Rolls-Royce Kestrel

Caractéristiques
Kestrel
Rolls-Royce Kestrel XVI au Royal Air Force Museum de Cosford

Constructeur	Rolls-Royce
Premier vol	fin 1926
Utilisation	Hawker Hart Miles Master
Type	moteur à explosion V12
Longueur	1 895 mm
Masse	434 kg
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Le Kestrel ou type F est un moteur d'avions de l'entre-deux-guerres, conçu et fabriqué par la firme britannique Rolls-Royce. Il s'agit du premier moteur à bancs de cylindres monobloc du motoriste, et il préfigure le style de la plupart de ses futurs modèles de moteurs à pistons^[1]. Il demeure quelque peu méconnu, mais il eut d'excellents états de service sur un certain nombre de chasseurs britanniques de l'époque.

Ironie du sort, le Kestrel équipa les prototypes de certains avions militaires allemands, dont les versions postérieures ont ensuite été utilisées pendant la bataille d'Angleterre. Plusieurs moteurs Kestrel restent en état de marche en 2010.

Conception et développement[modifier | modifier le code]

Origine[modifier | modifier le code]

Le Kestrel arriva à la suite de l'excellent Curtiss D-12, très inspiré des Hispano-Suiza V8, et qui furent les premières véritables réussites de moteurs à bancs de cylindres monobloc. Les conceptions antérieures utilisaient des cylindres en acier usinés individuellement puis vissés séparément sur un carter, alors que les bancs monoblocs utilisent un seul bloc d'aluminium qui est usiné pour recevoir les cylindres d'acier. Le résultat est à la fois plus simple à construire, plus léger et beaucoup plus résistant, ne nécessitant qu'un investissement en nouveau matériel d'usinage^[2].

Le D-12 a été l'un des moteurs les plus puissants de son époque, et il n'a cessé de battre les records établis par les moteurs de forte puissance contemporains. Aucune société britannique ne pouvait rivaliser, et quand Fairey en importa 50 (les renommant Fairey-Felix), le ministère de l'Air en eut assez et ordonna à Napier & Son et Rolls-Royce de commencer à travailler sur leurs propres moteurs à bancs monobloc.

Arthur Rowledge (en), l'un des ingénieurs en chef de Napier et le concepteur du moteur Napier Lion, en désaccord avec sa direction, démissionna pour entrer chez Rolls^[3]. Ce seul changement diminua l'effort de conception chez Napier, alors que Rolls trouvait un second souffle. Appliquant tous les progrès connus depuis les débuts du D-12, Rowledge conçut le nouveau moteur pour utiliser la suralimentation à toutes les altitudes, lui permettant de surclasser les moteurs à aspiration naturelle.

Système de refroidissement[modifier | modifier le code]

Une avancée majeure dans le Kestrel est l'utilisation d'un système de refroidissement pressurisé. L'eau sans aditif (glycol ou similaire) bout à 100 °C à pression atmosphérique normale, mais cette température diminue avec l'altitude. La quantité de chaleur extraite du moteur est fonction de la température du liquide de refroidissement et de son volume. Or, comme le liquide de refroidissement doit être maintenu en dessous de son point d'ébullition, une quantité croissante de liquide doit donc être utilisée, avec un radiateur plus important pour le refroidir. La solution a donc consisté à pressuriser le système de refroidissement complet, ayant pour effet non seulement d'empêcher la diminution des performances du refroidissement avec l'altitude, mais aussi d'élever le point d'ébullition au sol. Le Kestrel a ainsi été construit pour maintenir une pression suffisante pour conserver le point d'ébullition à 150 °C^[4].

Améliorations[modifier | modifier le code]

Installation carénée du Kestrel sur le Hawker Hind

La première version du moteur fut produite en 1927, avec une puissance de 450 ch (340 kW), et a été rapidement améliorée à sa version IB, passant à 525 ch (390 kW). Cette version a été largement utilisée sur la série des Hawker Hart, pilier des forces aériennes britanniques au début des années 1930. Toutefois, il ne fallut pas longtemps pour que des améliorations en augmentent considérablement la puissance. Le modèle V offrait 695 ch (520 kW) à 3 000 tr/min sans changement important dans la conception, tandis que le XVI utilisé dans le Miles Master délivrait 670 ch (500 kW).

