LES RÉACTEURS M 53 ET M 88

 

Alain Habrard

Directeur de la Branche

moteurs militaires de Snecma

 

            Les moteurs militaires représentant près de 40 % du chiffre d’affaires de Snecma - dont 70 % pour l’exportation.

            Snecma a toujours réalisé totalement ses moteurs d’avion de combat. C’est sur cette compétence de maîtrise d’oeuvre de technologie de pointe soigneusement entretenue, avec l’aide des Services officiels, conscient de l’importance stratégique de la propulsion, que Snecma entend développer sa position dans le concert des grands motoristes mondiaux.

            40 armées de l’Air dans le monde entier utilisent nos moteurs et il existe une dizaine de centre de réparations de 4e niveau.

            Après les ATAR dont le succès et la réputation se prolongent toujours avec le 9K50 et qui ont marqué l’entrée de Snecma dans la réaction y compris des « premières » et des records en supersonique et en postcombustion, les M53 et M88 sont maintenant les deux fleurons de notre production militaire.

            Les deux moteurs ont des genèses et des caractéristiques très différentes.

 

 

M 53

 

            Si la famille des ATAR est associée aux premières générations d’avions à réaction français et notamment les Mirage III, IV, le M53 lui, est le moteur des Mirage 2000. Pourtant, à l’origine il n’était pas prévu pour de tels avions polyvalents ce qui explique comme nous allons le voir, sa formule originale et unique.

 

            A la fin des années 1960, un nouveau concept d’avion biréacteur se faisait jour avec l’idée d’avoir à intercepter les avions de transports supersoniques tels que le Concorde, le Tu 144 et les bombardiers de performances analogues (B1).

            Snecma commençait donc à étudier un nouveau moteur capable d’atteindre Mach 3 - 3,2, voir plus, en le combinant avec un statoréacteur.

            Un tel moteur devait nécessairement avoir un faible taux de compression (<10) pour éviter les températures de sortie du compresseur trop élevées.

            Ceci n’étant pas avantageux pour les régimes d’attente en bas subsonique et poussée partielle d’où l’idée d’incorporer un effet double flux limité qui apportait de plus le bénéfice d’air froid pour ventiler le canal PC.

            Avec un taux de compression de 10, point besoin d’un compresseur double corps pas plus que de calage variable : solution simple et économique. Ainsi est née la formule monocorps double flux du M53.

            Rapidement les exigences de Mach maxi sont redescendues mais la formule originale du M53 est restée attractive pour M = 2,2 - 2,5 par sa simplicité. La réduction du Mach a permis de passer à un moteur quasi tout titane et a supprimé bien entendu le système de refroidissement de l’air du refroidissement turbine.

            Le M53 était destiné à remplacer l’ATAR 9K50 dans les Mirage F1 monoréacteur du « Marché du siècle » puis, celui-ci ayant été gagné par le F16, le M53 a été finalement retenu pour motoriser les Mirage 2000 lancés en 1975.

            On notera qu’à l’origine le M53 était destiné à des biréacteurs. Le passage à l’application monoréacteur Mirage 2000 a conduit à deux études : une augmentation de poussée par changement du CoBP et l’introduction d’une régulation pleine autorité redondante en grande partie électronique analogique associée à des secours hydromécaniques. Cette régulation donne au pilote un moteur sans consigne limitative dans tout le domaine de vol : comme c’est la règle pour les moteurs Snecma.

            Les exigences de polyvalence du Mirage 2000 ont conduit aussi à une des caractéristiques les plus originales du M53 : le détendeur à section variable du flux secondaire, qui fait du M53 le premier moteur à cycle variable jamais mis en service.

            Ce dispositif permet, en effet, d’introduire une variabilité du taux de dilution. Fermé, il augmente la poussée spécifique du moteur au régime maximum, en particulier en supersonique. Ouvert, il favorise une optimisation de la Cs à régimes partiels de croisière basse altitude ou d’attente.

 

            Le M53-P2 équipe les Mirage 2000 de 6 armées de l’Air, 600 ont été livrés et 120 sont en commandes.

 

            Dans la guerre du Golfe ou en Bosnie, le M53 a démontré son excellente disponibilité. Chez tous les utilisateurs de Mirage 2000, il n’y a pratiquement jamais d’indisponibilité de l’avion pour cause moteur.

            Au-delà des améliorations continues, des développements de ce moteur sont en préparation en particulier pour accroître encore sa fiabilité, réduire la consommation, la SIR, le coût de maintenance et éventuellement dans certains cas, accroître la poussée. De nouvelles formules de service sont aussi proposées à nos clients.

 

 

Le M 88

 

            La genèse du M88 est très différente de celle du M53. Ce dernier lancé avant l’avion, comme il est d’usage pour le moteur, a dû s’adapter à 3 projets d’avions successifs. Le M88 a bénéficié lui d’un projet de système parfaitement structuré et continu dans son développement depuis les Recherches amont jusqu’à la mise en série. A ce titre, c’est un programme exemplaire.

            Alors que le M53 et Mirage 2000 était en développement, les services officiels français lançaient dès 1975 les études prospectives du futur avion de combat tactique ACF.

            Etaient aussi dégagées les caractéristiques optimales du futur moteur et les matériaux et technologies à développer pour disposer d’un matériel au top niveau pour l’entrée en service prévue dans le début des années 1990.

            En 1979 était lancé par exemple le développement de superalliages monocristallins et les procédés associés. Les développements exploratoires de composants tels que compresseurs avancés, turbines très refroidies, chambres à injection aérodynamique étaient aussi engagés.

            En 1982 était lancé le programme de démonstrateur.

 

            Après l’échec des discussions EFA en 1984-85, la France lançait seule le Rafale et le développement du M88 en tirant les leçons du démonstrateur.

            Il en a résulté un moteur entrant maintenant dans sa phase de production après un programme de développement exemplaire dans la tenue des délais, des performances et des coûts.

            Le moteur est, pensons-nous, au meilleur niveau international dans ses caractéristiques :

            - F/M 9 ;

            - TET max 1850 K ;

            - FADEC excellent ;

            - Superalliages de 3e génération pour aubes monocristallines ;

            - Superalliages pour disque très tolérant aux dommages (métallurgie des poudres) ;

            - Barrières thermiques, etc. ;

            - Conception aérodynamique 3D.

 

            Le M88 est conçu pour générer une famille très large de dérivés pour avion de combat : avec le même corps HP, il peut conduire à des dérivés à 9 T pratiquement dans le même encombrement et jusqu’à 12 T avec un système BP plus conséquent.

            Des composants de technologies avancées sont d’ores et déjà en essai pour préparer ces futures versions, dont l’une est proposée pour remotoriser le Gripen suédois en concurrence avec l’EJ 200 et le F414.

            Le développement de la famille de moteurs M88 offre ainsi de multiples possibilités de coopération.

            Le corps HP de ce moteur est par exemple bien adapté à des dérivés turboprop de forte puissance (10 000 cv) que nous avons proposé avec MTU et Fiat pour l’avion de transport militaire futur.

 

            Nous sommes très fiers du M88-2 et nous espérons que la famille sera développée pour bénéficier au mieux de l’avance technologiques que nous possédons.

 

 

            Je vous remercie de votre attention.

 

 

 

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