Moteur rotatif - Définition
Un moteur rotatif est un moteur à explosion tournant autour de son vilebrequin qui reste fixe. Ce type de moteur a eu son heure de gloire au début de l'aviation (de 1910 à 1920 environ) quand le rapport puissance/poids était le critère principal devant la consommation et la fiabilité.
Il est courant d'appeler abusivement moteur rotatif les moteurs à piston rotatif tels que le Moteur Wankel ou Quasiturbine.
Historique
Plusieurs précurseurs ont très tôt tenté l'aventure du moteur rotatif dont le 3 cylindres de Stephen Balzer dans un quadricycle de 1894 et le 5 cylindres de Félix Millet sur sa motocyclette de 1897.
Le constructeur le plus connu est Gnome et Rhône qui équipa les avions des pionniers de l'aviation avant d'être fabriqué en très grande série (plusieurs dizaines de milliers avec les fabrications sous licence) pour fournir les avions de combat de la Première Guerre mondiale. A également produit des moteurs rotatifs en quantité (environ 30 000) la société Clerget-Blin, principal concurrent de Gnome et Rhône. Ironie du sort, la société allemande Oberursel fabriqua en grande quantité les moteurs Gnome et Rhône sous licence.
Bentley reprit et améliora les moteurs Clerget pour ses moteurs B.R.1 et B.R.2; de même Siemens-Halske perfectionna les modèles Oberursel avec un train d'engrenage, réducteur de vitesse et faisant tourner l'hélice en sens inverse du moteur, donc diminuant l'effet de couple
Le prix de ces moteurs: entre 12 000 FRF et 25 000 FRF de l'époque soit l'équivalent de 25 000 à 55 000 Euro.
Cette technologie sera rapidement abandonnée après la Première Guerre mondiale.
Technique
Ces moteurs sont toujours en étoile (5 à 11 cylindres) avec quelques essais peu convaincants de moteur à double étoile. D'une cylindrée de 9 à 15 L, ils développent entre 50 et 140 ch. Le taux de compression est faible, aux alentours de 5 à 1. Dans les années 1910, leur poids est la moitié de ceux des moteurs conventionnels (par exemple 140 kg pour un 110 ch). Les ultimes développements seront des 9 cylindres de 150 ch, puis de 11 cylindres qui atteindront 200 ch (pour 23 L de cylindrée)
Suivant les constructeurs, ils auront des soupapes
- automatiques, commandées par la pression, sur les premiers moteurs Gnome;
- l'une commandé par came et poussoir, l'autre automatique par la pression, sur les moteurs Gnome "monosoupape";
- commandées classiquement par came, poussoir et renvoi, sur les moteurs Le Rhône et Clerget.
Avantages et inconvénients
Le principal avantage, son faible poids, est en partie dû à deux facteurs:
- Un excellent refroidissement du fait du brassage de l'air par les cylindres permet de diminuer le poids des ailettes,
- La masse en mouvement est suffisante pour rendre inutile le volant moteur.
De plus le principe d'admission permet de se passer de carburateur.
Les inconvénients sont nombreux mais seront négligés en temps de guerre:
- Un rendement faible, conséquence du mauvais contrôle du mélange air-essence et de l'admission,
- Un fort effet de couple dû à la forte masse en rotation, très sensible sur des avions légers comme ceux des débuts de l'aviation.
- Toute changement d'attitude se traduit par une force de précession (résultant de l'effet gyroscopique ou force de Coriolis) considérable (voir l'article sur le Sopwith Camel),
- Pour une hélice dextrogyre :
- l'avion se cabre lorsqu'on veut tourner à gauche (ou pique quand on tourne à droite),
- l'avion tourne à gauche lorsqu'on pique (ou tourne à droite lorsqu'on cabre);
- La lubrification est un cauchemar qui est résolu par un circuit d'huile ouvert... Pour 5 L de carburant, 1 L d'huile qui est éjectée en tête de cylindre d'où la nécessité d'un capot supérieur pour sauvegarder la visibilité du pilote;
- l'absence de réglage de puissance (pas d'accélérateur) qui obligeait à un fonctionnement en tout ou rien: atterrissage moteur coupé obligatoire. Des palliatifs seront trouvés, entre autres en agissant sur l'allumage pour ne faire fonctionner que 3 ou 6 des 9 cylindres;
- une maintenance délicate.
Principaux avions équipés de moteurs rotatifs
- Blériot XI (Le Rhône 7A)
- Caudron G3 (Le Rhône 7C)
- Morane-Saulnier E/F (Le Rhône 7C)
- Nieuport 10 B, Nieuport 11 (Le Rhône 9C) et Nieuport 17 (Le Rhône 9J
- Spad C2 (Le Rhône 9C)
- Sopwith Camel (Clerget 9B, Le Rhône 9C), Strutter, Pup et 2F.1 (Bristol B.R.1)
- Fokker E.III (Oberursel U1), Dr1 (Oberursel)
- Sikorsky S.16 (Gnome), S.20 (Le Rhône)
- Siemens-Schuckert D.IV (Siemens-Halske SH-III)
Galerie d'images
Gnome et Rhône 9N - 150 ch |
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Bentley BR2 |
Utilisations hors aéronautique
Il y eut quelques essais d'utilisation sur des motocyclettes comme celle de Félix Millet équipée d'un moteur rotatif dans la roue arrière ou la Megola dans la roue avant, sans succès durable.
