Gestion du pas d'hélice avec les turboprops

[maple-leaf]

Bonjours et mea culpa, j'avais effectivement pas du tout compris. Mais je sais pourquoi: Je ne pensait pas possible la présence d'une manette de richesse sur un turbopropulseur "au sens ou on l'entend sur les moteurs à pistons". Il me semblais que ce réglage est automatique ou autogéré sur un turboprops, enfin sur le moteur lui même...

Pour les avions que j'utilise, comme je l'ai dit, il y a le J41 de PMDG qui est une sorte de must en la matière, et le Bronco de Aérosoft..., le PC12 de flight1 (je voles plus trop avec ces temps ci), et de temps en temps l'ATR72 de Flight1 aussi. Comme tu dis, ce dernier a juste gaz et pas d'hélice, pas de richesse. Pour l'ATR et le Pilatus, ce sont des pratt&whitney canada. Sur le J41 qui a une troisième petite manette non utilisable, ce sont des Garett Anglais, très différents, beaucoup plus "manuels" dans leur séquence de démarrage (chose que j'ai constaté en vrai)... Sur le Bronco, je sais plus trop, mais je crois que ce sont aussi des P&W C. LA procédure de démarrage sur l'ATR est des plus automatiques à comparer de celle du J41, mais je me souviens qu'il y a bien une position reverse (on l'entend parfaitement quand l'avion viens de se poser), ce qui confirme qu'il y a une gestion de pas d'hélice. Sur le J41 c'est incroyablement plus compliqué, et ce n'est pas seulement dû à la grande précision du modèle de PMDG, c'est aussi comme ça que se commandent les Garett Anglais. Pointus, capricieux, et très sensibles. Un écart dans les réglages à un moment déterminé et c'est le feu assuré. Pour cet avion, j'ai deux paires de manettes principales que je peux commander à la souris ou avec un throttle: en anglais (d'après le flight manual) les "power lever", et les "condition lever". Une troisième paire est insérée entre les deux manettes de Power lever, ne portent pas de nom et ne sont pas manipulables. Elles évoluent seules en fonction du réglage sur les power lever. Pour le reverse sur le J41 par exemple, ce n'est pas une simple position de manette, il faut bien tout paramétrer préalablement (spoilers et autres) avant de pouvoir freiner son avion en reverse (Pas d'hélice inversé), sinon le système ne veux pas, les turbines partent en sur vitesse et on a le feu, ou alors on se retrouve dans les fraises. Bref, le modèle de PMDG est précis au possible, et incroyablement technique, et c'est justement parce que j'avais des difficultés à démarrer ses moteurs que j'ai posé la question des manettes, histoire de bien comprendre comment ça fonctionne un turbopropulseur, et particulièrement ceux là.
Sur ce, merci pour cette très intéressante discussion technique sur le sujet, à ta disposition pour la continuer!
Bon dimanche!
Pierre-gilles
Pour la suite, essayerait de mettre des images...

Pour répondre à Tanjph, c'est bien le PMDG, qui est très complet en effet, et sans vouloir lancer de polémique, notre ami "pourquoi l'une des manettes n'est pas controlable sur FSX" est aussi celui qui à posé la question originale de ce post... c'est à dire moi... Mon problème est sur le J41 de PMDG pas sur l'ATR, ni le king air qui sont bien plus simplifiés sur FSX... Comme il me semble que tu connais bien l'ATR (pilote réel?), y a t'il une manette de richesse sur un turboprops? Cela ne me semble pas logique dans le fonctionnement de celui-ci... Mais bon, je me trompes peut être...

[tanjph]

Hello Pierre Yves
J'ai regardé sur un cockpit de JS41 ainsi que sur les manuels d'opération. Il semble que cette "manette" n'en soit pas une, on dirait plutôt une sorte de butée. En tout état de cause elle ne semble pas avoir de caractère fonctionnel.

