Turbopropulseur - Définition

Introduction

L'EuroProp International TP400-D6, turbopropulseur destiné à l'Airbus A400M.

Un turbopropulseur est un système de propulsion par réaction des aéronefs dont la poussée est obtenue par la rotation d'une hélice multi-pales. Le terme français « turbopropulseur » est dérivé de l'anglais « turboprop », qui signifie littéralement hélice entraînée par une turbine.

Le turbopropulseur est particulièrement adapté aux avions dont la vitesse de croisière est comprise entre 300 et 800 km/h. Au-delà de cette vitesse, la baisse du rendement aérodynamique de l'hélice, lié à l'écoulement transsonique ou supersonique en bout de pale, conduit à préférer le turboréacteur. Ce type de groupe moto-propulseur est également monté sur des navires recherchant un rapport puissance/poids élevé, tels que les yachts de luxe, des navires de guerre et même des trains, comme le Turbotrain et le premier prototype du TGV.

Histoire

Le General Electric T31, premier turbopropulseur testé sur banc d'essai.

Calcul de la puissance

On pourra remarquer qu'un turbopropulseur fournit une puissance, tandis que le turboréacteur fournit une poussée.
En effet l'hélice étant en rotation, on connaît son régime (en tour par minutes par exemple), ainsi que son couple. Or la puissance d'un couple s'écrit :

Avec (en N·m), (en rad/s), et P (en W).
Si l'on souhaite obtenir la puissance P en chevaux (ch), on utilisera le régime de rotation N en tr/min, et le couple C en mètre-kilo (mkg), ainsi qu'une constante :

Principe

Principe de fonctionnement d'un turbopropulseur.

Le turbopropulseur est une turbomachine. Son fonctionnement est proche de celui d'un turboréacteur. La poussée est aussi obtenue par combustion des gaz. Toutefois lorsque le turboréacteur ne récupère qu'une partie de l'énergie à l'aide d'une turbine, le turbopropulseur récupère par la même méthode le plus d'énergie possible. Cette énergie transformée en force de rotation est renvoyée vers l'hélice au travers d'un réducteur mécanique. La poussée résiduelle d'échappement des gaz est faible (moins de 10 %), la majeure partie de la poussée étant produite par l'hélice avec un bien meilleur rendement qu'un réacteur classique.