Publié par : PBY-Catalina | 29/10/2010

Le point de vue du mécanicien-the engineer point of view (5)

Avant de vous parler du R-3350 et des nombreux problèmes qui ont jalonné son étude puis sa conception et enfin ses essais et sa mise en service, je vais faire un petit retour en arrière pour expliquer comment ce moteur en étoile a été conçu.

Wright et Pratt & Whitney sont les deux motoristes américains qui symbolisent plus que n’importe quelle autre société l’avènement des moteurs puissants. Wright, né en 1919 de la fabrication sous licence des moteurs Hispano-Suiza conçus par l’ingénieur suisse Mark Birgkit, lança rapidement son propre bureau d’études pour se lancer dans l’étude du premier bloc national, le R-1. Ce moteur avait été dessiné, comme nous l’avons vu, par Frederick Rentschler, véritable avocat du moteur refroidi par air à une époque ou tout le monde ne jurait que par les moteurs refroidis par liquide. Devenu président de la Wright aeronautical, il soumit son idée de développement au groupe d’administrateurs de la société, essentiellement composé d’investisseurs n’ayant que peu d’intérêt pour l’aéronautique. Ces derniers, ne désirant pas prendre de risques, lui opposent une fin de non-recevoir et en 1924, Rentschler, lassé de devoir sans cesse se justifier et combattre pour ses propres idées, finit par claquer la porte et donner sa démission.

Mark Birgkit, le concepteur du moteur Hispano-Suiza V8 refroidi par liquide, aux carters en alliage léger, qui fut produit sous licence par Wright.

Soutenu par le chef de bureau d’études de Wright qui est également un ami, Rentschler poursuit ses recherches -car il est également habile de ses doigts puisque sa famille possédait une entreprise de moulage et d’usinage- et finit par approcher l’entreprise Pratt & Whitney Machine Tools Company qui s’intéresse à son moteur. Car Rentschler a un joker dans sa manche : son moteur bénéficie déjà d’un soutien en la personne d’un amiral de l’US Navy. C’est ainsi que Rentschler va se retrouver à la tête de la P&W aircraft company et développer la gamme des Wasp, nom trouvé pour la série des blocs par sa propre femme. En 1925, le premier Wasp tourne au banc d’essais.

Chez Wright on a compris l’erreur, même les administrateurs qui d’ailleurs se mordent les doigts. Il est désormais clair que l’US Navy constitue un marché à elle seule et elle sponsorise d’ailleurs les recherches dans les moteurs en étoile. Seulement Rentschler est parti avec son projet -il estime que ses recherches concernant son propre bloc conduiront à un moteur supérieur au projet du Wright P2- et d’autres ingénieurs et techniciens qui s’étaient consacrés au programme ont également donné leur démission. A tel point qu’après plusieurs semaines, Wright finit par stopper le développement du bloc P2, lequel ne sera jamais produit en série.

Il faut attendre 1926 pour que Wright réagisse et propose le R-1750 Cyclone, un dérivé lointain du J-5 Whirlwind, d’une cylindrée supérieure qui va évoluer dans le temps. En 1927, la puissance est portée à 500 ch, en 1932, l’alésage est porté à 156 mm avec une cylindrée résultante de 29,8 litres (R-1820 F) et le moteur ne cesse d’être perfectionné : les carters sont forgés pour une résistance accrue, les ailettes de refroidissement sont plus nombreuses pour mieux dissiper les calories, le vilebrequin en deux éléments bénéficie d’un contrepoids d’équilibrage et pour finir le bloc peut être suralimenté par compresseur ou turbocompresseur (version R-1820 Cyclone 9), ce qui lui permet de donner 1 200 ch pour les B-17 sur lesquels il sera installé puis 1 525 ch après-guerre sur les hélicoptères et autres avions.

Différentes variantes du R-1820 dont on peut constater la puissance de plus en plus élevée en regardant à droite du tableau.

