Moteur en étoile
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Les moteurs à cylindres en étoile sont une famille de moteurs à explosion où les cylindres sont placés les uns à côté des autres autour de l'axe. Le moteur peut être fixe ou rotatif ; sous cette dernière forme, le vilebrequin est fixe par rapport au bâti et ce sont les cylindres et le carter qui tournent. Dans sa version classique, le vilebrequin, très court, ne comporte qu'un seul maneton auquel est connectée l'une des bielles dite "bielle maîtresse", sur laquelle viennent s'articuler les "bielles secondaires", de façon à ce que les courses soient égales.(En fait,la course des bielles secondaires n'est pas tout à fait égale à celle de la bielle maitresse, mais c'est négligeable) L'architecture en étoile, en général, a été très utilisée en aviation. le nombre de cylindres est obligatoirement impair pour des raisons d'équilibrage et de régularité cyclique, soit 3, 5, 7, 9 pour un moteur simple étoile. Lorsqu'il est rotatif (cas de beaucoup de moteurs des années 1914-1918) cette architecture a certains avantages notamment au niveau du refroidissement et de la régularité de fonctionnement, mais présente l'inconvénient d'effets gyroscopiques très importants et d'une distribution plus délicate à mettre au point (certains moteurs avaient une soupape d'admission intégrée au piston). Le moteur rotatif le plus puissant qui ait été construit (Gnome et Rhône) développait environ 240 cv réels. Le réglage de la puissance se faisait par coupure d'allumage sur un groupe de cylindres, pour exemple la procédure utilisée avec ce dernier moteur: 3 cylindres au ralenti, 6 cylindres au décollage, 9 cylindres à pleine puissance: sans action sur les commandes, l'avion partait en roulis par les simples effets gyroscopiques lorsque l'on enclenchait les 9 cylindres ! Outre cet effet gyroscopique dangereux, la consommation d'huile de ces moteurs rotatifs était prohibitive.
Deux des principaux avantages de ces moteurs sont qu'ils sont plus faciles à refroidir par air, d'autant plus qu'ils sont montés sur des avions, que les moteurs en V qui ont eux nécessité, dans les fortes puissances, un refroidissement par liquide (ex: le célèbre V12 Rolls Royce Merlin). Un moteur en étoile est également plus simple, plus léger et moins coûteux que d'autres architectures. Par contre, l'alimentation en carburant, qui doit se faire de façon identique pour tous les cylindres, et la torsion due au mouvement sont plus difficiles à gérer que dans un moteur conventionnel, et la surface frontale est relativement importante au détriment de l'aérodynamique, ce qui explique la préférence aux moteurs linéaires (en V ou à plat) plus compacts en surface frontale sur les chasseurs très rapides.
Parfois, les cylindres peuvent être agencés en plusieurs colonnes, de une à quatre. La puissance du moteur dépendant directement de la cylindrée (sur un avion, pour éviter de dépasser le mur du son en bout de pales d'hélice, le moteur doit nécessairement tourner à un régime modeste de l'ordre de 2000 à 3000 tr/min pour éviter autant que possible d'avoir recours à un réducteur lourd et gourmand en puissance), pour éviter les cylindrées unitaires (de chaque cylindre) trop importantes, cette organisation permettait de placer jusqu'à 28 cylindres en 4 colonnes (moteur Wasp Major de Pratt & Whitney), mais à ce niveau, le refroidissement devenait très problématique, ce qui a signifié l'abandon de cette configuration. En effet, le moteur en étoile le plus puissant qui ait été construit en série a été le Wright Cyclone R-3350 à 18 cylindres turbo compound (avec turbine de récupération de la poussée des gaz d'échappement) en double étoile de 3750 cv dans sa version ultime, qui a notamment été monté sur le Lockheed Constellation (sur cet avion, le moteur disposait d'ailleurs d'une injection directe d'essence). Le dernier avion qui a volé en service régulier avec ce moteur est le Lockheed P2V-7 Neptune de la Marine Nationale Française.
Un autre appareil français célèbre récemment retiré du service, le Noratlas, était équipé de moteurs en étoile 14 cylindres sans soupapes construits sous licence Bristol : la distribution des sans-soupapes était assurée par des chemises rotatives qui découvraient des lumières : ce dispositif était très efficace mais occasionnait une importante consommation d'huile. Actuellement, seuls de petits moteurs en étoile sont encore fabriqués, notamment en Australie par Rotec (un 7 cylindres de 110 cv et un 9 cylindres de 150 cv) et par HCI Aviation aux USA (un 5 cylindres de 75 cv et un 7 cylindres de 125 cv : ces derniers sont à soupapes latérales pour réduire coût, encombrement et poids), le plus gros moteur encore en fabrication est un 9 cylindres de fabrication russe Vedeneïev M-14 de 360 à 450 cv qui est utilisé notamment sur des avions de voltige aérienne, ou sur des avions de nostalgiques des moteurs en étoile, en particulier américains…...
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