[maple-leaf]

Hello Tanjph! Merci pour ta recherche et tes infos. Dis moi, je sursaute, tu as dégoté les manuels d'opération en français? C'est pour moi un peu de la science fiction, mais si c'est le cas, pourrait tu me passer le lien ou l'endroit ou on peut les trouver? La doc PMDG est géniale, puisque très basée sur l'original des flight manuals, mais c'est du technique aviation en anglais... Ou je me perds quelquefois dans les traductions, d'où mon problème... Et c'est bien là que je pêche, je cherche à comprendre ce qui se passe au niveau moteur, dans les phases de démarrage vol et coupure de ceux-ci. FSX de base est super, avec comme petit problème le manque flagrant de réalisme de ces phases. Me voilà comblé avec PMDG, et c'est justement ce réalisme qui me donne envie de mieux comprendre toutes les phases, pour savoir ce que je fait. J'aime bien savoir ce qui se passe quand j'appuie sur un bouton dans FSX... Et la procédure de démarrage d'un TP me semblera plus facile à suivre (et à retenir) si je comprends la logique qui est derrière!

Pour en revenir à sa résolution, justement, je tente un résumé (si j'ai bien tout compris), n'hésite pas à relever, je ne suis pas sûr de tout.
- Les manettes "Power lever" (Puissance), qui gèrent la vitesse de rotation de la turbine puisque c'est avec elles qu'on règle le torque (couple). C'est bon pour cette partie?
-Les manettes "Condition lever" qui règlent l'arrivée de carburant (pas la richesse proprement dite), comportent en général 3 positions "Ground Iddle" (pas de carburant), "Start Iddle" "(allumage de la turbine) et "Flight iddle" ou "Hight Iddle" (phase de vol), sachant que pour moi, iddle signifie "ralentit". Dans le cas du J41, on la réduit un peu (96%) quand on est à son altitude de croisière.
- Sur certains appareils, les manettes de pas d'hélice, mais dans le cas du J41, j'ai l'impression qu'elles sont "automatiquement" gérées par la position des autres manettes.
On met en reverse en baissant la manette "Power lever" à fond en bas, et on coupe en mettant les "position lever" à fond en bas. (sur le j41, il faut dévérouiller la position d'abord avec un bouton).

Je suis de moins en moins sûr que l'on peut parler de manette de richesse à propos des "condition levers" même si ceux ci semblent gérer l'arrivée carbu, les réglages des TP sont tellement pointus que je vois mal un pilote devoir s'occuper de ça durant le vol. Mais comme je l'ai déjà dit, je me trompe peut être... De ce que je sais, sur un TR (turborécteur), cette gestion est automatique.
Pour la troisième paire de manettes du J41, c'est possible que ce soit une butée, je vais refaire un tour dans la doc PMDG, ce que je peut dire, c'est que leur position bouge avec celle des "Power levers".
Je reste intéressé si tu as de la doc sur le j41 (Hors celle de PMDG que j'ai déja)...

Merci pour ta réponse, pardon, pour vos réponses à tous, et suis toujours intéressé pour continuer à parler de ce sujet.
A bientôt
Pierre-Gilles

[tanjph]

Hello Pierre Gilles,

Non, malheureusement je n'ai pas trouvé de doc en français pour le PMDG J41, mais je suis bilingue et je parle d'ailleurs mieux l'anglais de l'aviation que le français ! Il est vrai que leurs manuels sont très complets et regroupent souvent des procédures conformes à la réalité (je connais bien leur 747 qui est super).

Ton résumé me paraît exact; sur les turboprops comme le J41 ou l'ATR, les condition levers servent à la fois au contrôle des propulseurs et du mélange fuel, car ceux-ci sont reliés à un ordinateur qui gère le mélange.
Sur un bon vieux Beechcraft il faut faire ces opérations à la main : en général max RPM au décollage puis réduction légère en montée, suivie de la réduction du mélange en fonction de l'altitude. Les pilotes de turboprops "avancés" n'ont pas cette question à se poser, et c'est autant de travail en moins pour se concentrer sur le vol.

