Gestion du moteur

En introduction, voici quelques termes importants à savoir pour réussir votre passage par ce module. Manifold ou en français collecteur, c’est le collecteur d’admission des gaz.

En général on y mesure la pression. C’est important car la pression à laquelle on envoie les gaz dans le moteur détermine la quantité d’air qui rentre dans le cylindre par rapport à son volume. Donc d’une manière générale, la pression se lit en mmHG (millimètre de mercure) sur les pressiomètres de l’époque. Donc à 750 mmHG nous sommes à la pression atmosphérique. Vous noterez que d’une manière générale, c’est cette pression qu’indique votre pressiomètre lorsque le moteur est arrêté.

Une fois le moteur lancé, comme vous avez un turbocompresseur (supercharger en anglais), la pression peut dépasser cette valeur de 750 mmHG. Attention, pour chaque moteur il y a une pression limite à ne pas dépasser.

Les RPM (rotations par minute). On parle ici du nombre de tours par minute effectué par l’hélice. Comme celui-ci est directement lié au moteur, ces deux valeurs sont liées même si différentes.

Sur la plupart des avions, ce sont les deux valeurs citées précédemment sur lesquelles vous influez et uniquement celles-ci. Cependant, Il vous faut comprendre comment fonctionne la mécanique d’une hélice pour comprendre pourquoi votre avion avance et surtout comment le faire avancer plus vite.

Le pas d’hélice

Hélice à calage fixe

L’hélice est calage fixe est la solution la moins coûteuse. L’hélice est en effet d’un seul bloc. Les avions pourvus de ce système d’hélice à calage fixe peuvent être comparés à une voiture ayant qu’une seule vitesse. Le calage fixe est donc un compromis entre une accélération correcte (décollage) et une vitesse de croisière suffisamment rapide.

En vol sur ces avions, le régime moteur est lié à la vitesse de l’avion. Ce régime augmente si la vitesse de l’avion augmente. Ce régime diminue si l’avion ralentit.

La conduite du moteur avec une hélice à calage fixe se fait uniquement par la commande de puissance (ou commande de gaz). En augmentant cette commande de gaz, on augmente le couple du moteur et comme le calage est fixe, la vitesse de rotation de l’hélice augmente.

Le seul moyen de contrôle est le régime moteur que l’on peut voir sur le Tachymètre (RPM)

Hélice à calage variable

Ce système permet de choisir le calage de l’hélice et d’obtenir le calage le plus adapté pour toutes les phases de vol.

Ce mécanisme de variation du calage d’hélice comporte également un mécanisme de régulation qui permet au pilote de choisir une vitesse de rotation de l’hélice et donc du moteur. Cette vitesse de rotation du moteur peut donc rester constante quelle que soit la vitesse de l’avion.

Par l’utilisation de la commande du pas d’hélice, nous modifions l’incidence de la pale qui se comporte comme une aile d’avion.

Pour la phase de décollage, nous prendrons un réglage « plein petit pas » pour obtenir la puissance maximale. Nous pouvons assimiler cela à la première vitesse d’une voiture.

Pour la phase de croisière, nous prendrons une réglage « grand pas » afin d’augmenter l’incidence de la pale et de mieux « mordre » dans l’air en fonction de la vitesse croissante de l’avion.

Pour aller plus loin

Pour comprendre ce qu’est le pas d’une hélice, il faut commencer par faire une comparaison qui, bien que fausse, aide à bien comprendre ce qu’est le pas d’une hélice. Imaginez une vis. Faites un tour avec cette vis et mesurez de combien la vis a avancé.

« Tada ! », vous avez un pas d’hélice, ou si vous préférez, vous savez de combien avance l’hélice lorsqu’elle effectue un tour, soit un pas d’hélice… vous suivez? bien.

Une fois que vous avez compris ça, c’est bien vous avez l’idée… sauf que : Comment une hélice souffle de l’air ?

Pour envoyer de l’air en arrière, une hélice d’avion ou un rotor d’hélicoptère utilise le même principe. Celui dit de Venturi ou autre car il a mille noms mais basiquement qui consiste à faire diminuer la pression en dessous d’un profil et à l’augmenter au-dessous par rapport à la pression normale. Ainsi le profil est aspiré par la différence de pression.

Ce n’est pas la vis qui rentre dans les matériaux mais l’avion qui se déplace dedans. Ce n’est pas l’hélice qui décide de combien elle avance mais c’est la vitesse relative de l’air qui arrive sur l’hélice. Pas de panique, le mot relatif ne signifie pas voyage dans le temps ici mais simplement que en additionnant :

• la vitesse de déplacement de l’avion;
• la vitesse à laquelle l’hélice aspire l’air vers elle.

