Planeurs

PULSO-REACTEUR – Travaux sur les écoulements pulsatoires …plus généralement instationnaires … après le suivi du cours de Raymond Marchal à Sup’Aéro sur ce sujet …  » L’équipe SNECMA/BERTIN va étudier divers modèles de pulsoréacteurs, et poursuivre par des essais d’utilisation grandeur.

 

ESCOPETTE – L’équipe SNECMA/BERTIN à l’idée d’équiper de pulsoréacteurs, un planeur Escopette qui décolle le 30 novembre 1950, par ses propres moyens avec ces moteurs sans pièce mobile. Pour accroître la poussée du « pulso », une trompe associée permet de doubler la poussée. A l’époque, le bruit bloqua l’application planeur-avion mais poussa l’équipe vers le succès d’études d’insonorisation, plus tard à la Société Bertin

SIREN C34 Après « South Cerney »-1965- la Société BERTIN reçoit la commande (honoré par la Siren) de deux planeurs de classe libre pour le championnat de Leszno-1968- en Pologne. Faute de temps, pour des raisons de calendrier international, Jean Cayla renonce à l’étude d’un planeur nouveau et construit un classe libre C34 à partir d’un Edelweiss de classe standard C30.

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PULSO-REACTEUR-SNECMA Escopette Click sur le logo à gauche pour visualiser les documents concernés.

        Le principe de fonctionnement des pulsoréacteurs est la résonance auto-entretenue d’une colonne gazeuse dans un tube dont les proportions de longueur par rapport au diamètre sont bien déterminées. La configuration des formes internes est telle que l’onde de surpression, liée à la combustion du mélange air-carburant, se propage préférentiellement vers la tuyère d’éjection, ce qui engendre une onde de dépression en amont de la zone de combustion. Le processus d’aspiration d’air frais par l’avant peut donc se poursuivre à la fréquence propre de vibration de la colonne de gaz et de son système d’ondes de pression pulsatoire.

      .

         

        L’origine des travaux qui ont abouti aux pulsoréacteurs Snecma remonte à 1943, date à laquelle de premières recherches sont effectuées par l’ingénieur Bertin sous la direction de Mr Marchal, nommé par la suite Directeur du Groupe Technique de Suresnes. Orientées dès l’origine vers un type de « pulso » sans organes mobiles et sans clapets2, elles aboutissent en 1948 à un premier fonctionnement stable et en mars 1950 à la définition de la version Escopette.

       L’Escopette 3 340 développe une poussée au sol de 10 kgp avec une consommation spécifique de 1,8 kg/kgp/h. (A l’époque, la consommation des turboréacteurs est de l’ordre de 1,3 kg/kgp/h.) La longueur totale est de 2 800 mm pour un diamètre de tuyère de 157 mm.

       Ce pulso se présente sous forme d’un tuyau en tôle inoxydable de 100 mm de diamètre, équipé d’un injecteur de carburant, d’une bougie d’allumage et d’un carénage en aluminium pour une masse totale de 5,1 kg. La fréquence de fonctionnement est de 90 à 100 Hz. Le démarrage du pulso nécessite un allumage par étincelle, l’injection d’air comprimé provient d’une bouteille gonflée à une pression de 3 à 5 bar, et débite par un orifice de 5 mm, placé à l’entrée du détecteur, orifice dirigé vers la chambre de combustion. Cette injection de courte durée cesse dès le fonctionnement autonome du pulso. Le réallumage en vol, par la simple vitesse d’avancement de l’avion, se montre aisé.

        De nombreux essais au banc au sol (plus de 200 heures en endurance) démontrent la validité du principe et la bonne tenue du matériel, même à des fréquences très élevées de fonctionnement. Pour les essais en vol, le Service Technique a mis à la disposition de la Snecma un banc volant Emouchet.

