Dans l'histoire des moteurs rotatifs, les sophismes ont longtemps occulté les faits.

Comme lors des conflits ultérieurs, la technologie des avions a progressé à un rythme rapide pendant la Première Guerre mondiale. En 1914, la vitesse des avions de série plafonnait à environ 80 mph, et la plupart des pilotes dépendaient encore de l'enroulement des ailes pour changer de direction. À la fin de la guerre, la vitesse maximale atteignait 150 mph, et de nombreux avions étaient dotés de technologies considérées comme standard aujourd'hui. Cependant, les années de guerre ont également vu l'avènement de conceptions et de technologiesqui, à l'instar de la voilure, étaient des impasses évolutives, au premier rang desquelles figurait le moteur rotatif.

Contrairement aux moteurs d'avion stationnaires, dans lesquels un vilebrequin tournant entraîne l'hélice, dans les moteurs rotatifs, l'ensemble du moteur tourne autour d'un vilebrequin stationnaire. L'hélice est boulonnée directement au moteur et tourne avec lui. La principale raison de la configuration rotative était d'assurer un refroidissement adéquat. Étant donné que les culasses sont perpendiculaires à l'écoulement et tourbillonnent dans l'air, le moteurLe refroidissement des moteurs était un défi au cours de la première décennie du 20e siècle, même avec les moteurs refroidis à l'eau, et les rotors représentaient une solution viable à ce problème.

Il n'en reste pas moins que les moteurs rotatifs ont cessé d'être utilisés presque immédiatement après la guerre. Les histoires populaires donnent des raisons souvent répétées mais incorrectes pour expliquer leur déclin rapide : il s'agissait de moteurs à deux temps qui mélangeaient l'huile et le carburant, qui n'avaient pas d'accélérateur et qui étaient difficiles à piloter en raison de la force gyroscopique du moteur en rotation. Au mieux, il n'y a qu'un noyau de vérité dans ces idées fausses,et aucune n'explique pourquoi les rotors ont fini par devenir une technologie sans avenir malgré leur utilisation très répandue.

Les moteurs rotatifs ont été pendant un certain temps les meilleurs et les plus répandus des moteurs d'avions. Selon certaines estimations, ils ont propulsé jusqu'à 80 % des avions de la Première Guerre mondiale. La moitié des avions des dix premiers as étaient équipés de moteurs rotatifs. La majorité des avions Sopwith et Nieuport en étaient équipés. Les constructeurs d'avions allemands avaient tendance à préférer les moteurs en ligne refroidis par eau, mais plusieurs modèles importants de Fokker et d'autres constructeurs ont monté des moteurs rotatifs sur les avions de la Première Guerre mondiale.Le plus célèbre des avions à moteur rotatif est sans doute le triplan rouge Fokker Dr.I de Manfred von Richthofen, qu'il pilotait le jour de sa mort. Bien entendu, les moteurs rotatifs ont également propulsé de nombreux avions moins connus, tels que les avions de reconnaissance bimoteurs Caudron G.3 et G.4.

L'une des principales raisons de leur popularité est que les moteurs rotatifs ont un très bon rapport puissance/poids (souvent appelé rapport poids/puissance) par rapport aux moteurs refroidis par eau. Le moteur Liberty V-12 pesait 845 livres sans huile ni liquide de refroidissement et produisait 449 ch, soit un rapport poids/puissance de 1,9 livre par cheval-vapeur. Avec de l'huile et du liquide de refroidissement, le rapport poids/puissance grimpait à 2,6 livresUn autre moteur commun refroidi par eau, le HispanoSuiza 8b utilisé dans les chasseurs Spad XIII, pesait 520 livres à sec et avait un rapport poids/puissance de 2,6. En revanche, le Gnome Monosoupape 9 Type N rotatif de 330 livres et 160 ch avait un rapport d'un peu plus de 2 livres par ch.