On obtient la vitesse relative ou si vous préférez, du point de vue de l’hélice, à quelle vitesse l’air me tape dessus.

Donc si vous préférez, le pas de l’hélice ne dépend pas uniquement de l’inclinaison de celle-ci, mais aussi de la vitesse de l’avion. Donc, en fonction de la vitesse à laquelle l’avion vole, vous pouvez être amené à faire des modifications.

Regardons rapidement 4 cas pour mieux comprendre :

Si l’on prend Vd pour vitesse de déplacement et Vr pour la vitesse de rotation de l’hélice, on obtient en faisant la somme de ces deux vecteurs (oui les petites flèches comme ça, ça s’appelle un vecteur) R qui représente la vitesse rela- tive à laquelle l’air frappe le profil de l’hélice.

• Cas n°1 : on voit que Vd est très grand par rapport à Vr. Dans ce cas, l’angle entre R et la corde de la pale est trop grand, l’hélice n’aura pas d’effet Venturi, Il n’y aura pas d’aspiration. Votre hélice tournera dans le vent (si je puis dire) et l’avion ralentit jusqu’à ce que Vd soit suffisamment petit pour que l’hélice ait à nouveau un effet (c’est ce qui se passe en piqué).
• Cas n°2 : là ça marche.
• Cas n°3 : Vd est trop faible. Il faut soit ralentir le RPM pour diminuer Vr, soit modifier le pas c'est-à-dire l’angle β.
• Cas n°4 : la ça marche à nouveau.*
• Cas n°5 on voit que lorsque l’on va dans le sens A on diminue le pas et lorsque l’on va dans le sens B on l’augmente.

Comment faire dans un simulateur de vol :

La gestion du pas sur les avions allemands est simple. Dès les années 30 les premières hélices à pas variable vont apparaître, les avions vont pouvoir atteindre de nouvelles vitesses. L’intérêt du pas variable (par rapport à une hélice en bois style première guerre mondiale) va se faire sentir tout de suite. On va donc mettre en place un nouveau type d’hélice : l'hélice à régime constant (constant speed propeller). Celles-ci vont permettre une utilisation simple.

Vous me direz pour les 109 et les FW ?

Pas de soucis, la gestion est entièrement automatique. Vous ne gérez même pas le régime moteur, uniquement les gaz. (Attention, il n’en sera pas de même avec les BF 109 E7, dont il faudra bloquer le RPM max)

Si toutefois vous voulez passer en régime manuel, sachez que le 109 a une hélice à pas variable et non à vitesse cons tante. Il vous faudra donc choisir des touches pour faire varier le pas. On pourra par exemple utiliser les mêmes que pour le régime moteur.

Donc lorsque vous manipulez votre RPM et votre puissance moteur, voici ce que vous devez faire :

• Augmentation de puissance :
  • On augmente les RPM;
  • Puis on augmente les gaz.
• Diminution de puissance :
  • On diminue les gaz;
  • Puis les RPM.

Pour les pilotes les plus avancés, on peut rajouter une étape ainsi :

• Augmentation de puissance devient :
  • Augmentation de la richesse;
  • Puis des RPM;
  • Puis des gaz.
• Diminution de puissance :
  • On réduit les gaz ;
  • Puis RPM;Puis la richesse.

À vitesse constante, lorsque vous êtes en vol de croisière, votre leader vous donnera les informations suivantes : régime moteur et pression d'entrée. Vous apprendrez vite à repérer ces deux cadrans qui vous seront indispensables pour pouvoir voler sur chaque appareil.

Si vous diminuez les RPM et que vous percevez un bruit de moteur anormal ou une oscillation des aiguilles d’instruments, cela signifie que votre régime moteur est trop faible par rapport à la puissance des gaz que vous avez et donc que l’hélice n’arrive pas à caler un pas convenable. Ces ratés risquent de faire sauter votre moteur.

Mixture & Turbocompresseur

La Mixture (en anglais), ou bien la Richesse (Terme approprié en français) est la quantité de carburant injectée par rapport à la quantité d’air injectée dans le moteur.

En quoi cette quantité est importante me direz-vous ? On n'a plus qu’à mettre un truc fixe et basta non? eh bien si les avions étaient des voitures, vous n’auriez pas tout à fait tort. D’une manière générale la richesse nécessaire au fonctionnement optimal d’un moteur reste la même jusqu’à 1000 m, et même jusqu’à 2 000 m les performances sont sensiblement les mêmes. En fait, plus on gagne de l’altitude, moins il y a d’oxygène et donc moins de molécules à brûler par mètre cube d’air. Donc si l’on veut maintenir la richesse constante alors que notre avion monte, il faut diminuer le ratio air/essence (richesse) et inversement lorsque l’on descend.

