Chapitre 10
305
Un peu d’histoire :
Le Napier Nomad
*
À la fin de la seconde guerre mondiale, le gouvernement britannique émet un appel d’offres pour le développement d’un moteur aéronautique de 6 000 ch
à très haute efficacité, pour encourager le développement d’appareils militaires et civils. Le motoriste anglo-saxon Napier & Son engage alors des
recherches qui donneront naissance à un engin curieux et édifiant : le Napier Nomad.
Construit à partir d’un moteur à douze cylindres
Diesel à deux temps et injection directe, le Nomad
est aussi doté de tous les éléments d’un turbopropulseur. Pour augmenter la pression et la température
auxquelles se fait l’apport de chaleur, les deux ensembles sont montés en série, mais pour permettre
une grande efficacité à tous les régimes, chacun
entraîne l’une des deux hélices contra-rotatives (figures 10.27 et 10.28). Enfin, pour permettre d’atteindre de hautes puissances et d’augmenter la réactivité dans tout le domaine de vol, un système
de refroidissement intermédiaire et une réchauffe
sont mis en place. Le résultat : un époustouflant
et rocambolesque assemblage mécano-thermique
évoquant le fantasme débridé d’ingénieurs thermodynamiciens en quête d’efficacité.
Figure 10.27 – Schéma de principe du circuit thermodynamique du Napier Nomad I. L’arbre de la turbomachine
et celui du Diesel alimentent chacun une hélice. Pourtant,
les deux ensembles sont montés en série : l’air circule
d’abord dans les compresseurs, puis dans les cylindres,
puis dans la ou les turbines. La puissance du moteur,
comme c’est l’usage en 1950, est contrôlée avec une seule
manette de commande mécanique !
Schéma par les utilisateurs⋅rices Commons Tataroko-common,
Aaa3-other & Nimbus227 (domaine public)
Napier & Son rectifie rapidement le tir : le second
prototype du moteur, le Nomad II, est grandement
simplifié. Le refroidissement intermédiaire, la réFigure 10.28 – Le prototype du Napier Nomad I. La cylindrée est de 40 L et le poids dépasse 2 tonnes.
Images retouchées à partir de photos (1 et 2) CC-by-sa par Nigel Ish
chauffe et la surcompression centrifuge sont tous
abandonnés (figure 10.29). Les deux grands ensembles mécaniques, l’un à pistons et l’autre à turbine, sont désormais reliés à la même hélice. Reste
la connexion mécanique qui les relie : un ingénieux
mais complexe réducteur mécanique et hydraulique
à rapport continûment variable permet à chacun de
fonctionner à sa vitesse optimale.
Dans une lumineuse publication de 1954 [28], les
concepteurs du moteur font état d’une vision et
d’une démarche de conception très claires. Selon
eux, un simple moteur Diesel turbocompressé ne
tire avantage de la turbocompression que sur une
plage de puissances trop étroite — la puissance de la
turbine est sinon soit excédentaire (et donc perdue),
soit insuffisante pour alimenter le compresseur. Un
agencement différent dans lequel l’hélice serait entraînée par la seule turbine (le Diesel assurant alors
seulement la surcompression et l’apport de chaleur)
https://thermodynamique.fr – CC-by-sa Olivier Cleynen
305
Un peu d’histoire :
Le Napier Nomad
*
À la fin de la seconde guerre mondiale, le gouvernement britannique émet un appel d’offres pour le développement d’un moteur aéronautique de 6 000 ch
à très haute efficacité, pour encourager le développement d’appareils militaires et civils. Le motoriste anglo-saxon Napier & Son engage alors des
recherches qui donneront naissance à un engin curieux et édifiant : le Napier Nomad.
Construit à partir d’un moteur à douze cylindres
Diesel à deux temps et injection directe, le Nomad
est aussi doté de tous les éléments d’un turbopropulseur. Pour augmenter la pression et la température
auxquelles se fait l’apport de chaleur, les deux ensembles sont montés en série, mais pour permettre
une grande efficacité à tous les régimes, chacun
entraîne l’une des deux hélices contra-rotatives (figures 10.27 et 10.28). Enfin, pour permettre d’atteindre de hautes puissances et d’augmenter la réactivité dans tout le domaine de vol, un système
de refroidissement intermédiaire et une réchauffe
sont mis en place. Le résultat : un époustouflant
et rocambolesque assemblage mécano-thermique
évoquant le fantasme débridé d’ingénieurs thermodynamiciens en quête d’efficacité.
Figure 10.27 – Schéma de principe du circuit thermodynamique du Napier Nomad I. L’arbre de la turbomachine
et celui du Diesel alimentent chacun une hélice. Pourtant,
les deux ensembles sont montés en série : l’air circule
d’abord dans les compresseurs, puis dans les cylindres,
puis dans la ou les turbines. La puissance du moteur,
comme c’est l’usage en 1950, est contrôlée avec une seule
manette de commande mécanique !
Schéma par les utilisateurs⋅rices Commons Tataroko-common,
Aaa3-other & Nimbus227 (domaine public)
Napier & Son rectifie rapidement le tir : le second
prototype du moteur, le Nomad II, est grandement
simplifié. Le refroidissement intermédiaire, la réFigure 10.28 – Le prototype du Napier Nomad I. La cylindrée est de 40 L et le poids dépasse 2 tonnes.
Images retouchées à partir de photos (1 et 2) CC-by-sa par Nigel Ish
chauffe et la surcompression centrifuge sont tous
abandonnés (figure 10.29). Les deux grands ensembles mécaniques, l’un à pistons et l’autre à turbine, sont désormais reliés à la même hélice. Reste
la connexion mécanique qui les relie : un ingénieux
mais complexe réducteur mécanique et hydraulique
à rapport continûment variable permet à chacun de
fonctionner à sa vitesse optimale.
Dans une lumineuse publication de 1954 [28], les
concepteurs du moteur font état d’une vision et
d’une démarche de conception très claires. Selon
eux, un simple moteur Diesel turbocompressé ne
tire avantage de la turbocompression que sur une
plage de puissances trop étroite — la puissance de la
turbine est sinon soit excédentaire (et donc perdue),
soit insuffisante pour alimenter le compresseur. Un
agencement différent dans lequel l’hélice serait entraînée par la seule turbine (le Diesel assurant alors
seulement la surcompression et l’apport de chaleur)
https://thermodynamique.fr – CC-by-sa Olivier Cleynen