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Rôle du système propulsif
Le système propulsif est le dispositif permettant
à laéronef dacquérir sa vitesse et de vaincre
la traînée aérodynamique. Parmi les différents
systèmes, on distingue principalement - les
propulseurs directs qui produisent une force
dirigée vers lavant, appelée poussée et opposée
à la traînée. Dans ces moteurs se trouve la
famille des turboréacteurs ainsi que les moteurs
fusées, - les propulseurs indirects, pour
lesquels la force, appelée traction est produite
par un organe intermédiaire, lhélice. Celle-ci
transforme lénergie mécanique dun moteur
thermique en énergie propulsive. Les principaux
moteurs thermiques utilisés sont les moteurs à
pistons et les turbomachines.
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Lhélice
L'hélice a été le premier système de propulsion
mécanique en aviation et reste encore utilisée
pour les avions ne nécessitant pas de grandes
vitesses (domaine subsonique cest à dire en deçà
de la vitesse du son).
Lhélice éclair, la plus réputée des hélices de
la grande guerre, a été créée par Marcel Bloch
(devenu Dassault). On la voit ici montée sur
l'avion de Guynemer.
Les hélices fonctionnent en général en traction,
plus rarement en propulsion. Sur le Latécoère 300
 croix du Sud , deux hélices en traction et
deux hélices en propulsion, cétait un
quadrimoteur push-pull.
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Principe propulseur de lhélice
On peut assimiler une hélice davion à une aile
en rotation (les ailes et les pales ont des
profils voisins).
La traction est leffet désiré (cest le pendant
de la portance sur laile) mais la traînée génère
un couple parasite (couple de renversement). Par
réaction au mouvement de rotation de lhélice
apparaît un couple antagoniste qui tend à
provoquer une rotation de l'ensemble de l'avion
autour de l'axe du moteur donc autour de l'axe de
roulis, dans le sens inverse de celui de la
rotation de l'hélice. Le couple de renversement
est donc une réaction opposée au sens de la
rotation de lhélice.
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Description dune hélice
On appelle  calage , langle a formé par la
corde dune pale avec le plan de rotation de
lhélice. Les pales étant vrillées, on dit par
convention que le calage est langle a se situant
à 70 du rayon maximum.
section droite
a angle de calage (a1 gt a2 gt a3)
Fabrication dhélices vers 1920
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Pas dune hélice
On appelle  pas géométrique dune hélice, la
distance parcourue par lhélice le long de son
axe de rotation en un tour si elle se vissait
dans dans un écrou. Le pas est donc lié à langle
de calage (plus langle de calage est grand et
plus le pas sera important comme le montre
lanimation). Cest une propriété propre de
lhélice indépendante de la vitesse de lavion.
On appelle  pas effectif dune hélice, la
distance parcourue par lhélice le long de son
axe de rotation en un tour. Le pas effectif est
donc lié à la vitesse de lavion. Par exemple,
lorsque lhélice dun avion à larrêt tourne, son
pas effectif est nul..
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Hélice à pas variable
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Questions BIA

• 1 - Mettre une hélice en drapeau consiste à
  amener les pales dans une position telle que
• a) l'angle de calage soit nul. b) l'angle
  d'incidence soit maximum.
• c) le pas soit nul. d) l'angle de calage soit
  voisin de 90.
• 2 - Une hélice à calage variable est utilisée de
  la façon suivante
• a) grand pas au décollage, petit pas en
  croisière. b) petit pas au décollage, grand pas
  en croisière.
• c) grand pas au décollage, drapeau en
  croisière. d) petit pas au décollage, drapeau en
  croisière.
• 3 - Sur avion multimoteur à hélices, si l'un des
  moteurs s'arrête en cours de vol, il faut mettre
  son hélice
• a) en moulinet b) en drapeau c) en
  transparence d) en reverse
• 4 - Sur une hélice à vitesse constante, le plein
  régime (petit calage dhélice) est utilisé
  pour le
• a) vol en croisière. b) vol à haute altitude.
  c) décollage. d) vol à grande vitesse.
• 5 - Langle de calage d'une hélice est
• a) l'angle formé entre les pales (180 pour une
  bipale, 120 pour une tripale, etc.......).
• b) l'angle formé par la corde de profil de la
  pale à un endroit donné et le plan de rotation de
  l'hélice.
• c) le diamètre de l'hélice multiplié par le
  coefficient de plénitude.
• d) langle formé par la verticale et une des
  pales de lhélice lorsque le moteur est arrêté.