Tout d’abord il faut bien voir qu’un avion n’est pas une voiture. Je ne parle pas du fait qu’il y ait des ailes sur un avion mais bien du type de moteur. Lorsque l’on utilise une voiture, on utilise un maximum de puissance lors des accélérations et après, c’est plutôt calme. En effet, il ne faut pas plus de 35 ch pour rouler à 130 km/h avec une voiture légère. Par contre, en avion c’est différent. Le moteur doit en permanence utiliser de grosses puissances. Par exemple, pour un La-5 à 500 km/h au ras du sol, vous utilisez 1700 ch en continu, c.-à-d. la puissance maximale. Donc comme vous l’aurez compris, le moteur d’un avion envoie la patate en permanence car il doit lutter contre les frottements de l’air qui augmente avec V3 (vitesse au cube) ou si vous préférez, si à 400km/h le coefficient de traînée est de 1, à 500 km/h il est déjà de 1,95 soit 2 fois plus alors que la vitesse n’a augmenté que de 25%, soit 100 km/h.

On s’accroche, il nous reste un peu de théorie à comprendre pour pouvoir finir cette partie.

Donc dans un moteur d’avion, on a vraiment besoin de toute la puissance et donc la richesse compte beaucoup. Afin d’avoir la richesse optimale et ce quelle que soit l’altitude et la puissance demandée il faut être attentif.

Si vous volez côté allemand, pas de soucis. Les ingénieurs allemands conscients du manque de carburant se sont empressés de mettre au point un système de richesse automatique disponible sur la plupart des avions. Si vous êtes russe, il va vous falloir apprendre deux ou trois trucs.

Tout d’abord il y a 3 qualificatifs principaux pour la richesse :

• riche
• optimale
• pauvre

Lorsque vous êtes sur Riche, votre moteur fonctionne mais la consommation de carburant est importante et au-dessus de 3 000 m n’importe quel appareil peut obtenir de meilleures performances avec une richesse optimale plutôt que riche.

Lorsque vous êtes en Optimale, vous avez la richesse vous permettant d’obtenir la puissance maximale à l'altitude à la vitesse où vous volez. C’est la richesse idéale lors d’un combat.

Lorsque vous êtes en richesse Pauvre, vous avez moins de puissance, mais la combustion est toujours complète et donc l’avion aura tendance à économiser du carburant. Attention à ne pas trop jouer les radins tout de même si vous n’avez pas une richesse suffisante, votre avion aura des ratés.

Richesse du mélange essence-air

Pour fonctionner de manière nominale, le ratio essence/air appelé mixture (EN) ou richesse (FR) envoyé au moteur doit être ajusté en fonction de l’altitude, voire des phases du vol selon le type d’appareil.

Il existe différentes méthodes pour ajuster la richesse.

Méthode 1: flammes d’échappement

Si vous avez un avion vous permettant de voir les flammes au niveau des échappements et que vous voler tôt le matin ou le soir, vous pourrez observer la couleur des flammes.

• oranges = riche;
• bleues oranges = optimale;
• bleues = pauvre.

Méthode 2 : instruments

Si vous ne pouvez voir les flammes d'échappement de votre appareil, il va falloir vous fier aux instruments et au son des moteurs. Dès que vous êtes en formation ou du moins en vol stable et que vous avez un instant, au lieu de ne rien faire, réglez votre richesse

En fait, on baisse légèrement celle-ci. Normalement les RPM de l’appareil devraient descendre puis remonter légèrement jusqu’à une valeur supérieure à celle précédente. Dès que la valeur n’augmente plus, vous êtes en régime pauvre.

Volets de radiateurs (eau, huile)

Pour ce chapitre, ce sera très simple : plus les radiateurs sont ouverts, plus la traînée de l’avion augmente. Elles n’ont peut-être l’air de rien ces petites trappes mais entre ouvertes et fermées, vous pouvez perdre jusqu’à 20 km/h voire plus sur certains appareils.

Bien sûr si ces trappes sont là c’est bien parce que l’on ne peut voler toutes trappes fermées en permanence. Il faut laisser de l’air passer à travers les radiateurs pour pouvoir refroidir l’huile (lubrifiant), l’eau (liquide de refroidissement) quand il y en a, ou bien directement les cylindres du moteur.

Repérez bien vos cadrans. Repérez les positions des aiguilles afin que les températures soient optimales (60°C huile, 80°C eau). Avant un combat, laissez délibérément votre moteur se refroidir. Durant un combat ou une passe de bombardement, vous fermez les volets pour gagner de la vitesse. Vous n’oublierez pas de vérifier régulièrement vos instruments moteurs.