       L’intérêt d’équiper un planeur avec des « pulso » Snecma Escopette est double :

          – d’une part, cette installation constitue un banc d’essais permettant de poursuivre en vol la mise au point des propulseurs déjà dégrossie par les nombreux essais au sol. En particulier, elle donne les valeurs de la poussée nette du groupe propulseur (traînée propre, déduite) dans les conditions réelles de nombre de Reynolds et de turbulence atmosphérique.

          – d’autre part, elle fournit les premiers renseignements sur les problèmes pratiques du pilotage d’un planeur propulsé de cette façon originale, de l’influence du pulso sur les qualités de vol, de la meilleure disposition des propulseurs, de leurs commandes et accessoires.

       En effet, si la réalisation d’un banc d’essai volant est l’objectif principal de cette opération, il n’est pas interdit d’espérer l’utilisation future des puIso-réacteurs comme moyen de lancement des planeurs au même titre que le câble-sandow, le treuil, l’automobile ou l’avion remorqueur. Le planeur SA. 104 (n°203) Emouchet est transformé par la Sevimia sous la direction de l’ingénieur Jarlaud.

       Chaque groupe de propulseurs est fixé à l’aile, d’une part à l’avant par un mât solidaire du longeron et une ferrure montée sur silent-blocs, d’autre part à l’arrière par un tube articule sur le faux longeron. Le mât avant sert de passage aux canalisations d’essence et d’allumage.

       Un premier vol remorqué à lieu fin novembre 1950 sur le terrain de la Snecma à Melun-Villaroche avec aux commandes le chef-pilote Léon Gouel. Le premier vol autonome est effectué le 19 décembre 1950 sur le même terrain, l’appareil étant toujours équipé pour cette première phase d’essais de quatre « pulso ».

       L’Emouchet décolle donc seul avec ses 40 kgp de poussée pour une masse totale au décollage de 320kg. De nombreux vols sont effectués de juillet à décembre 1951 dans cette configuration. A cette date, un planeur Émouchet SA. 104 (n°224) est équipé de deux groupes de trois « pulso » (60 kgp de poussée totale). Cet appareil d’une masse totale de 390 kg est présenté au CEV début 1952 où il effectue 25 vols, dont sept remorqués correspondant à 65,5 heures de fonctionnement accumulées jusqu’à juin 1952. Au cours de ces vols de nombreux essais de ré-allumage et des essais de fonctionnement à des altitudes variant entre 300 et 3 000 m sont effectués.

       Ces essais montrent que le fonctionnement en vol est stable. Par suite de quelques problèmes de mauvais fonctionnement de certains organes du circuit de carburant, une deuxième campagne d’essais est démarrée au CEV fin 1952.  Jusqu’à avril 1953, date de la fin des essais, les 22 vols d’une durée totale de 10 heures permettent d’enregistrer que les « pulso » font passer la vitesse optimum de descente du planeur normal (0,95 m/s à 270 kg) à une vitesse ascensionnelle de 1,25 m/s, soit un gain de 2,20 m/s avec une bonne sécurité de fonctionnement.

       Les études de la SNECMA qui aboutirent au pulsoréacteur Escopette furent conduites sous la direction de l’ingénieur de l’aéronautique Jean Bertin. Dès 1943, il proposa l’étude d’un moteur de ce type avec une formule sans clapets, qu’il entreprit de réaliser sous la direction de l’ingénieur en chef Raymond Marchal.

       Marchal fut le premier Directeur Technique de la Snecma de 1945 à 1950

PLANEUR  SA.104 « EMOUCHET »       clik sur le logo à gauche .
Vue en coupe d’un pulsoréacteur SNECMA 3340 Escopette. Organes principaux, de gauche à droite, détecteur (qui sert également de support élastique avant pour l’appareil) dont la poussée s’exerce sur la bague butée mobile et le ressort, la chambre de Combustion cylindrique prolongée par une partie convergente, le corps cylindrique rétreint et la tuyère de forme conique puis cylindrique. Le récupérateur en forme de crosse est fixé devant le détecteur. Le pulsoréacteur fut envisagé, au sortir de la Seconde Guerre mondiale, comme une alternative sérieuse au turboréacteur. En effet, les études sur la combustion pulsatoire permettaient d’envisager un moyen de propulsion simple au regard de la complexité des réacteurs. Le principe du pulsoréacteur, utilisé pendant la guerre pour propulser la bombe volante allemande V-1 (Vergeltungswaffe, arme de représailles, autre désignation FSG 76, Fieseler Fi 103, propulseur Argus 109-014 ou 109-44), permettait d’obtenir une poussée avec un minimum de pièces mobiles (uniquement des clapets).

