Le réacteur M-88

Développé et produit par SNECMA (Groupe SAFRAN), le M-88 équipe le Rafale depuis qu'il a remplacé le General Electric F-404 du démonstrateur Rafale A en 1989.

Très compact, ce moteur offre une poussée de 51 (plein gaz sec) à 75kN (PC max) et offre un rapport poussée masse élevé, tout en préservant une importante capacité d'accélération, passant de ralenti à PC max en moins de 4 secondes.

Particularité : sa conception modulaire (21 modules) permet une remise en service très rapide, et ne nécessite pas d'essais complémentaire au banc, simplement un test d'étanchéité.

Fin 2010, le M88-4E obtient sa qualification et les livraisons débutent fin 2011. Ce modèle visant à allonger la durée de vie du réacteur, de même que les intervalles d'inspection. les modifications portant sur le compresseur haute pression et la turbine haute pression.

Le programme ECO, quant à lui, s'est achevé en 2007 et permet une réduction des coûts d'exploitation, tout en accroissant le taux de disponibilité.

L'assemblage du réacteur est réalisé sur le site Safran de Villaroche.

Caractéristiques du M88 :

  • Turboréacteur double corps, double flux Turbine BP refroidie à 1 étage
  • Compresseur BP à trois étage avec calage variable sur la directrice d’entrée (carter d’entrée)
  • Chambre de post-combustion de type radial
  • Compresseur HP à 6 étages (dont 3 avec aubes fixes à calage variable)
  • Tuyère convergente multi-volets à section variable
  • Chambre de combustion annulaire
  • Régulation numérique à pleine autorité redondante (FADEC)
  • Turbine HP refroidie à 1 étage • Maintenance modulaire (21 modules)
  • Poussée avec PC (kN) : 75
  • Poussée sans PC (kN) : 50
  • Consommation : de 0.8 à 1.7 kg/daN.h)
  • Débit d'air (kg/s) : 65
  • Taux de compression : 24.50
  • Taux de dilution : 0.3
  • Masse : 897 kg (1500 kg pour le M-53 du Mirage 2000)
  • Longueur : 3538 mm - Diamètre : 696 mm
  • Température d'Entrée Turbine : 1577°C (1850 K)
  • La chambre de combustion mesure 25 cm
  • A 50% de puissance, le Rafale croise à Mach 0.9 avec un emport d'armement complet, et ce, durant des missions de 7 heures.
  • Au ralenti, le M-88 consomme 12kg/min (17 pour un M53 de Mirage 2000).
  • La Post-Combustion (PC) augmente d'environ 50% la puissance, et la consommation par 4.
  • Les aubes de turbines atteignent 15.000 tours / min et la température de leur bord d'attaque supporte 1400 à 1500 °C. Pour résister à de telles contraintes, celles ci sont réalisées via 200 opérations complexes sur 4 à 6 mois. Creuses, ces pièces sont refroidies par de l'air circulant à l'intérieur et ressortant par des micro-trous. Elles sont réalisées en alliage monocristallin monograin et permettent ainsi d'éviter le phénomène de fluage (allongement de la pièce).
  • 40% du réacteur sont réalisés par SNECMA, 60% sous traités. Il  est composé de 1500 pièces principales et 100.000 pièces au total. Sa réalisation nécessite 18 mois via 2500 à 3000 emplois.

Principaux sous-traitants :

Mai 2012 : le M88-E4 devient le nouveau standard.

  • 20% du moteur modifié : rotor et stator des parties hautes pression impliquant des intervalles d'inspection allongés.
  • Un TAC (Tactical Air Cycle (*)) passant de 2500 à 4000 cycles (désormais similaire aux moteurs des F-18 et F-16).
  • 60% de potentiel supplémentaire sur les pièces qui exigent le plus de maintenance

(*) nombre "d'impulsions sur la manette des gaz" que l'on peut donner à un moteur entre chaque inspection.

Mars 2014 : développement de nouveaux injecteurs

Pour un appareil de combat, sa performance à pouvoir démarrer sur des terrains en haute altitude est bien souvent de la plus haute importance.

