 % de la propulsion.

Malgré tous ces avantages, les turbopropulseurs équipent essentiellement les avions de transport militaire, d'école de pilotage, de liaisons aériennes régionnales voir de voltige où leur légerté, leur puissance, et leur rendement sont apréciés.

Pour l'aviation de loisir, par contre, le bon vieux moteur à piston continue à être majoritaire.

Un exemple d'avion à turbopropulseurs puissants : le Tupolev 95, bombardier stratégique de l'ancienne Union soviétique, dont la carière a été exeptionnellement longue. Il était équipé de quatre turbopropulseurs de près de 15000 cheveaux chacun!!!!! Chaque moteur entrainant 2 hélices contrerotatives à 8 pales, résultat : 925 km/h tout de même! Et une autonomie de plus de 20 heures (quand le rendement du moteur est bon, l'économie est là).

Un gros plan sur ses moteurs où on peut voir, sur le moyeu, le point de pivot d'une des pales d'hélice à pas variable.

L' avion de transport militaire Airbus A400 M sera aussi équipé de turbopropulseurs à hélices multipales.

Entre un fan de double flux à fort taux de dilution et une hélice vraiment multipale, la différence est parfois faible. Cette hélice étudiée à l'ONERA le montre bien. Il en faut de la puissance pour nécessiter tant de pales!

Cette photo est de l'ONERA sur www.onera.fr

Avez -vous remarqué la forme particulière des pales d'hélice de l'airbus A400 M, et plus encore, de celle montrée ci dessus?
Elles sont en forme de sabre, et ce n'est pas une coquetterie, c'est parcequ'on a constaté que cette forme améliorait grandement la qualité de l'écoulement et donc l'efficacité à grande vitesse.

Ceci a amené à concevoir des hélices à très grand nombre de pale, comme une soufflante non carénée, capables de performances voisines des gros turbofans, subsoniques tout de même. Et cela, en visant toujours un meilleur rendement (le rendement des hélices est meilleur, mais elles pédalent dans la semoule à haute vitesse).

Ces supers hélices sont comme un croisement entre une hélice (proppeller en anglais) et un turbofan, et sont donc appelées propfans.
Alors turbofan ou propfan, du moment qu'on est fan, forcément on adore. Bon d'accord, elle était facile celle-là.