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Entraînement de lhélice
Le majorité des avions légers sont équipés, pour
entraîner lhélice, dun moteur à pistons à
quatre temps. Le schéma ci-contre montre la
constitution dun élément de moteur. Ci-dessous,
les flèches indiquent le sens de déplacement du
piston.
La descente du piston provoque ladmission du
mélange air essence (mélange idéal 1 g
d'essence pour 15 g d'air) dans la chambre de
combustion.
Le mélange air essence est comprimé par la
montée du piston.
Le gaz brûlé est évacué par le montée du piston.
Une étincelle produite par la bougie provoque la
combustion du mélange. Pour un meilleur rendement
et une amélioration de la sécurité, les moteurs
davion sont équipés de deux bougies.
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Montage des cylindres
Lors des quatre temps de fonctionnement du
moteur, seule la phase de combustion-détente
produit de lénergie mécanique utile au système
(lorsque la combustion du mélange provoque la
poussée du piston). Afin daugmenter la puissance
du moteur, on multiplie les cylindres afin
déquilibrer les apports de puissance mécanique,
on décale dans le temps les phases de
combustion-détente entre chaque cylindre. Les
montages sont très variés.
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Questions BIA

• 1- La plupart des moteurs davions légers est
  équipée dun système de double allumage qui a
  pour principal avantage 
• a) d'améliorer la combustion et daugmenter la
  sécurité en vol. b) de diminuer lusure des
  bougies.
• c) de réduire la consommation de carburant. d)
  de réguler la consommation électrique.
• 2- Dans un moteur à pistons, le vilebrequin 
• a) sert à limiter la course du cylindre. b)
  transmet le mouvement des soupapes aux bielles.
• c) transmet le mouvement des pistons aux
  cylindres. d) transmet le mouvement des pistons à
  l'arbre de l'hélice.
• 3- La richesse du mélange
• a) augmente avec l'altitude. b) diminue avec
  l'altitude.
• c) reste constante quelle que soit
  l'altitude. d) varie avec la pression
  d'admission.
• 4- La composition idéale du mélange carburé
  air-essence correspond à une proportion
  d1 gramme d'essence pour
• a) 17 g d'air. b) 20 g d'air. c) 15 g d'air.
  d) 8 g d'air.

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Circuit carburant
Suivant les types davion, on peut trouver, un,
deux ou trois réservoirs. Les ailes sont une zone
privilégiée pour placer des réservoirs. Une purge
disposée au point bas des réservoirs ou du
circuit essence permet d'évacuer leau
éventuellement déposée du fait de sa densité plus
importante que lessence. Le filtre décanteur
retient les particules en suspension dans
l'essence. Les jauges permettent de connaître
létat de remplissage des réservoirs. En
fonctionnement normal, seule la pompe mécanique
fonctionne. La pompe électrique (dite  de
gavage ) nest utilisée quen phase critique
atterrissage, décollage, secours. Il faut une
pression d'essence minimale pour assurer
lalimentation normale du moteur. La commande de
puissance permet de régler la puissance du moteur
(les tours par minute) et la commande de mélange
air/essence permet de régler la richesse du
mélange.
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Allumage et servitudes
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Questions BIA

