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LES TURBOREACTEURS

LES TURBOREACTEURS. Généralités Propulseurs aviation : Modification Turbine a gaz ● Combinaison TG et Tuyère d’éjection ● Hélice remplacée par le fan ● Conditions extrêmes d’utilisation : + 50 à – 50 °C ; P : 1 à 0,01 bar Avantages :

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LES TURBOREACTEURS

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Presentation Transcript

  1. LES TURBOREACTEURS

  2. Généralités Propulseurs aviation : Modification Turbine a gaz ● Combinaison TG et Tuyère d’éjection ● Hélice remplacée par le fan ● Conditions extrêmes d’utilisation : + 50 à – 50 °C ; P : 1 à 0,01 bar Avantages : ● Fonctionnement continu - Réduction pertes frottements : Absence mouvements alternatif (va et vient) du piston moteurs atmosphériques ● Puissances et poussées grandes Désavantages : ● Coûts fabrication des turbines (pression, températures élevées, forces centrifuges importantes) ● Une stabilité de fonctionnement plus fragile

  3. I. Différents types de turboréacteurs • I.1. Simple Flux : Un seul flux d’air contribue à la poussée

  4. I.2. Double Flux : Un flux principal d’air effectuant cycle thermodynamique Un flux secondaire : poussée supplémentaire réduction du bruit, refroidissement flamme

  5. I.3. Sous-ensembles du turboréacteur double flux Compresseur Haute Pression Turbine B.P. Carter d’échappement Chambre de combustion Compresseur Basse Pression Turbine H.P.

  6. I.3. Sous-ensembles du turboréacteur double flux Canaux d’éjection Inverseur de poussée Manche d’entrée d’air

  7. Différentes parties d’un turboréacteur

  8. V P V P ● Fournir au turboréacteur la quantité d'air nécessairepour son fonctionnement avec le niveau de pression le plus élevé possible par rapport pression air extérieur P0 ● Transformer la vitesse de l'air en une vitesse satisfaisante pour l'entrée du compresseurquelles que soient conditions de vol. Manche d’entrée d’air Au décollage En vol subsonique P1 V1 P0 V0 P1 V1 P0 V0

  9. Compresseur • COMPRESSEUR CENTRIFUGE • Partie mobile : rotor • Partie fixe : stator Rotor Stator Rouet Aubes

  10. Compresseur La grille fixe transforme en pression la vitesse fournie par la grille mobile et redresse l'écoulement pour l'étage suivant La grille mobile apporte toute l'énergie et en transforme une partie en pression Rotor Stator S2 > S1

  11. Chambre de combustion annulaire

  12. Chambre de combustion CARTER EXTERNE INJECTEUR DIFFUSEUR TUBE A FLAME CARTER INTERNE

  13. Chambre de combustion

  14. Turbine Turbines multi étagées : plusieurs paliers de détente Stators : grille d'aubes fixes Rotor : grille d'aubes mobile La turbine entraîne le compresseur et les équipements* : 75 % de la puissance reçue par la turbineest utiliséepour entraîner le compresseur. * ( pompes régulateur , etc... ) Distributeur Roue mobile  DÉVIE L'ÉCOULEMENT DANS LA DIRECTION TANGENTIELLE DE LA ROUE   TRANSFORME L'ÉNERGIE CINÉTIQUEDES GAZ EN ÉNERGIE MECANIQUE  PAR EFFET DE CONVERGENT TRANSFORME L'ÉNERGIE DE PRESSION EN ÉNERGIE CINÉTIQUE LA ROUE EST ENTRAÎNÉE EN ROTATION

  15. Canal d’éjection But :Augmentation de la poussée C0 C5 • Poussée = qmg (C5 ‑ C0) • Deux type de canaux d’éjection : • Sans réchauffe • Avec réchauffe ou post-combustion. Autre équipement : Carter Rôle aérodynamique : ramener vers l'axe moteur l'écoulement dévié dans la turbine Rôle technologique : accrochage arrière du moteur / avions, il supporte la structure de fixation du palier arrière.

  16. Canal d'éjection sans réchauffe Carter d’échappement Tuyère Dans ce cas le canal est très simple : prolongement tuyère. Tuyère secondaire • Sur les moteurs double‑flux,: • un carter d'échappement • une tuyère sur le flux primaire • une tuyère sur le flux secondaire Tuyère Primaire Carter d’échappement

  17. Système d'injection de carburant Volets de contrôle de l’ouverture de tuyère Canal d'éjection avec postcombustion Intérêt de la post-combustion : En augmentant la vitesse d’éjection des gaz on accroît la poussée, donc le domaine de vol des turboréacteurs Principe de fonctionnement :  Brûler un nouvel apport de carburanten utilisant l'excédent d'oxygènecontenu dans les gaz issus de la combustion principale.

  18. Canal d’éjection Détente critique P0 Se Détente subcritique Pe Détente supercritique Les gaz s'accélèrent dans la partie convergente pour atteindre une vitesse maximum égale a la vitesse du son au niveau du col de la tuyère

  19. I.4. Description du cycle d’un turboréacteur simple flux CHAMBRE DE COMBUSTION COMPRESSEUR TURBINE C0 TUYERE C5 4 Détente tuyère 0 1 2 3 5 Compression Combustion Admission Détente turbine

  20. I.4.1. Diagramme entropique (T,s) T 3 Détente turbine 4 2 4s Détente tuyère 2s 5 5s 1 0 s (J/kg.K)

  21. I.4.2 Diagramme (P,v) P Combustion isobare QC = Q23 > 0  3 2 P2 = P3  wuTG < 0 Détente turbine Compression wuC > 0  4 Détente tuyère 1 P0 = P5  QF = Q 50 < 0 0 5 V 0

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