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La propulsion est assurée par quatre turboréacteurs double corps montés par paires, chacun équipé d'une réchauffe, d'une entrée d'air à section variable et de tuyères primaire et secondaire utilisées pour optimiser les performances. La tuyère secondaire permet également de fournir une poussée inversée.

Concorde est propulsé par quatre réacteurs Rolls Royce-S.N.E.C.M.A. "Olympus 593" installés dans deux paires de nacelles accouplées sous les ailes Type de moteur : 4 Rolls Royces-S.N.E.C.M.A. "Olympus 593" Poussée au décollage : 17,4 tonnes X 4 3,5 tonnes et 17 tonnes de poussées.

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From jp le moelt books
Lien vers fuselage
Paie ailes
Tu144
Consommation
Mach
Poids souhaité
Mur du son

Les moteurs

Un nez profilé, un élégant fuselage, une paire d'ailes au dessin artistique, une machinerie intérieure sophistiquée, un cerveau aux neurones performants n'auraient pas suffi pour faire de moi un véritable oiseau supersonique. Il me manquait un élément essentiel : les moteurs.La conception d'un réacteur destiné à un avion de transport supersonique est un véritable casse-tête. Cause première de l'échec du Tupolev 144, il est la principale raison de mon effacement relatif, du gel de mon programme (bruit, consommation spécifique).
Le vol supersonique est un perpétuel compromis entre la poussée et la traînée. Les plus basses consommations spécifiques, c'est-à-dire la meilleure utilisation de l'énergie contenue dans le carburant, sont manifestement obtenues par les réacteurs à haut taux de dilution, appelés encore "turbofans"(1).



Hélas pour eux, ils sont interdits de vols supersoniques pour cause de maître-couple trop important(2) .
Il fallait donc se rabattre sur un réacteur pur.


Les motoristes désignés étaient, rappelons-le, Bristol Siddeley et la SNECMA. Le coeur du réacteur retenu fut celui de l'Olympus, un joli nom qui évoquait le domicile de Zeus - j'y vis un heureux présage ! Rescapé d'un décret gouvernemental de 1957 qui ne retenait que Rolls Royce comme seul motoriste en Grande-Bretagne, le poulain de Bristol Siddeley équipait le bombardier Vulcain. On baignait dans la mythologie. Le faire évoluer dans le double domaine subsonique-supersonique ne fut pas une mince affaire !

Les aubes de compresseurs d'un réacteur servent, comme son nom l'indique, à compresser l'air avant de le mélanger au kérosène dans la chambre de combustion ; on peut les assimiler à des mini-hélices. Les hélices ont, jusqu'à présent, une aversion atavique pour l'écoulement supersonique. De telle sorte que pour satisfaire ces faiseuses d'histoire, il fallait réduire la vitesse du flux d'air à Mach 0,5. Quel gâchis, serait-on en droit de penser ! Erreur : cette réduction de vitesse entraîne une sensible augmentation de pression, autant de travail en moins pour ces mijaurées.
A ce stade faisons un aparté technique. Les relations entre la vitesse et la pression d'un fluide gazeux en mouvement sont simples : elles varient en sens inverse. Jusqu'ici pas de problème, sauf que... en supersonique une diminution de vitesse (d'où augmentation de pression) s'obtient dans un convergent (étranglement du passage), alors qu'en subsonique le même phénomène s'obtient dans un divergent (élargissement du passage).
On imagine tout de suite le problème qui va se poser à l'entrée d'air d'un réacteur polyvalent, qui doit se trouver à l'aise aussi bien en subsonique qu'en supersonique. Il a donc fallu affubler mon pauvre Olympus - qui n'avait jamais franchi le mur du son - d'entrées d'air à géométrie variable, ainsi que de tuyères de sortie prenant, à la demande, une allure convergente ou divergente. Les constructeurs de chasseurs supersoniques connaissaient ce problème, ils l'avaient résolu d'une façon qui nous paraissait rustique. Ces oiseaux de guerre ne restaient pas longtemps au-delà de Mach 1 et ne se préoccupaient guère de la consommation en carburant. Complication supplémentaire, du fait de la position des réacteurs et de la forme de mon aile, les entrées d'air ne sont pas interchangeables : chacun a la sienne.

