Le F100-PW-200 - Systèmes - Régulation
La régulation carburant du F100-PW-200 est gérée par un régulateur de carburant combiné, commandant d'une part le système corps moteur et d'autre part le système de réchauffe, il est appelé UFC pour Unified Fuel Control. (Régulateur de carburant unifié)
Son principe de fonctionnement est hydromécanique, se servant de cames pour fournir les programmes, et d'un système servo hydraulique pour l'opération des cames ; le liquide hydraulique étant dans ce cas le carburant.
Le UFC incorpore les différents organes capables de contrôler les éléments suivants :
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La valve de dosage de débit de combustible du corps moteur ou Metering Valve
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La valve de décharge du compresseur ou Start Bleed Valve (*)
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Les aubes guides variables du compresseur haute pression ou RCVV's (Rear Compressor Variable Vanes) (*)
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Les deux systèmes d'allumage. (Main & Augmentor)
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Le débit de carburant de post-combustion, ainsi que la séquence de remplissage des 5 segments qui l'alimentent.
(*) La valve de décharge du compresseur haute pression ainsi que ses aubes guides d'entrées variables, (RCVV's) sont deux éléments qui permettent d'adapter le fonctionnement du compresseur suivant sont régime, afin qu'il développe le meilleur taux de compression possible tout en évitant les zones de pompage (Stall). Leur position est directement liée à la vitesse de rotation du compresseur N2 ainsi qu'à la température de l'air qui y pénètre Tt2.5.
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La valve de décharge du compresseur est ouverte au démarrage, afin de faciliter la prise de régime, et se ferme dès que le niveau de ralenti est atteint. (Tel un décompresseur sur certaines motos monocylindriques)
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Les RCVV quant à eux se comportent comme les dispositifs extra-sustentateurs d'une aile (Flaps) ; ils sont cambrés à bas régime, et en position axiale à haut régime.
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La Metering Valve dose le carburant du Core moteur en fonction de 5 paramètres de base :
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PLA : (Power Lever Angle) ou position équivalente du Throttle (Manette des gaz).
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PLAP : (Power Lever Angle Prime) ou position de l'axe secondaire dont la vitesse de rotation est indépendante de la vitesse avec laquelle est déplacé l'axe primaire. (En cas d'accélération brutale de idle vers max, le PLAP initie l'accélération du moteur selon un taux évitant tout risque de décrochage.
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N2 : (Vitesse de rotation du Compresseur haute pression)
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Tt2.5 : Température de l'air pénétrant dans le Compresseur haute pression)
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Pb : (Burner pressure) Pression de l'air pénétrant dans la chambre ce combustion.
Ces paramètres sont transmis au UFC, qui les conditionnent ensuite afin de pouvoir les utiliser comme base de calcul afin de délivrer le dosage de carburant idéal à chaque régime moteur.
Le fonctionnement du UFC est supervisé par un contrôleur électronique appelé EEC. (Engine Electronic Control)
Le EEC est un calculateur électronique contenant des programmes d'opération. Durant le fonctionnement à partir de Military Power (Puissance maximale sans Post-Combustion) et aux puissances supérieures, le EEC supervise et ajuste le fonctionnement du UFC afin d'optimiser les performances du moteur tout en restant dans les limites permises par la sécurité.
A partir de Military, il ajuste et cale la vitesse de rotation du Fan (N1) afin de fournir à la réchauffe un débit d'air constant nécessaire à la bonne stabilité de la flamme. L'ajustement de la vitesse du Fan se fait dans ce cas en modulant l'ouverture de la tuyère.
A partir de Mil Power également, et selon la température extérieure, le EEC va augmenter la puissance du moteur jusqu'à limitation soit en régime, (N2 limited) ou en température (FTIT limited).
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Lors du fonctionnement à température extérieure élevée, le moteur est limité par sa température de turbine FTIT (Fan Turbin Inlet Temperature). Le EEC limite donc dans ces circonstances la puissance du moteur en fonction de FTIT.
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Lors du fonctionnement à basses températures extérieures, la température de turbine FTIT cesse d'être un facteur à contrôler, le EEC limite dès lors la puissance suivant le régime moteur N2.
En résumé, le couple UFC / EEC a donc pour mission de d'optimiser le fonctionnement du moteur afin qu'il développe les meilleures performances possibles en termes de poussée.
La poussée du moteur F100-PW-200 est un élément essentiel qui va faire du F-16 un des meilleures avions de sa génération avec le F-15 (équippé de 2 moteurs F100-PW-100), car possédant tous deux un rapport "Poussée/Poids" supérieur à 1. Le F-16 affiche en effet à cette époque une poussée de 23.930 livres pour un poids total approximatif de 22500 livres, en ordre de combat. (*)
(*) Configuration interception 1Wing : Quatres missiles AIM-9 "Sidewinder" & Canon M61A1 "Vulcan" chargé à 511 coups.
L'étude détaillée du système de régulation en carburant ainsi que de ses accessoires (pompes - régulations - injection - etc.) va nous prendre deux semaines complètes dont une utilisée exclusivement à la compréhension du Unified Fuel Control (UFC), que nous allons étudier came par came.
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La photo MTU8002-01 ci-dessous représente le schéma de fonctionnement de ce Fuel Control (FJ-A3). Cliquez ici (Hires) pour une image Haute-résolution.
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Photo MTU8002-02 : Le UFC et le EEC sur le F100, avec quelques éléments distinctifs.
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A suivre...
La suite : 1Wing - 1940-1946