Mais dès 1935, Wright décide de suivre le chemin pris par son concurrent, P&W, qui s’est engagé dans l’étude et le développement de moteurs de puissance et de cylindrée de plus en plus importantes. Le Wasp est devenu Twin Wasp (R-1830 et R-2000), puis Double Wasp (R-2800). Wright imite donc son concurrent et en montant une deuxième rangée de 7 cylindres, Wright développe le R-2600 ou Cyclone 14, qui commence d’abord par équiper les Boeing 314 de la Pan-Am, puis les Douglas A-20 Havoc, North-American B-25 Mitchell et Grumman TBM Avenger. Dans la course à la puissance, Wright décide alors d’ajouter 4 cylindres sur le bloc en double étoile, soit 18 cylindres (9 par étoile) et a dans ses cartons un projet de moteur à 22 cylindres (qui sera testé mais jamais produit en série).

Le Boeing XBLR-1 (acronyme de prototype de bombardier à long rayon d'action) ou XB-15 fut le premier banc d'essais volant visant à acquérir une certaine expérience en matière d'appareils à grande autonomie. Les retombées technologiques conduirent au B-17.

Cette course à la puissance est motivée par deux éléments principaux : d’abord l’étude de bombardiers aux dimensions de plus en plus importantes, qui commence avec le XBLR-1 (ou Boeing XB-15 selon la dénomination constructeur Boeing 294) qui permet l’étude du fameux B-17, mais également au niveau des compagnies aériennes, qui envisage déjà le futur et les marchés émergents qui vont se présenter dans l’immédiat après-guerre. Ainsi quelques années plus tard, lorsque Howard Hughes a pour projet d’équiper TWA, dont il est devenu propriétaire et qui lutte à couteaux tirés avec Juan Trippe et la Pan-Am, pour renouveler une partie de sa flotte avec ce qui ne s’appelle pas encore le Lockheed Constellation, ce sont les puissants Wright R-3350 qu’il choisit sur les conseils de la direction technique de sa compagnie aérienne. A cette époque, les R-3350 sont encore loin d’être au point, mais les conseillers techniques misent sur l’USAAF qui doit absolument disposer de moteurs capables de faire voler un bombardier à long rayon d’action pour toucher le Japon (le B-29 Superfortress, ce qui se fera d’abord très maladroitement depuis la Chine, puis des îles Mariannes). Quand au R-3350 voit son étude lancée en janvier 1936. Il possède le même alésage x course que le R-2600 mais reçoit deux cylindres supplémentaires. La conception du moteur est en partie liée à un autre projet de taille, dit Projet D, lancé par l’USAC en février 1935, dont je vous parlerai dans un article suivant.

Howard Hughes fut à l'origine de l'étude du Lockheed Constellation, dont les livraisons et le modèle d'appareil furent handicapés par le conflit, les militaires et la fin du conflit. Toutefois lorsqu'on lui proposa, lors de la discussion tournant autour de l'étude du futur appareil de transport, de le motoriser avec des R-2600, Hughes appuyé par ses conseillers techniques exigea de motoriser l'appareil avec des Wright R-3350, bien que le moteur était encore loin d'être au point. Mais Hughes et son équipe tablèrent sur l'USAAF et le B-29, dont les R-3350 qui le motorisaient devaient forcément être optimisés.

Le R-3350 effectue ses premiers essais en mai 1937, et se révèle calamiteux dès le début. Le bloc est perclus de problèmes : les soupapes de la deuxième rangée de cylindres sont soit aspirées dans les cylindres, soit soumises à des températures extrêmes. Le système de carburation/suralimentation fait s’arracher les cheveux des techniciens et ingénieurs : certains cylindres reçoivent deux fois la charge de mélange air/essence, ce qui entraîne des retours de flammes à l’échappement et déclenchent des incendies au niveau des carters qui comprennent un fort taux de magnésium, sans parler des vibrations destructrices. Et pour couronner le tout, les versions modernisées du R-2600 ont la priorité, ce qui fait que les ingénieurs ne peuvent pas passer assez de temps sur le R-3350. Le développement du bloc est long et hasardeux, et ce n’est que le début…

Antony Angrand.


Responses

  1. good staff


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