Concernant les positions high idle / low idle; elles correspondent aux RPM du propulseur au repos "idle", le RPM maximum lui ne change pas. En general la position high idle peut etre utilisée pour les atterrissages quand on a besoin d'un propulseur plus "réactif".

J'espère que cela répond aux quelques questions que tu as posé, si tu as des questions également traduction n'hésite pas.

[maple-leaf]

Hello et merci encore pour ta réponse. Ce qui me perturbe dans les dénominations, c'est que certains termes peuvent se traduire de différentes façons: "Feather" pour moi, c'est "plume" en français, donc hélices? Et puis j'ai un tutorial vidéo issu de FS tutorials qui traduit les "Conditions levers" en manettes d'hélices... C'est un peu perturbant, quand on est pas un pilote professionnel... Bon pour ce que j'ai dit tout à l'heure, tu a raison et de mon coté je me suis mélangé les pinceaux. En effet, les positions "Iddle" sont sur les "power levers" et non les "condition levers". J'ai retrouvé dans l' AOM de PMDG.
Donc je reprends (sur le j41):
- Les power levers ont 4 position de bas en haut: Reverse, Ground Start, Flight Idle et MAX
- Les condition levers ont 3 positions de bas en haut: Feather shut off, Taxi et Flight.
(d'après notice AOM de PMDG)
Les conditions levers sont donc aussi les manettes d'hélice? Et en plus qui gèrent le carburant, donc? Désolé mais ce n'est pas encore très clair pour moi. Je comprends que les power levers sont les manettes qui gèrent la vitesse de rotation de la turbine (les RPM comme tu le précise).
Dans les docs de PMDG, il a aussi un chapitre qui explique bien que les TP (moteurs) du J41, les Garett TPE331 sont très différents des Pratt &Whitney en général, comme ceux qui équipent les ATR (PW127M), PC12, Dash ou autre.
Par contre, pas trouvé d'infos sur la troisième paire de manette, celle qui est "entre" les power levers. Sans doute une butée, comme tu dis.
Au fait, tu est pilote sur ATR?
A+
Pierre-Gilles

[tanjph]

Hello,

apparemment en français Condition Levers se traduit par leviers de commande, attention les CL ne sont ni une manette d'helice ni une manette de mixture mais un peu un melange des deux, elle controle a la fois la vitesse et le pitch des propulseurs et l'alimentation en fuel de ceux ci
Il n'y a pas de notion de "mixture" sur un turbopropulseur car on ne fait pas rentrer d'air directement dans un turbo.

Attention les power levers ne gradent pas en RPM mais en Torque (couple en francais, rapport entre la puissance du moteur et la vitesse du propulseur). Les RPM sont utilisés pour la vitesse de rotation de l'hélice. Je ne sais pas si j'ai été très clair

Les moteurs du JS41 sont bien des Allied Signal fabriqués par Garrett qui équipent de nombreux avions turboprop toutefois le principe reste plus ou moins similaire. Comme tu peux voir sur ton cockpit de JS41 tu as les 3 cadrans: Torque (couple), EGT (température des gaz en sortie de turbine), et RPM (vitesse de rotation du propulseur). Sur un ATR il y a Torque, ITT (interturbine temp, equivalent a EGT avec les moteurs Allied Signal), et NP (vitesse de rotation du propulseur mais exprimée en %) ainsi qu un cadran supplementaire NH pour la vitesse de turbine.

Donc pour résumer:
* Power Levers: controlent la puissance des moteurs en ajustant le couple ainsi que l'inversion de poussée
* Condition Levers: controlent la mise en drapeau (feather), les valves de fuel ainsi que la vitesse des propulseurs

Et sinon oui j'ai effectivement fait mes debuts sur ATR que je connais un peu

[maple-leaf]

Merci Tanjph pour toutes ces précisions, et oui, oui tu as été très clair, c'est moi qui cherches des précisions en plus... . Désolé, mais puis-je abuser?
Qu'est ce que tu appelle "le pitch des propulseurs"? Le pas des hélices? Je ne vois pas bien à quoi cela correspond.

