Turbopropulseur direct drive

  • Auteur de la discussion Aero66
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A

Aero66

Ouvrier
Bonjour à tous,

Commençant à avoir une petite expérience dans la construction des turbines format 107mm (FD3/64 et GR180), je me suis lancé dans la conception d'un turbo propulseur à prise de force directe sur l'arbre. L'idée étant d'arriver à un résultat similaire de la PHT3 de chez jet cat afin de motoriser un hélico.
Mon moteur est basé sur le format KJ66 avec un carter de 107mm. J'utilise un diffuseur et un compresseur KJ66, par contre le NGV est modifié à 70mm et avec des angles de pales de 25 degrès. L'objectif visé est d'avoir un couple très important sur l'axe principal et une poussée très faible à plein régime.
La roue turbine a également un angle très fermé de seulement 22 degrès.
Enfin la chambre de combustion gardera la même conception que celle du GR180 mais en adaptant le diamètre des trous à l'entrée d'air KJ66 (soit 46mm contre 56mm sur le GR180).

On commence avec la pièce la plus horrible à construire, la roue turbine usinée et meulée dans un disque brut d'inconel 718. 23 pales à 22 degrès en essayant d'avoir la plus grande surface afin de casser la poussée mais d'augmenter le couple. Une bonne trentaine d'heures réparties sur toute la construction... c'est la pièce fil rouge, première commencée et dernière finie.
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Le NGV à 25 degrès en inox 316, vue sur la pièce centrale:
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Le diffuseur sur la fraiseuse numérique (j'ai investi dans une cnc pas trop onéreuse, une 3020, qui fait très bien le job si on est pas pressé), avant :
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Et après :
20231225_091924.jpg


20231225_093232.jpg


Le rond alu entre le compresseur et l'écrou de serrage sera remplacé par la suite par la poulie crantée pour la prise de force:
20231225_102052.jpg


Une vue du NGV terminé et monté:
20231225_102101.jpg


Entrée d'air et capot de fermeture du diffuseur, la fraiseuse numérique permet de faire une pièce très pratique pour les raccords festo et l'alimentation de la bougie kérostart:
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20240108_184601.jpg


Quelques photos en vrac de l'intérieur, avec le système de mise en pression de la chambre via trois ressorts, l'anneau de distribution de carburant, la fixation de la bougie... :
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Vue sur le tube laiton de lubrification des roulements:
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20240114_113637.jpg


Roue turbine terminée :
20240118_205242.jpg


Premier démarrage kerostart, quelques paramètres à affiner sur la phase de préchauffage qui s'éternise un peu dans la vidéo :

Le moteur a été poussé à 67 000 rpm et 350 degrés. Après démontage de contrôle tout est ok. Objectif 100 000rpm ce qui correspond au fonctionnement d'un PHT3 jet cat. Si la température reste en dessous de 400 degrés à ce régime je commencerai à travailler sur la prise de force et la démultiplication.
Le moteur s'auto entretien à 9 000 rpm, c'est hallucinant.
 
Dernière édition:
W

wika58

Compagnon
Se lancer dans de telles realisations en tant qu'amateur (avisé) me laisse sans voix mots...


Chapeau-bas :prayer:
 
W

wika58

Compagnon
Oui mais c'est ce qui rend la tienne tellement whouahhh...
 
J

James17

Compagnon
Très belle realisation !
La petite CN semble bien efficace !
Pour la turbine, ça ne pourrait pas se faire avec un diviseur (ou un 4ème axe) ?
 
A

Aero66

Ouvrier
Très belle realisation !
La petite CN semble bien efficace !
Pour la turbine, ça ne pourrait pas se faire avec un diviseur (ou un 4ème axe) ?
C'est une genmitsu 3020 V1. Oui elle fait bien le travail sur de l'aluminium dur, passe de 0.5mm et faible avance. Cela pend près de 10 heures à usiner mais le résultat est très propre pour les diffuseurs. En changeant la broche je pourrai diviser le temps de travail par 3. C'est une amélioration que je vais probablement réaliser sous peu.
Sur la carte de commande il y a une connexion prévu pour un 4ième axe rotatif, il faudrait que je m'y penche. Cela permettrait de faire le NGV qui est en inox. Pour la turbine ce serait le même principe mais je ne sais pas si la cnc arriverait à fraiser l'inconel qui correspond "au plus dur des inox".
La solution du diviseur est aussi une très bonne idée sans rien modifier à la cnc.
 
J

Joachim

Ouvrier
Félicitations! Je suis toujours impressionné de voir a quelle vitesse avec j-pax vous arrivez à fabriquer des moteurs! Pour le ngv, l'angle est le même que la kj66?
Sinon l'ecu, il gère comment la prise directe? Les tours minutes sont asservis? En cas de demande brutale de couple ça se comporte comment?
 
A

Aero66

Ouvrier
Félicitations! Je suis toujours impressionné de voir a quelle vitesse avec j-pax vous arrivez à fabriquer des moteurs! Pour le ngv, l'angle est le même que la kj66?
Sinon l'ecu, il gère comment la prise directe? Les tours minutes sont asservis? En cas de demande brutale de couple ça se comporte comment?
L'angle du NGV est réduit à 25 dégrés, c'est le même angle que la roue turbine en fait.
Sur un hélico c'est pas trop compliqué, la turbine est toujours au régime maximum. Soit entre 90 000 et 100 000 rpm pour cette taille de moteur. En cas de demande de couple, le régime de la turbine va légèrement baisser, l'ecu va compenser en augmentant le débit de carburant pour revenir aux rpm programmé. La théorie est belle, on verra en pratique.
La turbine a 100 000 rpm et le rotor dans les 900 rpm, il y a une démultiplication de plus de 100, soit une augmentation de 100 fois du couple entre la prise de force sur la turbine et le rotor principal.
Pour l'instant le moteur fonctionne jusqu'à 85 000 rpm avec moins de 400 degrès de température.
 