 

Un moteur type V-1 comprenait :
   – un collecteur d’entrée avec divergent relevant légèrement la pression de l’air admis.
   – une grille d’obturation rectangulaire portant une série de lamelles élastiques formant clapets (216 valves), permettant le passage de l’air dans le sens général d’écoulement et     l’arrêt lorsque l’explosion tendait à chasser les gaz brûlés en sens inverse. Cette grille servait aussi de support aux neuf injecteurs de carburant.
   – un groupe de trois venturis placés horizontalement de manière parallèle et grossièrement profilés qui avaient pour but d’améliorer la turbulence au bénéfice de la qualité et de la rapidité de la combustion.
   – une tuyère en trois tronçons, composée d’une partie cylindrique avant formant chambre de combustion, d’un prolongement tronconique, convergent ou les gaz brûlés transformaient leur pression en vitesse et d’une partie cylindrique arrière assez longue ayant pour but d’augmenter l’inertie de la masse gazeuse en mouvement lors des oscillations qui prenaient naissance dans la tuyère.
   – un injecteur de combustible.
   – une bougie d’allumage placée sur le sommet de la paroi de la chambre de combustion. Cet élément
permettait d’enflammer un gaz (butane) injecté par trois gicleurs spécifiques dans la chambre de combustion lors de la procédure de lancement. La combustion continuait ensuite de manière autonome lorsque les parois étaient chaudes.
   Fonctionnement : lorsque le moteur était suffisamment chaud, la dépression générée dans la chambre de combustion par l’échappement à grande vitesse d’une colonne gazeuse douée d’inertie (effet Kadenacy) permettaient aux clapets de s’ouvrir de nouveau. Le processus se répétait environ 40-45 fois par minute, la bombe volante pouvant atteindre finalement une vitesse maximale d’environ 650 km/h. La poussée à vitesse normale pouvaient être estimée de l’ordre de 750 CV. Le V-1 au son à basse fréquence très caractéristique était lancé depuis une rampe (55 mètres de long, inclinaison à six degrés) ou en vol, depuis un avion porteur, son fonctionnement était à la suite autonome, le guidage étant contrôlé par trois gyroscopes. Le point de chute, obtenu par une distance à parcourir était réglé mécaniquement par un compteur à vis entraîné par un petite hélice frontale, qui mettait l’engin en piqué au terme de son vol. Une bombe de type V-1 était lancée à 320 km/h, elle pesait 2.180 kg (charge de bombes de 850 kg) et sa portée normale était de 240 kg avec un plafond moyen de 760 m.

Cette bombe fut déployée à partir de juin 1944 et utilisée jusqu’en mars 1945.
Largement produite, elle fut lancée principalement sur l’Angleterre (Londres, Croydon, environ 10.000 attaques sur ce pays), mais aussi sur le port d’Anvers, en Belgique.
Les études de la SNECMA qui aboutirent au pulsoréacteur Escopette furent conduites sous la direction de l’ingénieur de l’aéronautique Jean Bertin. Dès 1943, il proposa l’étude d’un moteur de ce type avec une formule sans clapets, qu’il entreprit de réaliser sous la direction de l’ingénieur en chef Raymond Marchal.

