Développé et produit par Safran Aircraft Engines (Ex SNECMA), le M-88 équipe le Rafale depuis qu’il a remplacé le General Electric F-404 du démonstrateur Rafale A en 1989. Son premier vol sur Rafale A remonte au 27 février 1990 (461e vol du démonstrateur).

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.

Dépose d’un réacteur M-88 – © Armée de l’Air
Pleine Charge Post Combustion (PCPC) pour les réacteurs M-88 de ce Rafale M à Landivisiau en 2014 © Alain Ragu

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.

RIAT 2016 – RAFALE : Le réacteur M-88 © Alan Cordina
Données techniques :
  • 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 (son potentiel de croissance est de 20%)
  • Poussée sans PC (kN) : 50
  • Consommation : de 0.8 à 1.7 kg/daN.h, soit jusqu’à 212 kg/mn en pleine charge PC.
  • 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

Fiche technique M-88

Radioscopie du réacteur M-88
En haute altitude, le Rafale consomme moins à pleine PC que le Typhoon sans sa post combustion

Source.

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).

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 Safran, 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.

Le Rafale Solo Display au salon du Bourget 2017 – RAFALE : Le réacteur M-88 © Aimeric Duarte
Principaux sous-traitants du M-88
Volets chauds et volets froids du réacteur M-88 – © Philippe AMIEL

Mai 2012 : le M-88-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
Le Rafale Solo Display au salon du Bourget 2017 – © Aimeric Duarte
Le 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.

La société Microturbo assemble cet APU, le Rubis 3. D’une puissance de 6kVA, son débit d’air est de 0.9 kg/s.

Un mode mécanique ou pneumatique assurent le transfert de puissance pour le démarrage du moteur principal. 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

Safran Transmission Systems développe et produit cet ensemble complexe 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.

Un arbre d’entraînement capable de tourner à grande vitesse relie les deux boîtiers.

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

Rafale M – © Patrick Bertaux
Sunset … – © Justine Drogue
Rafale Solo Display 2017 – RAFALE : Le réacteur M-88 © Aimeric Duarte

Visite de l’ESTA 15/004 en 2017 – © Bruno Delacour

Rafale en maintenance à l’ESTA 15/004 « Haute Marne » – © Bruno Delacour
La masse du M-88 est inférieure à 900 kg, pour une poussée maximum de 7.5 tonnes © Bruno Delacour

 

 

Les volets froids du M-88 sont en fibres de carbone et matrice SiC (silicon carbide) © Bruno Delacour
Dépose des 2 M-88 sur un Rafale © Bruno Delacour
© Bruno Delacour
RAFALE : Le réacteur M-88 © Patrick Bertaux
Belgian Air Force Days 2016 : le Capitaine Martinez effectue une démonstration. A cette occasion, une post-combustion ne s’allume plus. Sans grandes conséquences sur la présentation, seul le départ en boucle lente après le passage basse vitesse fut impossible, obligeant le pilote à opter pour une barrique. Le problème fut rapidement résolu par les mécaniciens © Swiderek Maciejka

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