Je suis d'accord, et comprends bien: pas de réglage de richesse sur un TP, et comme je dis depuis le début, sa présence ne me semblais pas très logique.
Oui, les PL (power levers) se gradent en torque, je l'ai bien compris, je disais RPM par référence à la vitesse de rotation de la turbine. Car le fond de ma question, c'est quand tu pousse sur la manette, tu agit sur quoi en fait?

Si on imagine une procédure simplifiée de démarrage d'un TP par exemple et en gros, il faut lancer la rotation à vide pour démarrer la compression de l'air (je suppose à l'aide d'un moteur électrique alimenté par les batteries ou le GPU, car à ce moment, il n'y a pas de combustion), puis après une certaine valeur de compression, ouvrir l'arrivée de carburant et puis allumage. Dès que la turbine prends des tours, le moteur électrique s'arrête ou se débraye, on peut couper le GPU. Ensuite c'est la combustion qui fait tourner la turbine, et en final, l'hélice. Dans mon exemple, et sur le j41, c'est la pression sur un bouton de démarrage qui lance tout cela, en automatique. Mais à quoi servent les power lever, puisque qu'il n'y a pas "d'embrayage"? Qu'est ce qu'ils commandent sur le turbopropulseur en fait?
Les niveaux d'arrivées de carburant se font avec les CL, et on ne règle pas, à ce que je sais, la vitesse d'une turbine avec une manette de carburant, comme on a dit plus tôt. Sur les hélicos (tous des turboprops), à ce qu'il me semble c'est puissance full dès que la TP est démarrée. Tout le reste se joue avec l'orientation des pales du rotor. Pour un jet, on voit bien que la vitesse de rotation de la turbine augmente quand le pilote "augmente les gaz". Après démarrage de la combustion, qu'est ce qui fait cette augmentation? Une ouverture des entrées d'air? Un moteur (électrique) qui augmente la vitesse de rotation, et donc les compressions? Un système interne qui comprime encore plus l'air? Enfin, tu vois le truc que j'ai du mal à comprendre...
J'ai travaillé en centrale de production électrique, et je sais, que la puissance électrique fournie par l'alternateur, dépend de la puissance vapeur en entrée sur la turbine (les 2 sont couplées), tout cela avec une vitesse de rotation de l'ensemble constante (très constante), et qui est en fait liée à la fréquence du réseau de distribution (50Hz en france, 60 aux USA). Si je suis la même logique, cela doit fonctionner quand la turbine du TP est à sa vitesse de fonctionnement "de croisière". Bon je ne sais pas si l'analogie est totale, mais le principe de vitesse constante et augmentation de la puissance par plus de carburant sans faire varier la vitesse de rotation, c'est ça non? Bien sûr cela ne fonctionne pas pour les procédures de démarrage, de chauffe et d'arrêt. Donc dans ma compréhension du fonctionnement, je ne voit pas bien à quoi correspondent les power lever, si ce n'est à faire varier la vitesse de rotation de la turbine. Et si c'est ça, je me demande par quel moyen. Car l'arbre qui transmet la rotation est entrainé par la turbine (avec un réducteur) soit directement par les étages de compression, soit par un étage de sortie, mais sans possibilités de faire varier la vitesse à partir de là (pas d'embrayage, boite de vitesse ou coupleur variable, n'est ce pas?)