Le franchissement du sas transsonique nécessite une importante augmentation de poussée. Quatre Olympus, mors aux dents, écume aux lèvres se seraient essoufflés en vain devant le mur, pas davantage qu'ils ne m'auraient permis l'envol, à mon poids souhaité. Réduire ce dernier alors que la charge marchande que je pouvais transporter tournait autour des 6% de ma masse totale était suicidaire. Il fallut donc mettre littéralement le feu aux fesses d'Olympus : ce qu'on appelle la post-combustion(1),dispositif utilisé sans aucune retenue par les intercepteurs supersoniques pour leurs incursions au-delà de Mach 1. La post-combustion pousse fort, incontestablement, mais délivre, en prime, des décibels à la pelle. De plus, son rendement est détestable, inférieur aux moteurs à pétrole du début du siècle. A 25 000 pieds, pour le passage de Mach 1, le bruit n'aurait gêné que les rares oiseaux croisant à ces altitudes ; utilisée pour le décollage, elle nous faisait dépasser gaillardement les normes de bruit qui commençaient à pointer le nez. Il n'y avait hélas pas d'alternative à cette manière peu élégante d'augmenter la poussée. Les optimistes estimaient que les oreilles humaines finiraient par s'habituer : ce fut le cas dans une certaine mesure. Conserver, par contre, ne serait-ce qu'un faible pourcentage de réchauffe tout au long de la croisière - ce dont le Tupolev 144 ne put se passer, raison principale de son échec -, était impensable pour nous. Sur un Londres ou Paris-New York, il ne resterait plus que quelques dizaines de kilos pour les passagers, le reste étant confisqué par le carburant. Dans ce domaine non plus nous ne pouvions compter sur l'expérience des constructeurs d'avions militaires mais résoudre nos problèmes spécifiques par nous-mêmes.
Les entrées d'air mises au point pour Olympus, les tuyères modulables à la sortie, résolurent la difficulté. A partir de Mach 1,7, Olympus se débrouille sans post-combustion. La prochaine génération de supersoniques devra impérativement s'en passer : normes de bruit obligent.







Oh, on lui en a fait voir à ce brave Olympus ! Chaque jour, la résolution d'un problème nouveau, la
requête d'un client, une réglementation supplémentaire, le désir de mes concepteurs de me rendre parfait, parangon de sécurité, me surchargeaient, gramme après gramme, once après once, livre après livre, kilo après kilo. A charge pour Olympus de les propulser. Ce qui signifiait : poussée supplémentaire, entraînant un surplus de combustible, le tout se soldant par une nouvelle prise de poids, laquelle...
Un enchaînement infernal ! De 140 tonnes au départ j'en étais à 170. Vint un moment où Olympus renâcla ! Il avait tout donné, on lui avait mis des ailettes en titane - à quel coût ! - adjoint toutes sortes d'appendices à l'avant, à l'arrière. On ne lui tirerait pas un gramme de poussée en plus ; à moi d'entreprendre une cure d'amaigrissement !

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(1) Encore appelé réchauffe, "reheat" en anglais. Kérosène injecté dans l'échappement des réacteurs procurant ainsi un supplément de poussée non négligeable.





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(1) Littéralement : turbo-ventilateur, indiquant par là l'importance de la partie hélice à pales multiples..
(2) Largeur au niveau de la plus grande section, source de traînée.
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POST-COMBUSTION


La poussée

C'est l'un des rares moments où l'on ressent vraiment l'accélération et où l'on prend conscience de la puissance de la machine. C'est pendant cette courte phase que l'énergie mise en oeuvre est la plus grande. La poussée nominale de chaque réacteur est alors de 17 260 Kg. Une accélération franche et soutenue amène l'appareil à la vitesse d'envol : 360 Km/h en 25 secondes sur 1 500 m.
Pour vous donner une comparaison dans un domaine plus connu, celui de la voiture sport, par exemple, cela représente 25" au km-départ arrêté : la vitesse de 100 km à l'heure atteinte en 8 secondes.
Environ 10" après le décollage vous pourrez entendre le verrouillage du train d'atterrissage.


La post-combustion

La poussée rapportée au poids de l'avion est 1,66 fois plus importante que celle du B.747. Ceci explique le temps de décollage plus faible pour Concorde.
Cette poussée considérable est obtenue à partir d'un réacteur classique auquel a été ajouté un système de post-combustion qui a pour but de réchauffer les gaz d'échappement du réacteur, ce qui augmente leur vitesse de sortie. Cette opération a pour effet d'accroître la poussée de 27%.

La post-combustion est, bien entendu, utilisée au moment du décollage, mais le pilote la coupera 30 secondes après l'envol. Cet arrêt est perceptible pour le passager qui éprouve la sensation d'un lèger freinage.

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La postcombustion
Pour augmenter la pouss'e d'un r'acteur double flux, on peut br-ler un suppl'ment de carburant dans les gaz d''chappement de la turbine : c'est la postcombustion. Un avion supersonique a besoin de ce suppl'ment de pouss'e au d'collage et pour traverser la zone transsonique, autour de Mach 1.00. En effet, c'est l. que la traOn'e a'rodynamique, qui freine l'avion en vol, augmente trSs fortement. Au d'but des avions . r'action, les pilotes appelaient mur du son, la difficult' rencontr'e pour passer cette zone. Concorde utilise donc la postcombustion entre Mach 0.9 et Mach 1.7. La postcombustion, ayant un rendement faible, est trSs gourmande en carburant. Concorde consomme ainsi au d'collage 80 tonnes de k'rosSne . l'heure avec les r'chauffes allum'es. Les r'chauffes procurent 27% de pouss'e suppl'mentaire, soit léquivalent d'un cinquième r'acteur.