Le poids plus faible du moteur signifie que les avions à moteur rotatif ont tendance à être plus légers et plus maniables que les avions équipés de moteurs en ligne refroidis par eau. Eddie Rickenbacker, le meilleur pilote américain de la Première Guerre mondiale, a vécu au début de sa carrière une expérience qui illustre la maniabilité de son Nieuport 28 à moteur rotatif par rapport à un chasseur plus lourd. Il a raconté l'histoire dans Lutter contre la Cirque volant Nous avons tous deux continué à nous regarder droit devant pendant une vingtaine de secondes, jusqu'à ce que nous arrivions presque à distance de tir, lorsque j'ai découvert, à mon grand soulagement, qu'il portait la cocarde centrale bleue d'un Français et que sa machine était un Spad. Nous n'avions heureusement tiré aucun coup de feu. Soudain, j'ai vu le pilote français zoomer au-dessus de moi et tenter de me prendre en filature. Qu'il s'agisse d'une plaisanterie ou non, je n'ai pas puLe Nieuport peut surpasser un Spad et a une vitesse de montée un peu plus élevée ; l'étranger s'est donc vite rendu compte qu'il était à sa hauteur".

Le premier moteur rotatif produit en série, le Gnome Omega (7 cylindres, 50 chevaux), a été présenté au Salon de l'aéronautique de Paris en 1908. Il est le fruit du travail de trois frères français, Louis, Laurent et Augustin Seguin, dont l'objectif était de produire un moteur léger, fiable et relativement puissant spécialement pour les avions. Avant l'Omega, les moteurs d'avion étaient des adaptations de lourds moteurs d'automobiles refroidis à l'eau, ou de moteurs d'avions de ligne.L'aîné des frères Seguin, Louis, a créé le groupe de travail sur la sécurité et la santé au travail, qui a pour but d'améliorer la sécurité et la santé des travailleurs. Société des Moteurs Gnome Leur premier prototype était un radial à 5 cylindres, mais le second était un rotatif à 7 cylindres qui différait peu de la version de production finale.

Les frères Seguin n'ont pas inventé le moteur rotatif. Stephen Balzer, un immigrant hongrois, avait mis au point un moteur rotatif en 1894 pour les automobiles. La principale innovation des frères Seguin a été de créer un moteur rotatif léger grâce à un usinage minutieux. Chaque cylindre, avec toutes les ailettes de refroidissement, a été usiné à partir d'une billette solide, ce qui a permis d'obtenir des parois de cylindre solides mais minces. Leur deuxième grande réalisation a été la suivanteEntre 1908 et le début de la Première Guerre mondiale, Gnome en produit environ 4 000 et crée des filiales dans la plupart des pays industrialisés.

Trois entreprises ont produit la majorité des moteurs rotatifs utilisés pendant la Première Guerre mondiale : Gnome, Le Rhône et Clerget. Les moteurs britanniques Bentley étaient des modifications de Clergets fabriquées sous licence. Les moteurs allemands Oberursel, utilisés dans les avions Fokker tels que le Dr.I, étaient principalement des copies fabriquées sous licence de Le Rhônes, bien qu'Oberursel ait produit des variantes pendant les années de guerre. Entre 1908 et la fin de la Première Guerre mondiale, les moteurs rotatifs de Clerget ont été construits sous licence.Pendant la guerre, différentes entreprises ont créé une variété de configurations rotatives : des moteurs à 5, 7 et 11 cylindres, des moteurs à 18 cylindres à double rangée, et une rotative fabriquée par Siemens und Halske avec un engrenage d'hélice pour faire tourner l'hélice dans la direction opposée au moteur. La configuration la plus courante, cependant, était la rotative à 9 cylindres. Elles ont été produites par dizaines de milliers, contre, par exemple, seulement 1 200 des rotatives à 9 cylindres de Siemens und Halske.le moteur plus exotique de Siemens.