Le Ministère de l'Air du Reich (RLM) acquit quatre moteurs Kestrel VI en échange d'une version banc d'essai du Heinkel He 70 Blitz^{[n 1]}. En 1935, Messerschmitt testa son premier prototype du Bf 109 V1 avec un de ces moteurs Kestrel, car le moteur prévu, de conception allemande, n'était pas encore prêt^[5]. Junkers utilisa également un Kestrel pour le prototype du Junkers Ju 87 "Stuka"^[6]. D'autres prototypes les utilisèrent, dont le Arado Ar 80^[7].

La plus grande disponibilité de carburant pour avion à indice d'octane plus élevé vers la fin des années 1930 a permis au moteur d'être porté à des puissances plus élevées sans avoir à subir de détonation, et le Kestrel a finalement atteint une puissance de 720 ch (537 kW) dans sa version XXX de 1940^[8].

Les évolutions du Kestrel furent le Goshawk (qui n'était qu'un Kestrel IV spécialement équipé pour être refroidi par évaporation), et le Peregrine (et donc le Vulture). Dans la pratique, les développements du Peregrine et du Vulture furent perturbés et ils furent tous deux abandonnés, avec relativement peu d'unités construites.

Versions[modifier | modifier le code]

Le Kestrel fut produit en 40 versions distinctes qui peuvent être divisées en trois groupes principaux: à aspiration naturelle, moyennement suralimentés et entièrement suralimentés. Une variante, le Kestrel VIII, fut configuré en "moteur à hélice propulsive" pour l'hydravion Short Singapore. En dehors de la suralimentation, les différentes évolutions furent basées sur la modification du taux de compression et du rapport du réducteur d'hélice^[9].

Applications[modifier | modifier le code]

Note:^{[n 2]}

Aviation

Autres applications

Speed of the Wind (en)

Survivants[modifier | modifier le code]

Un Hawker Hind est détenu et exploité par la Collection Shuttleworth et vole régulièrement durant les mois d'été. Un Hawker Demon privé, entreposé avec la collection Shuttleworth, est le dernier en état de marche. Ces deux appareils sont équipés d'un moteur Rolls-Royce Kestrel V^[13].

Moteurs en exposition[modifier | modifier le code]

Des Rolls-Royce Kestrel préservés, sont présentés au public dans les musées suivants:

Caractéristiques[modifier | modifier le code]

Source^[14] :

Caractéristiques générales (Kestrel V)

Type : Moteur à refroidissement liquide, V12 à 60°, suralimenté
Alésage : 127 mm (5 in)
Course : 139,7 mm (5,5 in)
Cylindrée : 21,24 litres
Longueur : 1 895 mm
Largeur : 620 mm
Hauteur : 905 mm
Masse à sec : 434 kg

Composants

Distribution : deux soupapes d'admission et deux soupapes d'échappement par cylindre, soupapes parallèles actionnées directement par un arbre à cames en tête unique dans chaque banc de cylindre, via quatre basculeurs à axe déporté.
Culasses : non détachables, intégrées au bloc-cylindres. Les chambres de combustion sont à fond plat, "en galette" (pancake head).
Taux de compression : 6,0:1
Bloc-cylindres : monobloc, en aluminium coulé et émaillé. Les chemises d'acier sont du type "à chemise humide", l'étanchéité est assurée par pincement de collerettes en parties haute et basse.
Compresseur : centrifuge à un seul étage, entrainement mécanique par pignons, une seule vitesse.
Système d'alimentation en carburant : Un carburateur Rolls-Royce aspiré.
Carburant : essence d'indice d'octane 87.
Système de refroidissement : par liquide, sous pression (150 °C).
Réducteur : à pignons droits, rapport 0,533:1

Performances

Puissance développée :
- 685 bhp (511 kW) au décollage à 2 240 tr/min
- 631 bhp (471 kW) à 2 900 tr/min à 4 400 m d'altitude
Puissance spécifique : 24,08 kW/l (30 bhp/l)
Consommation spécifique : 328 g/kWh
Consommation d'huile : 11 g/kWh
Puissance massique : 1,18 kW/kg

Notes et références[modifier | modifier le code]

Notes[modifier | modifier le code]

↑ Cet appareil servit d'appareil expérimental pour tester le Rolls-Royce PV-12, qui deviendra plus tard le Rolls-Royce Merlin
↑ Liste de Lumsden, le Kestrel pouvant ne pas être le moteur principal de ces avions.

