Revoyant récemment un article (L’Aéronautique n° 235, décembre 1938) consacré au compresseur Planiol-Szydlowski, je suis tombé en arrêt devant le graphe qui y est publié, et qui n’a pas tout à fait
l’aspect habituel de ce type de courbes (image ci-dessus).
Rappelons qu’il s’agit de comparer les performances du compresseur en cause, comparé à celui d’origine équipant un moteur Hispano-Suiza 12 Y [en l’espèce, un 12Ygrs qui n’est qu’un 12Y31 avec un
rapport spécifique de réducteur d’hélice, sans incidence sur les performances].
L’explication qui accompagne me semble éclairante - je crois indispensable de la citer intégralement :
« Les courbes d’indice zéro, tracées en trait plein, sont relatives au fonctionnement du moteur à l’altitude zéro. Ce sont les résultats des mesures au banc, ramenées à 15° et 760mm de mercure. La
lettre A correspond au moteur essayé muni de son compresseur d’origine, la lettre B au même moteur après remplacement du compresseur par la machine Szydlowski-Planiol.
Les courbes d’indice Z, tracées en trait interrompu, sont déduites par le calcul des deux précédentes, pour représenter la puissance que fournirait le moteur en fonctionnant à l’altitude Z
correspondant à la pression d’aspiration du compresseur, le moteur étant supposé fixe et l’atmosphère standard.
Le calcul a été fait d’après la formule officielle STRS Aé … ».
Je pense, et aimerais en discuter ici, que cela démontre qu’à cette époque - c’est à dire dans les mois et années qui précédaient la guerre -, les courbes de puissance des moteurs aéronautiques en
altitude étaient d’abord établies au sol, et ensuite extrapolées par le calcul.
Plus précisément, il faut croire que le banc-moteur recevait un système d’admission spécifique, où l’air entrant dans le moteur (en amont du carburateur sur les moteurs classiques, en amont du
compresseur pour les Hispano qui avaient un carbu « soufflé ») était contrôlé via une vanne que j’appellerai « vanne d’altitude » : en fermant progressivement celle-ci, on faisait chuter la pression
régnant à l’entrée du moteur, simulant ainsi l’effet principal de l’altitude. La mesure de la pression réelle régnant à l’entrée du moteur permettait de lui associer une altitude déterminée, celle où
elle devait régner en atmosphère standard. J’insiste sur le fait que la « pression régnant à l’entrée du moteur » n’est en aucun cas la « pression d’admission », mesurée dans la culasse et qui est la
première modulée par le compresseur qui l’augmente beaucoup, et par le venturi du carburateur qui la réduit un peu, sans oublier les pertes de charge dans les circuits internes du moteur.
Donc, pour en revenir au graphe, on voit les résultats d’une telle procédure sur la courbe en traits pleins : jusqu’à une certaine « altitude » qu’il faut comprendre comme une certaine « admission
réduite », la puissance est constante : en effet, le système de correction altimétrique du compresseur compense la perte de pression d’entrée du moteur par une augmentation du coefficient
multiplicateur du compresseur.
Rappelons que sur le moteur Hispano, la correction altimétrique du compresseur se faisait au moyen d’un bête volet étranglant l’entrée du compresseur et contrôlé par une capsule barométrique. D’autre
procédés, notamment celui utilisé par Gnome-Rhône, agissaient sur le papillon des gaz.
Bref, cette constance de la puissance ne se constate que jusqu’à une certaine « pression d’entrée - altitude simulée » ; c’est précisément l’altitude dite de rétablissement, celle à laquelle le
fameux bête volet sera ouvert en grand et n’aura plus d’effet si la pression d’entrée continue à baisser.
On voit que dans le cas du 12Ygrs, cette « altitude » est de l’ordre de 3.200 m. Au-delà, la réduction de pression d’entrée entraîne naturellement une baisse de la puissance, comme le montre
clairement le graphe.
On note aussi que la courbe B n’est pas rectiligne en deça de l’altitude de rétablissement, car le compresseur Planiol-Szydlowski intègre un système de régulation altimétrique bien plus sophistiqué.
Je ne m’étends pas dessus, car le sujet de mon post n’est PAS le compresseur P/S.
Mais pourquoi corriger ces courbes ? Une raison essentielle : la procédure utilisée ne permet qu’une simulation très imparfaite des effets de l’altitude. D’une part, la baisse de pression ambiante a
un effet bénéfique sur le rendement du moteur en réduisant la contre-pression à l’échappement ; d’autre part, la température d’admission décroit sérieusement au fur et à mesure que l’on s’élève (le
gradient standard étant de 6,5 °c. Par tranche de 1.000 m.) , avec évidemment des conséquences positive sur la densité du mélange admis amenant un accroissement substantiel de puissance.
D’où cette fameuse « formule officielle STRS Aé » permettant de corriger les résultats, mais d’une façon restant empirique, car une formule ne pouvait modéliser de façon standard les « effets
collatéraux » de cette correction, tels que la variation du rendement thermodynamique du moteur en raison de l’évolution du taux de compression effectif, ou l’évolution du rendement du compresseur en
fonction des volumes traités, conditionnant tout à la fois la température réelle d’admission et la puissance absorbée par son entraînement. Tous ces paramètres dépendaient essentiellement des
caractéristiques propres de chaque moteur !
On comprend que, dans ces conditions, les résultat n’aient été qu’indicatifs. Pour y remédier, la solution des tests en vol s’imposait, mais elle demandait des installations lourdes que peu
d’appareils pouvaient supporter. Ou bien, il fallait réaliser un banc extrêmement coûteux, permettant de simuler pression et température d’altitude, et d’y plonger le moteur en entier, échappement
compris. Ce que feront quelques années plus tard les USA, entre autres.
Et il ne faut pas oublier la tentative de la SNCM/Lorraine, de tester ses moteurs en montagne (station du mont Lachat) aux alentours de 2.000 m. Finalement pas si naïf que cela...
Voilà voilà. Ce qui précède n’est que ma vision personnelle du sujet, toute information et commentaire seront les bienvenus !
Bien amicalement,
https://imagizer.imageshack.com/img922/5118/lMokMx.jpg