Quelle que soit leur configuration, toutes les rotatives sont des moteurs à quatre temps. On pense souvent à tort que les rotatives sont des moteurs à deux temps, comme les tronçonneuses d'aujourd'hui. Cette idée fausse est probablement due à une confusion sur le mode de lubrification. Quelle que soit la marque, les rotatives partagent un système d'huile à perte totale. L'air, le carburant et l'huile sont acheminés vers le moteur par l'intermédiaire d'un vilebrequin creux, ce qui crée le système de lubrification de la rotative.L'impression que l'huile se mélange à l'essence comme dans un deux-temps. En fait, l'huile et le carburant ne se mélangent pas. L'huile de ricin, souvent de la célèbre marque Castrol, était le lubrifiant préféré précisément parce que l'huile conservait ses qualités lubrifiantes même sous pression et à haute température. Elle ne s'enflammait pas avec le carburant lorsqu'il passait dans le carter, dans les cylindres et à l'échappement.

Les moteurs rotatifs ont un nombre impair de cylindres afin que l'allumage puisse être programmé pour allumer un cylindre sur deux, avec un ordre d'allumage du cylindre 1, puis 3-5-7-9-2-4-6-8. L'alternance de l'ordre d'allumage permet un fonctionnement en douceur. La plupart des moteurs radiaux ont un nombre impair de cylindres pour la même raison.

De nombreux ouvrages sur l'aviation de la Première Guerre mondiale affirment que les moteurs rotatifs n'avaient pas d'accélérateur et fonctionnaient toujours à plein régime. couper Fred Murrin, pilote actuel de répliques d'avions de guerre de la Première Guerre mondiale, qui pilote des avions rotatifs depuis 1993, a dissipé la confusion : "Tous les moteurs rotatifs avaient un moyen de contrôler [le régime du moteur], sauf le Gnome de 100 chevaux. Tous avaient des carburateurs, sauf les Gnomes de 100 et 160 chevaux".

En réalité, un seul rotatif, le Gnome de 100 chevaux, correspond à la description typique. Naturellement, il s'est avéré très impopulaire auprès des pilotes, puisqu'ils ne pouvaient pas ajuster la vitesse en augmentant ou en réduisant la puissance. L'as canadien Harold Hartney, commandant du 1st Pursuit Group, qui a piloté plusieurs avions propulsés par le Gnome de 100 chevaux, a déclaré dans ses mémoires Haut de la page et At 'Em qu'il s'agissait d'un moteur horrible.

Les constructeurs ont mis au point des moyens de réguler le régime du moteur en manipulant la relation entre le carburateur, le contrôle du mélange (ou le réglage fin, comme on l'appelait à l'époque) et parfois l'allumage. Les différents types de moteurs utilisaient des systèmes différents.

Les moteurs Le Rhône et Clerget (et par extension les centrales Oberursel et Bentley) possédaient deux soupapes par cylindre : une pour l'induction du mélange air-essence et une pour l'évacuation des gaz d'échappement après l'allumage du mélange. Tous deux possédaient des tuyaux d'admission allant du carter aux culasses. Le mélange air-essence était aspiré dans les tuyaux par la combinaison de la dépression dans les culasses et de la rotation de l'arbre à cames.Le Rhône avait un culbuteur qui actionnait les deux soupapes de chaque cylindre, lui-même actionné par une seule tige de poussoir reliée à des cames dans le carter. Le Clerget avait deux soupapes séparées et deux tiges de poussoir par cylindre. Tous deux étaient équipés de carburateurs simples, réglés par des papillons, qui modifiaient la quantité d'air entrant dans le mélange air/carburant. Plus d'air entrait dans le mélange air/carburant, plus la quantité d'air était importante.Le carburateur permet d'enflammer un plus grand volume de mélange air/carburant dans le cylindre et d'accélérer la course du piston, ce qui accroît le régime du moteur.