Références[modifier | modifier le code]

↑ Lumsden 2003, p. 190.
↑ Rubbra 1990, p. 19.
↑ Lumsden 2003, p. 164.
↑ Rubbra 1990, p. 43.
↑ (en) Bryan R. Swopes, « 28 May 1935 », sur thisdayinaviation.com, 28 mai 2016 (consulté le 29 mai 2016).
↑ (en) Mike Guardia, Junkers Ju 87 Stuka, Osprey Publishing, 2014, 65 p. (ISBN 978-1-4728-0119-7), p. 7.
↑ (en) « Arado Ar 80 », sur Luftwaffe resource center (consulté le 29 août 2016).
↑ Lumsden 2003, p. 196.
↑ Lumsden 2003, p. 190-197.
↑ Taylor 1974, p. 232.
↑ James 1971, p. 203.
↑ Grey et Jane 1972, p. 96c.
↑ (en) « Hawker Demon at Shuttleworth », sur warbirdsonline.com (consulté le 11 décembre 2015).
↑ Tsygulev, Aviacionnye motory voennykh vozdushnykh sil inostrannykh gosudarstv (russe : Авиационные моторы военных воздушных сил иностранных государств), Moscou, Gosudarstvennoe voennoe izdatelstvo Narkomata Oborony Soyuza SSR,‎ 1939 (lire en ligne)

Sources[modifier | modifier le code]

(en) Cet article est partiellement ou en totalité issu de l’article de Wikipédia en anglais intitulé « Rolls-Royce Kestrel » (voir la liste des auteurs).
(en) Helmut Erfurth, Junkers Ju 87, 5, Hinckley, Midland, coll. « Black Cross » (n^o 5), 2004, 79 p., poche (ISBN 978-1-85780-186-6, OCLC 64300639)
(en) Charles G. Grey et Frederick Thomas Jane, Jane's All the World's Aircraft 1938, Londres, David and Charles Reprtints, 1972 (1^re éd. 1938), 719 p. (ISBN 978-0-7153-5734-7, OCLC 442160780)
(en) Alec Lumsden, British piston aero-engines and their aircraft, Shrewsbury, Airlife, 1994, 322 p. (ISBN 978-1-85310-294-3, OCLC 30860563)
(en) Alec Lumsden, British Piston Engines and their Aircraft., Wiltshire, Airlife, 2003, 322 p. (ISBN 1-85310-294-6)
(en) A.A. Rubbra, Rolls-Royce Piston Aero Engines : A Designer Remembers, Rolls-Royce Heritage Trust, coll. « Historical Series » (n^o 16), 1990, 156 p. (ISBN 978-1-872922-00-3, OCLC 24378398)
(en) H. A. Taylor, Fairey aircraft since 1915, Londres, Putnam, 1974, 450 p. (ISBN 978-0-370-00065-7, OCLC 916022, présentation en ligne)
(en) Derek N. James, Gloster aircraft since 1917, Londres, Putnam, 1971, 446 p. (ISBN 978-0-370-00084-8, OCLC 1046270)

Liens externes[modifier | modifier le code]

[5] Cet appareil servit d'appareil expérimental pour tester le Rolls-Royce PV-12, qui deviendra plus tard le Rolls-Royce Merlin

[11] Liste de Lumsden, le Kestrel pouvant ne pas être le moteur principal de ces avions.

[1] Lumsden 2003, p. 190.

[2] Rubbra 1990, p. 19.

[3] Lumsden 2003, p. 164.

[4] Rubbra 1990, p. 43.

[6] (en) Bryan R. Swopes, « 28 May 1935 », sur thisdayinaviation.com, 28 mai 2016 (consulté le 29 mai 2016).

[7] (en) Mike Guardia, Junkers Ju 87 Stuka, Osprey Publishing, 2014, 65 p. (ISBN 978-1-4728-0119-7), p. 7.

[8] (en) « Arado Ar 80 », sur Luftwaffe resource center (consulté le 29 août 2016).

[9] Lumsden 2003, p. 196.

[10] Lumsden 2003, p. 190-197.

[12] Taylor 1974, p. 232.

[13] James 1971, p. 203.

[14] Grey et Jane 1972, p. 96c.

[15] (en) « Hawker Demon at Shuttleworth », sur warbirdsonline.com (consulté le 11 décembre 2015).

[tsygulev-16] Tsygulev, Aviacionnye motory voennykh vozdushnykh sil inostrannykh gosudarstv (russe : Авиационные моторы военных воздушных сил иностранных государств), Moscou, Gosudarstvennoe voennoe izdatelstvo Narkomata Oborony Soyuza SSR,‎ 1939 (lire en ligne)

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