TECHNOLOGIE DES AERONEFS

TECHNOLOGIE DES AERONEFS Moteurs aéronautiques Frédéric WILLOT

MOTEUR AERONAUTIQUES • I L ’hélice • II Les moteurs à piston • III Les turboréacteurs • IV Les turbopropulseurs • V Les moteurs fusées

MOTEUR AERONAUTIQUESI L’hélice • I-1 Principe de l’hélice • I-2 Hélice à pas variable • I-3 Hélice tractive ou propulsive

MOTEUR AERONAUTIQUESI L’héliceI-1 Principe de l’hélice

MOTEUR AERONAUTIQUESI L’héliceI-1 Principe de l’hélice • A chaque tour l’hélice avance dans l’air d’une distance appelée pas: p = 2.P.r.tan(Cr) • Pour un fonctionnement optimum le pas doit être constant sur toute la hauteur d’une pale. => Cr diminue quand r augmente. • L’avance réelle de l’hélice est inférieure au pas. On définit le rendement de l’hélice: R = avance réelle/pas

MOTEUR AERONAUTIQUESI L’héliceI-1 Principe de l’hélice Hélice bipale en bois.

MOTEUR AERONAUTIQUESI L’héliceI-1 Principe de l’hélice Hélice à 6 pales en fibre de carbone

MOTEUR AERONAUTIQUESI L’héliceI-2 Hélice à pas variable • L’efficacité de l’hélice à une vitesse donnée varie en fonction du calage. • Pour des vitesses différentes, le calage optimum n’est pas le même. => 2 solutions: • On choisit un calage optimisé pour la croisière. • Le calage est réglable en vol (= pas variable)

MOTEUR AERONAUTIQUESI L’héliceI-2 Hélice à pas variable • Utilisation du pas variable: • au décollage et à l’atterrissage, la vitesse est faible mais la puissance demandée est importante => Petit pas • en croisière, la vitesse est élevée et on cherche à minimiser la puissance => Grand pas

MOTEUR AERONAUTIQUESI L’héliceI-3 Hélice tractive ou propulsive • Selon le calage de l’hélice, elle peut produire une force motrice dans un sens ou dans l’autre. • Quand l’hélice est placée en avant de l’avion, elle est tractive. • Quand elle est en arrière, elle est propulsive. • La modification du calage après l’atterrissage permet de réaliser une inversion de l’action des hélices pour freiner un appareil sur la piste.

MOTEUR AERONAUTIQUESII Les moteurs à piston • II-1 Principe du moteur à explosion • II-2 Carburation ou injection • II-3 Contrôle en vol • II-4 Performances et utilisation

MOTEUR AERONAUTIQUESII Les moteurs à piston II-1 Principe du moteur à explosion Constitution d’un Cylindre.

MOTEUR AERONAUTIQUESII Les moteurs à piston II-1 Principe du moteur à explosion Les 4 phases du moteur.

MOTEUR AERONAUTIQUESII Les moteurs à piston II-1 Principe du moteur à explosion • Les moteurs à piston comprennent en général de 4 à 8 cylindres (jusqu’à 24). • Ils sont disposés en ligne, en V, à plat ou en étoile. • Ils utilisent de l’essence avion, du super carburant ou même du diesel pour certains.

MOTEUR AERONAUTIQUESII Les moteurs à piston II-1 Principe du moteur à explosion Moteur à 4 cylindres à plat.

MOTEUR AERONAUTIQUESII Les moteurs à piston II-1 Principe du moteur à explosion Moteur 7 cylindres en étoile.

MOTEUR AERONAUTIQUESII Les moteurs à piston II-1 Principe du moteur à explosion Moteur 4 cylindres à plat.

MOTEUR AERONAUTIQUESII Les moteurs à piston II-2 Carburation ou injection

MOTEUR AERONAUTIQUESII Les moteurs à piston II-2 Carburation ou injection • La manette de richesse permet de régler les proportions du mélange air-carburant (= richesse). • La manette des gaz permet de régler le débit du mélange dans les cylindres.

MOTEUR AERONAUTIQUESII Les moteurs à piston II-2 Carburation ou injection • Le mélange est en richesse maximale dans les phases de décollage et d’atterrissage. • La richesse est adaptée en fonction du régime et de l’altitude en croisière.

