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APU SOVIETIQUE TS21

J'ai récupéré il y a quelques années une APU ( Auxiliary Power Unit ) soviétique TS21
C'est le "démarreur" du réacteur principal monté sur les MIG 23
Elle est composée d'un petit réacteur utilisé en générateur de gaz , suivie par une turbine libre qui entraîne un réducteur couplé au réacteur de l'avion
Il y a donc deux parties , le réacteur et le générateur de mouvement
Il y a aussi une troisième partie importante , le "FCU" ( Fuel Contrôl Unit ) qui gère le débit de kérosène et d'huile

J'envisageais d'utiliser la partie réacteur pour propulser un petit kart

Malheureusement ce petit réacteur a fait l'objet d'une tentative de démarrage par une personne incompétente qui a mal effectué les branchements d'huile et de kérosène ce qui a entraîné une explosion interne qui a endommagé les aubes de la turbine du réacteur  ( inflammation de l'huile dans la chambre de combustion )
Le FCU a été aussi endommagé par le montage de raccords non adaptés

Chez moi , je branchais une paire de batteries ( il faut 24 volts ) pour tenter de le faire tourner , sans le démarrer , juste pour voir
Dès ma première tentative lorsque la vitesse de rotation est devenue suffisante pour que le compresseur commence à monter en pression , de l'huile s'est mise à pisser par l'échappement

L'explication de l'explosion lors de la tentative de démarrage par le précédent proprio est dû à un mauvais montage du circuit d'huile
Il y a dans la partie basse du corps un ajutage qui sert à l'évacuation de l'huile ou du kéro imbrûlé qui peut s'accumuler dans le réacteur
Cet ajutage doit être relié à l'air libre en bout de tuyère d'échappement
D'autre part en étudiant les plans de l'avion j'ai vu aussi que le réservoir d'huile doit rester à la pression atmosphérique
Hors la personne qui a fait le montage avant moi a relié tout les tubes du circuit d'huile y compris la sortie à l'air libre au réservoir d'huile
Et le réservoir d'huile avait un bouchon étanche
Résultat , dès que le compresseur commence à pousser tout le circuit de retour d'huile monte en pression , les pompes en bout d'arbre ne font plus leur effet et l'huile commence à fuir vers dans la chambre de combustion
D'où l'explosion quelques secondes après le démarrage
Et aussi l'huile qui sort par l'échappement

J'avais commencé à le démonter car je ne pensais pas pouvoir le remettre en état
De plus certaine pièces avaient été démontées et mal remontées ( joints manquants , vis foirées )
J'ai donc tout arrêté et rangé dans un coin du garage

Puis vient la longue recherche de documentation
J'ai finalement pu me procurer pas mal de documents (même une partie des plans du MIG ) mais tout en allemand ou en russe
Je ne parle pas un mot d'allemand , mais par contre je me débrouille un peu en russe
J'ai donc entrepris de traduire les notes et surtout les éclatés avec les listes de pièces , ce qui me sera très utile par la suite pour le remontage ou les pièces manquantes

J'ai donc lu les quelques centaines de pages que j'ai en russe et en allemand et j'ai trouvé que d'une part la pompe fournissait un débit de 120 litres/heure donc un débit de 2 litres/minutes et d'autre part que la consommation pour une séquence de démarrage est de 1,2 Kg de carburant ( ~ 1,5 litre )
Hors une séquence de démarrage dure justement une minute maxi donc j'en déduis que la consommation est de 1,5 à 2 litres/minute maxi

Ensuite , puisque j'en suis aux traductions des spécifs techniques de ce réacteur , j'ai trouvé tout les régimes de fonctionnement
Le régime maxi de rotation est de ………… 50500 tours/minute !!!!
Son régime de fonctionnement normal est de 45000 à 46500 tours/minute

La température maxi des gaz en sortie de tuyère : 1000° , pendant deux secondes seulement
Température normale de fonctionnement : 760°
Il faut impérativement que je me procure un thermocouple « EGT » ( Exaust Gas Température ) avec son indicateur , l'emplacement est prévu sur la tuyère et c'est indispensable pendant les essais

Cette rubrique ne traitera donc pas du démontage mais seulement du remontage et de la remise en état des divers éléments ainsi que de la remise en route
J'ai fait un dessin très simple qui servira de référence par la suite car très proche du réacteur que je remet en état


En partant de la droite il y a l'entré d'air , généralement à l'avant du mobile en mouvement de façon à augmenter la pression à l'entrée du compresseur avec la vitesse ( bien que sur un supersonique ce ne soit pas forcément un avantage )
Juste derrière l'entrée d'air il y a la roue du compresseur
En bleu , c'est le trajet de l'air frais
Sur ce réacteur c'est un compresseur centrifuge comme sur les turbos de voiture ( donc à un seul étage )
Les réacteurs puissants disposent de compresseur axial à plusieurs étages
Pour le démarrage , on entraîne l'arbre par un moyen quelconque de façon à faire tourner le compresseur
Le compresseur en tournant va envoyer de l'air sous pression vers les chambres de combustion ou il va pénétrer par les nombreux trous situés sur le pourtour
Cet air frais en circulant aussi entre les chambres de combustions et la paroi extérieure du réacteur va contribuer a refroidir celle-ci
En haut de chaque chambre de combustion se trouve un injecteur qui pulvérise à haute pression le kérosène
Il y a bien sur un injecteur par chambre ( 4 chambres sur le TS21 )
Le kérosène est enflammée au démarrage par une bougie , un peu comme sur une voiture
Une fois le réacteur "allumé" on coupe l'allumage car la combustion est permanente
Les gaz de combustion ( en jaune sur le dessin ) sortent à grande vitesse des chambres de combustion par la gauche
La contre-pression en amont dû au compresseur empêche les flammes de remonter vers celui-ci
Les gaz de combustion traverse ensuite le stator donc le but est de leur donner une direction précise par rapport au lames de la turbine
Puis ces gaz traversent la turbine en lui cédant une partie de son énergie pour la faire tourner
Et enfin les gaz brûlés sortent à grande vitesse de la tuyère d'échappement à l'extrême gauche du dessin en produisant la "poussée" par réaction
La turbine est relié par un arbre au compresseur et c'est donc elle qui l'entraîne une fois le réacteur démarré

Il y a bien sur de nombreux systèmes annexes comme la gestion du débit de kérosène , le démarreur , le circuit d'allumage , le circuit d'injection , le circuit de graissage
PARTIE REACTEUR
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