Y

yam0

Apprenti
Hello,

navré pour la question de béotien, mais quelle est la raison du choix de ce nombre de pales.... 23 ?
C'est ce à quoi tu arrives compte-tenu de leur angle et de ... ?

Bravo !
 
A

Aero66

Ouvrier
Hello,

navré pour la question de béotien, mais quelle est la raison du choix de ce nombre de pales.... 23 ?
C'est ce à quoi tu arrives compte-tenu de leur angle et de ... ?

Bravo !
Salut à toi,

Je me suis basé de ce qui se fait actuellement sur le marché des fabriquants de turbines professionnels pour le modelisme. Les roues turbines de 70mm ont 23 pales, je suis donc partie sur ce nombre.

Sur un autre moteur que j'ai conçu, j'ai expérimenté 2 roues turbines avec un nombre de pales différents. C'est une roue turbine de 64mm, j'ai testé 17 pales et 19 pales. Je n'ai vu aucune différence notable, mise à part que la 19 pales avaient moins de poussée que la 17 pales. En recoupant légèrement la largeur des pales de la 19 pales j'ai pu arriver a la même poussée finalement.

Tout est une question de compromis entre angle des pales, largeur des pales et surface libre permettant la sortie des gaz chauds.
 
J

Joachim

Ouvrier
Salut Aero,

Quel outil utilises tu sur la Dremel pour attaquer l'inconel? J'ai essayé les fraises lime sur de l'acier, j'ai trouvé ça super dangereux, ça fait des aiguilles métallique qui rentre dans la peau comme qui rigole, je te dis pas dans l’œil!
 
Dernière édition:
A

Aero66

Ouvrier
Salut Joachim,

J'utilise uniquement des disques à tronçonner/meuler. Masque et lunette de protection sont nécessaires. Cela se fait bien avec pas mal de patience. Le seul soucis de cette technique c'est pour travailler l'intrados de la pale, j'ai un rayon de courbure qui est limité avec le diamètre du rayon du disque à meuler.
Même si des pales ne sont pas tout à fait pareille, cela n'a aucune conséquence sur le fonctionnement du moteur.
Il faudrait que je me motive à faire une roue inconel perso pour le GR180 afin de pouvoir comparer les performances entre une roue maison et la roue moulée de chez jet max. (mais c'est pas demain que je vais m'y coller :wink: )
 
A

Aero66

Ouvrier
Tu ne les bouffe pas rapidement les disques ?
En fait j'utilise les gros disque des meuleuse d'angle (diamètre 130) dans lequel je découpe 4 ou 5 disques petit format pour la dremel. Le cout de revient est ridiculement faible et les disques sont vraiment costaud. Avec un disque je fais entre 5 et 6 pales. Ensuite je dois le changer car le diamètre devient trop faible pour atteindre le fond de la pale.
 
S

superjeanmi

Apprenti
Bonjour aero66,
Interressante cette idée d'utiliser un disque de 130 pour en faire des petits adaptable à la dremel.
Peux-tu nous en dire un peu plus et nous expliquer comment tu découpes ces disques et réaliser le trou central ?
Je te remercie par avance de ta réponse.
@+
Jean Michel
 
A

Aero66

Ouvrier
Bonjour aero66,
Interressante cette idée d'utiliser un disque de 130 pour en faire des petits adaptable à la dremel.
Peux-tu nous en dire un peu plus et nous expliquer comment tu découpes ces disques et réaliser le trou central ?
Je te remercie par avance de ta réponse.
@+
Jean Michel

Salut,

C'est très facile à réaliser. Je masque le disque de 130 mm avec du scotch papier, je trace au compas les petits cercles qui seront les futurs disques dremel en appuyant fortement pour marquer le trou central. Ensuite je découpe grossièrement au ciseau le disque, je peaufine au touret à meuler et je perce avec un foret de 1.5mm le centre.
Les disques neufs ne tournent pas forcément très rond lors de la première utilisation, mais le déséquilibre se corrige tout seul par usure en quelques minutes d'utilisation.
En espérant avoir été clair.
 
S

superjeanmi

Apprenti
Merci Aero66 pour ta réponse.
Je ne savais pas qu'on pouvait découper si facilement un disque.
Merci encore pour l'idée.
@+
Jean Michel
 
G

Gedeon Spilett

Compagnon
C'est des disques à tronçonner de 1mm ou de 0.8 mm d'épaisseur?
on peut les dresser sur une "pierre" d'affutage diamantée de GSB en qq secondes.
 
A

Aero66

Ouvrier
Salut à tous,

Une petite vidéo vite faite ce matin lors du premier test en charge avec une 22x8.
Je vous posterai des photos de la réduction par courroie et de l'embrayage plus tard.
La réduction est de 14.4 pour faire tourner l'hélice à 7000 rpm à 100 000 au réacteur. Pour l'hélico la réduction sera modifiée pour avoir un rapport de 27 sur l'embrayage et 108 sur le rotor principal.
60 000 testé sur la vidéo, il faut que j'aille poursuivre en extérieur pour ne pas mourir intoxiqué ou molesté par les voisins.
 
J

Joachim

Ouvrier
Excellent!
Question rendement, la consommation vs un moteur thermique, ça donne quoi?
 
A

Aero66

Ouvrier
Excellent!
Question rendement, la consommation vs un moteur thermique, ça donne quoi?
Je n'ai pas encore fait de mesure de consommation. Mais le réacteur en mode prise de force consomme beaucoup moins qu'un réacteur de poussée à régime égal.
 

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