MOTEUR AERONAUTIQUESII Les moteurs à piston II-2 Carburation ou injection • Un fonctionnement à régime réduit en pleine richesse entraîne un encrassement du moteur. • Le mélange air-carburant contient de l’humidité => risque de givrage dans le carburateur (temp ext. 0 à 15°C environ). Il existe un système de réchauffage du carburateur pour éviter le givrage.

MOTEUR AERONAUTIQUESII Les moteurs à piston II-2 Carburation ou injection • L’injection consiste à injecter directement l’air et le carburant dans le cylindre où le mélange s’effectue. • Le problème de givrage du moteur ne se pose plus. • Le moteur est alimenté dans toutes les positions.

MOTEUR AERONAUTIQUESII Les moteurs à piston II-3 Contrôle en vol Tachymètre

MOTEUR AERONAUTIQUESII Les moteurs à piston II-3 Contrôle en vol Paramètres de l’huile moteur et du carburant

MOTEUR AERONAUTIQUESII Les moteurs à piston II-3 Contrôle en vol Contrôle de l’injection Débit de carburant Pression d’injection

MOTEUR AERONAUTIQUESII Les moteurs à piston II-4 Performances et utilisation • Puissances de 20 à 3500ch. En général de 90 à 300ch. • Utilisés aujourd’hui pour l’avion générale (sports et loisirs) • Coût modeste et bonne fiabilité pour les faibles puissances.

MOTEUR AERONAUTIQUESIII Les turboréacteurs • III-1 Principe de la propulsion par réaction • III-2 Constitution d’un turboréacteur • III-3 Contrôle en vol • III-4 Performances et utilisation

MOTEUR AERONAUTIQUESIII Les turboréacteursIII-1 Principe de la propulsion par réaction

MOTEUR AERONAUTIQUESIII Les turboréacteursIII-1 Principe de la propulsion par réaction • Le théorème de BERNOULLI justifie que les gaz sous pression accélèrent en se détendant pour sortir de la baudruche :

MOTEUR AERONAUTIQUESIII Les turboréacteursIII-1 Principe de la propulsion par réaction • Le théorème d’EULER montre que les gaz éjectés . Produisent alors une poussée sur la baudruche :

MOTEUR AERONAUTIQUESIII Les turboréacteurs • III-1 Principe de la propulsion par réaction • III-2 Constitution d’un turboréacteur • III-3 Contrôle en vol • III-4 Performances et utilisation

MOTEUR AERONAUTIQUESIII Les turboréacteursIII-2 Constitution d’un turboréacteur Réacteur simple corps simple flux

MOTEUR AERONAUTIQUESIII Les turboréacteursIII-2 Constitution d’un turboréacteur Etage redresseur en entrée de compresseur

MOTEUR AERONAUTIQUESIII Les turboréacteursIII-2 Constitution d’un turboréacteur Compresseur de M53

MOTEUR AERONAUTIQUESIII Les turboréacteursIII-2 Constitution d’un turboréacteur Turbine de M53

MOTEUR AERONAUTIQUESIII Les turboréacteursIII-2 Constitution d’un turboréacteur Aubes de turbines.

MOTEUR AERONAUTIQUESIII Les turboréacteursIII-2 Constitution d’un turboréacteur

MOTEUR AERONAUTIQUESIII Les turboréacteursIII-2 Constitution d’un turboréacteur • Les réacteurs délivrent de très fortes puissances, surtout à vitesse élevée. • Ce sont des machines très gourmandes en carburant. • Ce sont des machines d’autant plus bruyantes que la vitesse des gaz éjectés est grande.

MOTEUR AERONAUTIQUESIII Les turboréacteursIII-2 Constitution d’un turboréacteur Réacteur double corps double flux

MOTEUR AERONAUTIQUESIII Les turboréacteursIII-2 Constitution d’un turboréacteur • Un réacteur double flux permet de diminuer la consommation en kérosène et le bruit. • Le flux primaire (ou flux chaud) traverse la chambre de combustion. • Le flux secondaire (ou flux froid) ne passe que dans le premier compresseur (ou fan).

MOTEUR AERONAUTIQUESIII Les turboréacteursIII-2 Constitution d’un turboréacteur • Ces réacteurs sont caractérisés par leur taux de dilution : flux froid/flux chaud. • Les réacteurs civils ont de grands taux de dilution.

MOTEUR AERONAUTIQUESIII Les turboréacteursIII-2 Constitution d’un turboréacteur Larzac 04 (Alphajet)

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