A propos de la mise en drapeau: Sur le J41, la mise en drapeau des hélices se fait à l'aide d'un switch nommé "unfeather", et il faut le faire avant de démarrer les moteurs faute de panne ou feu. On doit d'abord placer les CL en TAXI, puis les PL en full reverse et ensuite unfeather G pui D. A partir de là les hélices sont lockées en drapeau. On peut les voire visuellement si on regarde à gauche et à droite depuis le cockpit ou mettre en vue extérieure. On peut augmenter après démarrage des turbines la vitesse de rotation de celles-ci, mais les hélices restent en position drapeau lockées. Pour délocker il faut repasser la manette PL en full reverse puis remonter (on entend alors "start locks removed". Bref, je sais que tout ça sont des procédures qui en arrière sont gérées par l'ordinateur, mais je me demande tout de même à quoi cela correspond "mécaniquement" sur la machine...
Si tu peut encore m'aider, si cela ne t'embête pas, merci!
A+
Pierre-Gilles

[tanjph]

Hello,

tes questions relèvent à présent plus de la mécanique qu'autre chose donc malheureusement, je ne peux pas y répondre avec précision, je ne suis pas mécanicien Je pense que tu peux trouver ce genre d'info sur le net, sur wikipedia, etc. Tu peux regarder comment est conçu un turbopropulseur.
D'ailleurs à ce sujet tu fais erreur car un turboprop possède bien un embrayage (que l'on appelle "reduction gear" en anglais) qui se trouve entre la turbine et le propulseur.

Ce que j'appelle le "propeller pitch" c'est l'angle de calage des pales. Ex :
* feather ou mise en drapeau, ton angle de pale est quasi parallele au flux d'air. en général 10 degrés. Tu mets tes hélices en drapeau parce que tu veux diminuer la traînée aérodynamique. Indispensable quand tu as une panne moteur.
* en croisiere, 45 degrés pour plus d'efficacité
* en montée en général 90% pour plus de puissance

[maple-leaf]

Hello et merci pour tes explications!
Oui je m'en rends compte, c'est plus de la partie "mécanique", mais bon, sans trop vouloir détailler les choses, j'aime quand même savoir ce qu'il y à derrières les commandes... Et sur les TP, c'est bien moins facile et clair que sur les pistons ou réacteurs classiques.
Donc j'apprends quelques choses, il y a une sorte d'embrayage... Voilà une chose qui me fait déjà comprendre pas mal de choses en ce qui concerne le fonctionnement. Merci donc. Je pensais qu'entre la turbine et l'hélice, c'était juste un réducteur pour réduire la vitesse de rotation, mais sans pouvoir débrayer entre les deux. Donc, j'imagine, que lorsque on pousse les manettes Power levers, c'est ce système qui permet d'augmenter la vitesse de la turbine (et donc les compressions)
Pour les documents, en effet, je cherches depuis déjà pas mal de temps, mais ce que l'on trouve c'est surtout des choses sur les moteurs à piston, ou les turbines de jet pur, et autres réacteurs de boeing. En général, les chapitres qui traitent les TP sont très courts et très peu détaillés sur le sujet. Sur wiki.fr, c'est pareil, wiki.us, il y en a un peu plus mais aucune chose technique. C'est pour ça que je me suis permit de te poser des question sur le sujet. Sur la partie turbine, je comprends, c'est après que je manque un peu d'infos.
Bref, en tout cas, un grand merci pour tous ces détails, j'ai apprit pas mal de choses.
A+ et bon vol!
Pierre-gilles

[flyer8600]

Salut,
Je vois que j'ai raté pas mal de trucs... je pense que j'ai écrit sans trop réfléchir quand je parlais de "mixture" : je me doute bien qu'il n'y a pas de carburateur sur un turboprop, mais c'est bien une fonction analogue à la mixture que cette manette remplit non? Je veux dire, c'est bien la gestion de la quantité de carburant qui arrive dans le turboprop qui est prise en charge par ces manettes (un peu comme la quantité de carburant qui arrive dans le carburateur pour les moteurs à pistons, même si ce n'est pas tout à fait pareil, ça reste comparable)? En tous cas merci à tanjph pour ce cours que tu nous a donné, ça fait toujours plaisir d'avoir une discussion avec un professionnel . Et merci à maple-leaf sans qui la discussion n'aurait jamais eu lieu .
A bientôt,
Flyer8600