En Chine, par exemple, l'aéroport de Daocheng se trouve à 4441 mètres d'altitude.

En conséquence de marchés à l'export potentiellement concernés par ce type de performance, le développement de nouveaux injecteurs a été notifié début 2013. Associés au démarreur Rubis III, ces injecteurs, dit "enrichis", doivent subir toute une série d'évaluations :

  • Interruption au décollage (décélération rapide)
  • Haute pression et haute température
  • Endurance à pleine charge (régime post combustion)
  • Consommation

 

Groupe Auxiliaire de Puissance

Un groupe auxiliaire de puissance (APU) permet à l'appareil de "rouler en 90 secondes" sans recourir à une quelconque assistance.

L'APU fournis généralement une importante puissance électrique, pneumatique ou mécanique.

Cet APU, le Rubis 3, est fabriqué par Microturbo. D'une puissance de 6kVA, son débit d'air est de 0.9 kg/s.

Le transfert de puissance pour le démarrage du moteur principal se fait suivant un mode mécanique ou pneumatique. Pour cette raison, le Rubis 3  est couplé au système de démarrage ATS-305 fournissant 126 kW de puissance sur arbre avec un débit d'air de 1.1 kg/s.

Source

La transmission M-88 / Rafale

Développé et produit par Hispano-Suiza, cet ensemble complexe est composé :

  • du support d’équipements moteur (Engine Mounted Accessories Drive) sur lequel sont montés le bloc hydro-mécanique principal, le bloc hydro-mécanique post combustion et le groupe de lubrification,

  • et du relais d’accessoires avion (Aircraft Mounted Accessories Drive) entraînant les équipements de génération de puissance. Les deux boîtiers sont reliés par un arbre d’entraînement capable de tourner à grande vitesse.

Equipé de lames flexibles, l’arbre d’entraînement Hispano-Suiza est sans équivalent en ce qui concerne la tolérance à l’endommagement et la résistance en fatigue.

Source

M88 post combustion      

Source

Mars 2016 : Safran favorable à une augmentation de la poussée

Le directeur général de Safran, Philippe Petitcolin, a estimé dans un entretien avec des journalistes français qu'il était "temps aujourd'hui de se poser la question sur un upgrade (amélioration, ndlr) du M88 en termes de poussée". Il s'y est dit "favorable". Il a rappelé que la poussée d'origine du moteur du Rafale était la même depuis le lancement de l'avion de combat français. Soit environ 7,5 tonnes de poussée. Pourquoi une telle amélioration? "Le Rafale a grossi. Par rapport aux spécifications d'origine, le Rafale est plus lourd aujourd'hui. On lui demande de plus en plus" sur le plan opérationnel, a expliqué le patron opérationnel de Safran, qui n'en a pas encore discuté avec Dassault Aviation.

"Il est temps de se poser la question de savoir s'il n'est pas opportun de lancer une étude qui permettrait de gonfler un petit peu ce moteur. Techniquement nous savons faire. Nous sommes donc en discussion avec les autorités compétentes pour voir si cela est possible. Et si oui, sous quelles conditions et à quel niveau de performances, il serait souhaitable" de l'améliorer, a indiqué Philippe Petitcolin.

Quelle serait la bonne poussée pour le Rafale? "Tout dépend si la France est prête ou pas à faire des modifications sur l'avion lui-même en termes d'entrée d'air", a-t-il expliqué. Suivant les hypothèses retenues par la France, la nouvelle poussée du moteur M88 pourrait se situer "entre 8 et 9 tonnes de poussée". C'est ce que les Emiratis avaient demandé il y a quelques années avant d'abandonner ce projet. S'agissant des investissements pour ce programme de modernisation, Philippe Petitcolin a affirmé que les discussions n'en étaient pas encore à ce stade. "Je n'ai pas le montant (de l'investissement, ndlr). C'est une discussion qui est en cours. Je l'aurai dans les mois qui viennent", a-t-il précisé.

La Tribune - Mars 2016.

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