• 1 - A bord des avions légers, on rencontre
  souvent une alimentation électrique en
• a) 220 volts b) 110 volts c) 12 volts d) 50
  Hz
• 2 - La pompe électrique de gavage est utilisée
• a) pour la mise en route du moteur.
• b) pour prévenir une panne de la pompe
  principale au décollage ou à l'atterrissage.
• c) pour lutter contre la formation de  vapor
  lock .
• d) pour tous les cas ci-dessus.
• 3 - La pompe de gavage du circuit de carburant
  dun avion léger à moteur à pistons
• a) est une pompe de secours. b) fonctionne
  électriquement.
• c) fonctionne mécaniquement. d) les
  propositions a et b sont exactes.
• 4 - La majorité des moteurs à pistons utilisés en
  aéronautique est dotée d'un double système
  d'allumage.
• Cela signifie que
• a) chaque bougie est alimentée séparément par la
  batterie grâce à un filtre électronique.
• b) les bougies sont alimentées en même temps à
  partir de la batterie par un même fil dédoublé.
• c) chaque cylindre est doté de 2 bougies,
  chacune alimentée par une magnéto indépendante.
• d) chaque cylindre est doté d'une bougie
  alimentée par 2 magnétos indépendantes

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Turboréacteur simple flux
Trois phénomènes physiques permettent
dengendrer la poussée
1 - laccélération du mélange air-kérosène lors
de sa combustion,
2 - lorientation de lévacuation des gaz brûlés
vers larrière,
3 la réaction (dirigée vers lavant) de la
structure à lévacuation des gaz (dirigée vers
larrière).
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Trois types de turbine à gaz
Dans un turboréacteur, la poussée est créée par
l'expulsion rapide des gaz d'échappement. Dans un
turbopropulseur, les gaz qui se détendent dans la
chambre de combustion entraînent une turbine
montée sur le même axe que le compresseur, qui
augmente la pression de l'air qui rentre. Cet axe
entraîne aussi l'hélice. Dans un turbofan, une
soufflante de grand diamètre, entraînée par la
turbine, fait passer l'air comprimé dans la
tuyère du turboréacteur pour augmenter la
poussée. Retrouver ces turbines sur le dessin
ci-dessous
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Questions BIA
1 - Dans un turboréacteur, l'air suit le trajet
suivant a) tuyère, turbine, chambre de
combustion, compresseur. b) compresseur, chambre
de combustion, turbine, tuyère. c) turbine,
compresseur, chambre de combustion, tuyère. d)
compresseur, tuyère, chambre de combustion,
turbine. 2 - Un groupe turbofan  a) présente un
meilleur rendement à une altitude de 11 000 m. b)
est équipé dune hélice (fan) qui assure environ
70  de la poussée. c) comprend un compresseur,
une chambre de combustion, une turbine et une
tuyère. d) les trois propositions ci-dessus sont
vraies. 3 - Un groupe turbopropulseur est a)
un moteur à pistons équipé dun turbo. b) une
fusée dappoint pour le décollage. c) une
turbomachine couplée à une hélice. d) un
turboréacteur à double entrée. 4 - Un
turbopropulseur a pour rôle de a) compresser
lair admis dans les cylindres dun moteur à
pistons. b) augmenter la pression aux injecteurs
dun moteur à pistons à injection. c) entraîner
une hélice. d) servir de génératrice
auxiliaire. 5 - Un groupe turbopropulseur est
alimenté en carburant avec a) du
kérosène b) du super 98 avec additif c) une
essence spéciale aviation de type 100LL d) du
propergol
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Le Dassault Rafale, avions de chasse multirôle
équipé de deux turboréacteurs à
postcombustion (poussée 2 x 50 kN et 2 x 75 kN en
post combustion)
Le Lockheed C-130 Hercules, avion de transport
équipé de quatre turbopropulseurs. (puissance 4 x
4300 ch)
LAirbus A330, avion de ligne équipé de deux
turbofans. (poussée 2 x 320 kN)
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