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Avions turboprop

Les moteurs turboprop :

On utilise le moteur à turboprop à la place de celui à pistons pour plusieurs raisons :

- son rendement à haute altitude : si ce dernier commence à perdre de la puissance à partir de 4000 pieds, le turboprop en garde jusqu'à 20 000 pieds. Cela augmente aussi le confort des passagers, l'avion pouvant voler au-dessus de la couche des turbulences atmosphériques.

- Il coute moitié moins cher qu'un jet en carburant et contrairement à lui, peut desservir la plupart des aéroports car il ne nécessite que 1000 m de piste (en ce qui concerne les mono et bimoteurs).

Un tel avion se pilote comme n'importe lequel de même taille et poids, il a la même aérodynamique. Les différences résident dans l'utilisation du moteur et des systèmes (électrique, hydraulique, givrage et avionique en particulier).

Le moteur turboprop est un moteur à hélice entrainé par une turbine. Cela vient de l'anglais Turbo et Propeller (hélice).

Il essaie de combiner les avantages d'un turbo (moins bonnes performances de décollage et montée initiale, meilleurs performances en altitude et vitesse de pointe) et des hélices (que l'on exploite surtout pendant les décollages et atterrissages).

Il fonctionne comme suit * :

Il en existe 2 sortes : à axe fixe et à turbine libre. C'est ce dernier qui est utilisé pour le moteur bien connu Pratt et Whitney PT6 qui équipe beaucoup de turboprops (PC-12, DHC3 turbo ...)

Le générateur de gaz est un moteur à réaction qui produit un flux de gaz à haute vitesse. Cette puissance est transférée au générateur de puissance, relié à une hélice à vitesse constante par un réducteur. Ce réducteur est nécessaire : l'hélice ne supporterait pas directement les 44 000 rpm du moteur !

Les turboprop dans X-Plane :

Des monomoteurs : le King Air C90B de X-Plane 10 et 11 par défaut, le Socata TBM 850, gratuit ; le De Haviland DHC3 Turbo-Otter, le Pilatus PC-12 et le Sherpa K650T, tous 3 de STMA, le Cessna C208B Caravan de Carenado, payants

Des bimoteurs : le Canadair CL 415 et le Beechcraft King Air 200, livrés avec X-Plane 9 par défaut, le Piaggio P180 Avanti, tous gratuits

Des quadrimoteurs : le Lockheed C130 Hercules, gratuit mais ancien

ATTENTION : Chaque avion a ses spécificités de pilotage et il faut impérativement se référer à son manuel de vol.

Les instruments

Les manettes

Ici, ce sont les manettes du Pilatus PC 12.

  • La ou les manettes de puissance (en opposition aux manettes des gaz des moteurs à piston) ou Power Lever(s). Le régulateur d'hélice

choisit le pas de l'hélice nécessaire pour maintenir l'hélice/moteur à la bonne vitesse.

Cette manette a 3 positions :

1) Le mode Alpha est en général de 85° en avant

2) Le mode Bêta est de 15° en arrière (poussée nulle et incidence des pales zéro).

3) Le Reverse Thrust ou inverseur de poussée non pas du moteur, mais de l'hélice (incidence négative).

La ou les manettes de commande ou Condition Lever(s) avec 3 positions :

1) Flight Idle (ralenti en vol) ou high idle : position normale en vol, en avant, du décollage au toucher. Il fournit un débit de carburant maximum en vol. A chaque appareil correspond une valeur de NG correspondante. À ce réglage, le NG doit être de 65% pour le Pilatus par exemple.
2) Ground Idle Ground Idle (ralenti au sol, taxi) : il fournit un débit de carburant suffisant pour les opérations au sol. A chaque appareil correspond une valeur de NG correspondante. À ce réglage, le NG doit être de 50% pour le Pilatus par exemple.
3) Idle Cut-Off (ICO) et Drapeau : complètement en arrière. C'est la position «OFF», qui coupe la turbine ou la ventile.

Contrairement aux moteurs à piston où l'on manipule souvent les manettes, on n'y touche pratiquement pas au cours d'un vol. C'est régulé automatiquement. La position du levier n'est pas proportionnelle.

Les paramètres moteur du tableau de bord

La puissance d'un moteur à piston est mesurée en chevaux et est déterminée principalement par le régime moteur en rpm et la pression d'admission.

La puissance d'un moteur à turboprop est mesurée en puissance sur arbre (shp ou shaft horsepower). La puissance sur arbre est déterminée par la r.p.m. et le couple (Torque  ou Moment de torsion) appliqué à l'arbre d'hélice.

 

Regardez les cadrans des paramètres moteurs, les chiffres sont donnés pour chaque avion. : (ici, cest celui du Piaggio Avanti)

- TRQ ou Torque, à la place de la pression d'admission (MP ou Maniflod Power) des moteurs à piston.

- ITT (Interstage Turbine Temperature). C'est la température du flux entre les étages basse et haute pression de la turbine. Attention à ne pas aller dans le rouge !

- PROP : Le pas d'hélice et RPM : régime. Attention : certains avions ont un pas variable manuellement (King Air 200 par exemple) et on le gère comme pour les avions à moteur à piston, d'autres automatiquement, y compris pour les conditions de mise en drapeau (Pilatus PC 12) et dans ce cas, n'y touchez pas. Dans ce cas, la manette Condition gère toute seule la bonne combinaison mélange/pas.

- NG ou N1 et N2 : c'est la vitesse de la turbine en %

Le pilotage

Parking : manette de puissance sur Idle et manette Condition sur Cut Off (position basse).

Démarrage, Taxi : manette de puissance sur Idle et manette Condition sur Ground Idle. Vous remarquerez qu'il y a un temps de réaction des commandes, c'est normal. Vous aurez aussi l'impression que l'on "prend la main" sur vos gestes sur les commandes. C'est le rôle du Fadec, le système électronique qui contrôle et régule le fonctionnement de ce moteur. Il est représenté par la case cochée dans le menu : Standard/Engine Specs/Description dans Plane-Maker.

Décollage, croisière : manette de puissance sur presque max (pas max, sous peine de surchauffer et détruire le moteur) et manette Condition sur Flight Idle.

Descente : manette de puissance sur le mode Flight ou Bêta (suivant les modèles) et manette Condition sur Flight Idle. Attention au givrage ! La trajectoire de descente doit être stabilisée à environ 3°. De grandes hélices tournant très vite en faible pente peuvent créer une traînée importante. Alors il peut être préférable dans certains cas de maintenir la puissance, arrondi et toucher des roues inclus.

Atterrissage : manette de puissance sur Reverse et manette Condition sur Ground Idle.

Documents intéressants :

- Le chapitre 14 de ce manuel en ligne de la FAA.(chapitre 10-12, en anglais).

Source de l'image en tête du chapitre : Wikipédia, où elle existe en grand.