REF 10. : Bertin, J. « Quelques Proprietéss de la Combustion Pulsatoire: le Pulso-Reacteur, SNECMA, France, article in « Selected Combustion Poblems », AGARD, Butterworths Scientific Publications, 1954
REF 11 : Bertin, J. and Salmon, R.: « Combustion Research and Reviews 1957 », pp 123-133 incl., Butterworths, London English Summary:
REF 12 : Salmon, B.: « Examen de la flamme dans la chambre de combustion du pulso escopette, » (suite), (Examination of the flame in the combustion chamber of the  pulse-jet  SNECMA, Note ES XIII-l0, January, 1952
REF 13 : Salmon, B.: « Pressions instantanées dans la trompe de dilution du pulso 5158 avec capacité arriere Instantaneous pressure of pulse-jet 5158- SNECMA Note ES XIII- 14, January 1952.
REF 14 : Salmon, B.: « Examen de la flamme dans la chambre de combustion du pulso 509. » Examination of the flame in the combustion chamber of pulse-jet 509) SNEOMA Note ES XIII-17, February, 1952,

EDELWEISS IV – SIREN C34 –       Click sur les logos pour visualiser les documents.

Après « South Cerney »-1965- la Société BERTIN reçoit la commande (honoré par la Siren) de deux planeurs de classe libre pour le championnat de Leszno-1968- en Pologne.

Reg:   F-CCAY  Manu:   SIREN    Type:   SIREN BERTIN C 34       CN:   02      Base: SAINT-CYR-L’ECOLE (FRANCE)    Date Reg:   30/05/1968

Reg:   F-CCAZ  Manu:   SIREN    Type:   SIREN BERTIN C 34       CN:   01    Base:   SAINT-CYR-L’ECOLE (FRANCE)    Date Reg:   17/11/1976

 

Cette icône sur le document du concept présenté indique que l’auteur a participé à une mission d’évaluation et de conception sur l’Edelweiss C34.

Il y a 55 ans, sans ordinateur, les calculs aérodynamiques … de structure … d’une voilure étaient des travaux longs et fastidieux effectués à partir de tables, de  simulation numériques (déjà !…) avec des cartes perforées pour l’IBM 360-40, des cartes à perforer manuellement pour le « computer » LOCI, des tableaux de chiffres à remplir ( à recommencer en cas d’erreur!). Cela se faisait à la calculatrice mécanique à manivelle si l’on disposait d’un budget pour intérimaires / stagiaires à qui confier cette corvée. C’était également l’époque des règles à calcul, parfois de longueur démesurée pour avoir de la précision !

Monsieur Bertin , de retour des USA, nous présenta un achat de « Computer individuel » qui à l’époque étonna tout le personnel technique de l’Entreprise. L’appareil était de la taille d’une machine à laver actuelle (imprimante comprise). On pouvait perforer 2 cartes IBM préperforées avec un poinçon. A disposition : 2 fois 80 pas de programme (Ca fait réver !). Le prix à l’époque : le prix d’un Kg d’or ou d’une 4L Renault …6.000 NF …mon véhicule en 1968.

One of the first programmable electronic calculators, this instrument was announced in 1964 and sold from 1965. It was designed by An Wang (1920-1990) and his associates. The LOCI or “logarithmic calculating instrument” was the first product marketed by the company. Two versions of the machine were announced: the LOCI I, which was not programmable, and the LOCI II, which was.
The desktop machine has nine digit keys arranged in an array, as well as a zero bar and a decimal point key. Depressing other keys changes the sign of the number, shifts the decimal point, shifts from the logarithmic to the work register, and shifts from the work to the logarithmic register. Further keys are for arithmetic operations, squares, square roots, inverse squares, inverse square roots, inverse logarithms, and clearance of various registers. To the right are controls for the decrement counter, the program counter, and the operation code. It has five storage registers of ten-digit capacity and a ten-digit display, plus a display for the sign of the answer. A cooling fan and a cord are at the back. The card reader attachment that plugs into the back holds program cards.
According to a 1964 flier, the machine was to sell for $4,750.00. Kenney says that the initial price was $6,500.