Les différences de densité de l'air en altitude et la nature simple des carburateurs nécessitaient également un moyen d'ajuster le carburant. Murrin explique : "Les moteurs rotatifs équipés de carburateurs, qui étaient de simples glissières avec de longues aiguilles de dosage, nécessitaient une vanne de contrôle du mélange fin en amont de la conduite de carburant. Le pilote devait donc mélanger lui-même le carburant et l'air, ce qui n'était pas très difficile. Cela se fait à peu près de la même manière que pour les carburateurs.La plage de régime d'un moteur rotatif allait d'environ 500-600 tr/min au ralenti à 1 200-1 300 tr/min à plein régime".

Les moteurs Gnomes n'avaient pas de carburateurs ni d'accélérateurs. Le seul contrôle direct que les pilotes avaient sur le mélange air/carburant était le levier de réglage fin du débit de carburant dans le cockpit. Les Gnomes étaient souvent appelés moteurs Monosoupape, ce qui signifie en français "à une seule soupape". La monosoupape permettait à la fois d'induire l'air pour le mélange air/carburant et d'évacuer les gaz d'échappement après l'allumage du mélange. Au lieu d'une soupape pour l'admission du carburant, la monosoupape permettait d'évacuer les gaz d'échappement.Les Gnomes de 100 et 160 ch avaient des orifices d'admission vers le bas des cylindres. Comme les centrales Gnome n'avaient pas de papillon ni de carburateur, les pilotes ne pouvaient faire varier le régime du moteur qu'en interrompant l'allumage. Le Gnome de 160 ch améliorait le simple interrupteur marche/arrêt de la version de 100 ch en fournissant un sélecteur de temps d'allumage variable.

Andrew King, pilote et passionné d'aviation de la Première Guerre mondiale qui a grandi près de l'aérodrome d'Old Rhinebeck, se souvient des bruits et des odeurs des moteurs Gnome comme de quelques-uns de ses premiers souvenirs. Après avoir piloté trois avions équipés de moteurs Gnome, il construit maintenant une réplique de Nieuport 28 pour abriter son propre Gnome. King explique le fonctionnement du sélecteur : "Le 160 était "étranglé" à l'aide d'un interrupteur d'allumage. Il y a cinqpositions sur le commutateur : 4-3-2-1-0 ; 4 est la pleine puissance et l'ordre d'allumage normal 1-3-5-7-9-2-4-6-8, et 0 est éteint. En position 3, une impulsion d'allumage sur deux est sautée, de sorte que l'ordre d'allumage est 1-5-9-4-8-3-7-2-6, et il faut quatre tours au lieu de deux pour que tous les cylindres s'allument - c'est une demi-vitesse. En position 2, il faut huit tours pour que tous les cylindres s'allument, 1 (saut 3-5-7), 9 (saut 2-4-6), 8 et ainsi de suite.Sur la position 1, la vitesse est d'un huitième et il faut 16 tours pour compléter l'ordre d'allumage - on dirait qu'il fonctionne sur un seul cylindre".

Selon Murrin et King, les histoires souvent répétées sur le pilotage délicat des avions en raison des effets gyroscopiques des moteurs rotatifs (la masse en rotation du moteur entraînant des virages très rapides vers la droite et lents vers la gauche) sont exagérées : "Lorsqu'on entend dire que les moteurs rotatifs sont difficiles à piloter, le problème vient des personnes inexpérimentées qui les pilotent", explique King.J'ai effectué mon premier vol dans un avion à moteur rotatif, j'ai atterri et je me suis rendu compte que je n'avais pas remarqué les effets gyroscopiques. Un pilote expérimenté compense automatiquement ces effets. Les virages à droite peuvent être un peu plus rapides, mais c'est parce que le moteur rotatif a tendance à tirer le nez vers le bas [dans cette direction], et vous effectuez un virage en descente plus rapide qu'en montée".

