Comment fonctionnent les moteurs radiaux :conception, fonction et héritage de l'aviation

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Principaux points à retenir

Les moteurs radiaux disposent les pistons en cercle autour du vilebrequin, ce qui diffère fondamentalement des configurations de moteurs en ligne ou en V.
Comprenant généralement trois à neuf cylindres, une tige maîtresse relie un piston directement au vilebrequin tandis que les autres s'articulent autour de lui.
Sa conception compacte et refroidie par air offre un rapport puissance/poids élevé, ce qui le rend idéal pour les premiers avions militaires et commerciaux.

Lorsque vous voyez un bombardier de la Seconde Guerre mondiale tel que le B-25 Mitchell ou le B-17 Flying Fortress, ou un DC-3 classique, le bourdonnement fort et rythmé d'un moteur radial est indubitable. Ces moteurs propulsaient certains des avions les plus emblématiques des années 1940, offrant la poussée et la fiabilité requises pour les missions à longue distance.

Idée de base

Contrairement aux moteurs à quatre temps que l'on trouve dans la plupart des voitures, où les pistons sont alignés en rangées ou en ligne, un moteur radial répartit ses pistons autour du vilebrequin central. Cette disposition circulaire donne au moteur une forme distinctive en « étoile ».

Comment fonctionnent les moteurs radiaux :conception, fonction et héritage de l aviation

À l'intérieur d'un moteur radial

Chaque piston, soupape et bougie d'allumage fonctionne de la même manière que dans n'importe quel moteur à quatre temps, mais la configuration du vilebrequin est unique. Toutes les bielles se fixent à un seul moyeu. Une tige, la tige maîtresse, est fixe; les tiges restantes sont articulées via des axes qui leur permettent de pivoter lorsque le moteur tourne.

Étant donné que tous les pistons se trouvent dans le même plan, le moteur peut être refroidi efficacement par flux d'air direct, éliminant ainsi le besoin de systèmes de refroidissement par liquide lourds. Cette conception refroidie par air est l'une des principales raisons pour lesquelles les moteurs radiaux étaient si populaires dans les années 1930 et 1940.

Applications

Puissance :un neuf cylindres en étoile dans un B‑17 déplaçait 1 800 pouces cubes (29,5 L) et produisait 1 200 ch (893 kW), un chiffre remarquable pour son époque.
Compatibilité des hélices :le faible régime maximum permet à de nombreux moteurs radiaux d'entraîner directement les hélices, éliminant ainsi les réducteurs complexes.
Économie de poids :le refroidissement par air et l'absence de radiateurs ont réduit le poids global, améliorant ainsi les performances de l'avion.

Les moteurs radiaux ont connu leur apogée pendant la Seconde Guerre mondiale. Alors que la plupart des avions à hélices modernes utilisent désormais des moteurs à pistons plats ou en ligne, ou des turbines à réaction, l'influence du radial reste visible dans la conception des moteurs de motos et de petits avions.

Héritage moderne

Le « V-Twin » 45 cylindres Harley-Davidson est un descendant direct du concept radial :deux cylindres partagent un seul maneton, reflétant l'articulation de la bielle principale que l'on retrouve dans les moteurs radiaux. Bien qu'ils ne soient plus courants, les moteurs radiaux sont toujours construits pour les avions de voltige, les restaurations d'époque et les projets éducatifs.

Questions fréquemment posées

Pourquoi les moteurs radiaux sont-ils moins courants dans les avions modernes ?

Les progrès de la technologie des moteurs à réaction ont permis de produire des moteurs plus légers, plus économes en carburant et plus fiables pour répondre aux exigences de l'aviation contemporaine.

En quoi les systèmes de refroidissement des moteurs radiaux diffèrent-ils des moteurs en ligne ?

Les moteurs radiaux dépendent du flux d'air autour de la disposition des pistons circulaires pour le refroidissement, tandis que les moteurs en ligne utilisent généralement des chemises de refroidissement liquide pour gérer la chaleur.