Murrin est d'accord : "Il y a de petits effets gyroscopiques, mais rien à voir avec les histoires exagérées souvent répétées dans les documentaires. Vous vous adaptez à ces effets de la même manière que vous le feriez si vous voliez dans des conditions de rafales légères. Les réactions de couple sont les plus notables lors du décollage et de l'atterrissage en planant, lorsque l'on fait tourner le moteur".

D'autres facteurs ont eu un effet plus prononcé sur la maniabilité de l'avion. King a noté que tous les premiers avions à moteur rotatif présentaient un lacet négatif important (la tendance du nez de l'avion à pointer dans la direction opposée à l'inclinaison lors de l'amorce d'un virage), et qu'ils avaient tous une queue lourde, ce qui entraînait une certaine instabilité dans leur maniabilité.

Les moteurs rotatifs étaient généralement fiables, compacts, puissants pour leur poids et ne nuisaient pas à la maniabilité de l'avion. Et Hartney a écrit dans En avant, en arrière, en avant ! qu'il ne fallait que quatre heures pour réviser les Gnomes des Nieuport 28 contre quatre jours pour les HispanoSuizas des Spad XIII. Alors pourquoi les rotors sont-ils rapidement tombés en désuétude après la fin de la guerre ?

King souligne l'amélioration de la technologie : "La principale raison d'être des moteurs rotatifs était le refroidissement, et lorsque les motoristes ont compris comment couler des cylindres avec des ailettes de refroidissement adéquates, ils ont pu éliminer toute la complexité de l'allumage et du mélange air/carburant qu'ils avaient avec les moteurs rotatifs" Murrin est d'accord, ajoutant une considération logistique : "Les moteurs rotatifs sont devenus rapidement obsolètes pour quelques raisons.La plupart des moteurs rotatifs consomment environ cinq ou six litres d'huile par heure".

En outre, la principale raison pour laquelle les moteurs rotatifs ont été abandonnés est peut-être que la nature même de leur conception limitait la puissance globale qu'ils pouvaient développer. La traînée du moteur en rotation, qui réduisait la puissance disponible d'environ 10 %, constituait une partie du problème. Mais la principale raison était que la longue voie d'admission du carburant et de l'air - à travers le vilebrequin creux, dans le carter et via les tuyaux d'admission - était trop longue pour que les moteurs rotatifs puissent fonctionner.Le plus grand et le plus puissant des moteurs rotatifs produits à grande échelle, le Bentley BR2, pesait 498 livres et produisait 230 ch. Si, à l'époque, ce chiffre était comparable à celui des moteurs en ligne, il constituait également la limite pratique du développement des moteurs rotatifs. Les développeurs de moteurs en ligne ont continué à développer des moteurs rotatifs à partir de l'année dernière, et ce, jusqu'à la fin de l'année.Les moteurs radiaux présentent de nombreux avantages par rapport aux moteurs rotatifs - bon rapport poids/puissance et refroidissement simple - sans les inefficacités inhérentes à ces derniers.

Les moteurs rotatifs ne sont pas encore complètement morts. Dans le monde entier, des groupes de passionnés restaurent des avions originaux de la Première Guerre mondiale ou construisent de nouvelles répliques répondant exactement aux spécifications d'origine. Il existe donc une forte demande pour des moteurs rotatifs originaux en état de marche. La demande est telle qu'une entreprise a commencé à fabriquer de nouveaux moteurs rotatifs. Fred Murrin travaille aujourd'hui chez The Vintage Aviator Ltd. à Wellington, en Nouvelle-Zélande,Il est très intéressant de construire ces moteurs à partir de zéro", déclare Murrin. Il est à espérer qu'un plus grand nombre de pilotes pourront bientôt faire l'expérience du vol à moteur rotatif et qu'un plus grand nombre de personnes pourront voir ces merveilleux moteurs en action.

Drew Ames est planificateur environnemental et auteur indépendant. Il propose des lectures complémentaires : Le moteur rotatif , par Andrew Nahum ; et Le moteur d'avion par Lionel S. Marks