CFM56-7 Détail du fonctionnement

Yan a écrit:Bonjour,

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Une autre chose me turlupine concernant les corps des réacteurs:qu'est ce qu'un réacteur simple corps simple flux, simple corps double flux, double corps double flux et autre triple et quadruple corps double flux ?!...Par exemple pourrait-on dire que les JT3C qui équipaient les B707 et DC8 étaient des simples corps doubles flux et de même pour les JT8D ?!...

J'ai extrait du site que tu cites parfois (l'avionnaire) quelques schémas explicatifs:


Réacteurs simples flux simple attelage: tout l'air passe au travers du réacteur, un seul ensemble compresseur-turbine, un seul d'arbre d'entrainement pour cet ensemble. Ex: Caravelle moteurs RR Avon






Réacteurs simple flux double attelage: tout l'air passe par le réacteur mais 2 ensembles compresseur-turbine et 2 arbres d'entrainement. EX premiers T3 du 707, JT4






Réacteurs double flux double attelage: il y a une partie de l'air qui ne passe pas par le cœur du réacteur (flux froid) l'autre partie de l'air passe par le cœur du réacteur (flux chaud) Un compresseur basse pression pour l'air du flux froid et pour le flux chaud: un ensemble compresseur haute pression et turbine haute et basse pression et 2 arbres. EX JT 3 , JT8 des 737, 727






Réacteurs double flux double attelage et avec fan: la partie flux froid s'hypertrophie avec un seul large fan (soufflante), le flux chaud passe par 2 compresseurs (basse et haute pression)  et 2 turbines (haute et basse pression) Ex CFM 56, JT9, CF6 , RR RB 21 etc. Les moteurs Rolls ont 3 ensembles compresseur-turbine.


 



Coupe d'un JT9 avec l'évolution des paramètres au travers du réacteur: (1 PSI= 70 g/cm²)







Quelques définitions et valeurs générales:


- le but d'un réacteur double flux avec gros fan est d'accélérer peu un gros volume d'air. Les fan tournent à environ 2500 RPM alors que les parties hautes pression tournent à 10.000 RPM. Le taux de dilution (rapport flux froid/flux chaud est de l'ordre de 10) On comprend ainsi bien ce que veut dire accélérer peu un gros volume d'air. Sur le LEAP par exemple, la vitesse du fan est encore réduite grâce au réducteur (geared fan)

- sur CFM 56, le débit d'air à l'entrée est d'environ 400 kg d'air par seconde (calculer les m3..) sur les vieux JT9 c'était 732 kg/sec

- la variation de section des compresseurs et turbines (convergente pour le compresseur et divergente pour la turbine) est "causée" par les variations de densité et débit massique au travers du réacteur)

- c'est les turbines qui entrainent les compresseurs et fan, et pas l'inverse.

- les taux de compression sont de l'ordre de 40.

- au décollage, le fan représente environ 75% de la poussée, et donc le flux chaud 25%

- en croisière, la poussée représente 15 à 20 % de la poussée décollage

Merci, c.foussa ! Magnifiques schémas ! 

Si nous voulons créer et nourrir le domaine  'connaissances de base' suggéré par Laurent Simon, il nous faudrait y créer un fil 'réacteurs d'avions' et y copier ce type de posts. Qu'en pensez-vous ?

Intéressant Foussa, de retrouver tout en Français, alors que la terminologie familière est en English ...
Il y a même des termes que j'ignorais en Fr, attelage, redresseur, etc, pour cette application  !

Il ne manque plus que le GTF , les P&W séries 1000 qui font parler d'eux, et des GTF, qui vont débarquer chez RR et GE dans les années à venir !
GTF ! Geared Turbo Fan (Un moteur avec un réducteur pour entraîner un fan plus grand, donc, plus lentement, et à plus haute dilution)

Pour l'instant, ce sont 2 corps (2 Spool), plus le réducteur ... vers les 12 de dilution, un jour vers les 15 ...
Autre avantage, l'étage BP peut tourner beaucoup plus vite, donc des gains en diamètre et en efficacité, donc moins d'étages.
Le défaut ... des diamètres de nacelle à la hausse et donc des nacelles plus lourdes et grandes, qu'il faut pousser, et des avions qui n'ont plus assez de garde au sol pour les nouveaux moteurs 

Ce qu'on attend : Le pas variable sur le Fan, pour supprimer les réverses qui deviennent énormes, et des nacelles plus courtes ... RR en a parlé, mais on n'a encore rien vu ... 

Yan a écrit:Bonjour,

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Quand est-ce que les positions des ailettes stator changent de direction, cela suit-il un cycle? Est-ce le FADEC qui active les ailettes stators?

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Les ailettes des stator compresseur (les redresseurs) s'orientent pour que l'angle d'attaque de l'air soit correct pour que le compresseur fonctionne, un peu comme l'incidence d'une aile avion.


Dans un étage compresseur (1 rotor + 1 stator) la vitesse de l'air (Va) conjuguée avec la vitesse de rotation du rotor (Vt) donne une vitesse (V) plus rapide et surtout orientée. En passant dans le stator (redresseur) elle redevient dans l'axe (nouvelle Va) et est plus faible car la section d'entrée (s) est inférieure à la section de sortie (S). Voir schéma.


La vitesse diminuant, la pression augmente et c'est ainsi dans chaque étage en aval. Le résultat est donc une forte augmentation de pression dans le compresseur total.






Dans les régimes transitoires, l'écoulement de l'air dans les stators n'est pas adapté (incidence sur ailettes). On fait donc pivoter ces ailettes de stator pour qu'elles deviennent efficaces. Ce sont les VSV= variable stator vanes. Le mouvement de pivot est réalisé par une couronne mobile avec des biellettes commandant le pivot des ailettes. La commande est réalisée par le FADEC qui assure cette régulation anti pompage. Le carburant réacteur est l'énergie de mouvement des VSV.



Schéma sur le "programme" de mouvement des VSV dans les phases d'accélération et de décélération.












Vidéo du fonctionnements des VSV

https://vimeo.com/96325701






Coupe du CFM 56:

Merci !

Coucou Beochien, je me disais bien qu'il y avait un truc qui clochait dans ma formulation !!...Effectivement j'ai fais une confusion entre réacteurs radiaux et axiaux, merci d'avoir corrigé!!...Oui le Silvercrest est mort-né pauvre bougre ...Par contre la photo que je vois me rappelle le Marborè IV qui équipe le Fouga et qui est une copie quasi-conforme du 1er réacteur de Whittle !!...

massemini a écrit:Les simple-flux civils n' on pas fait longue carrière puisque les JT3B et JT8 sont apparus à la fin des années 50: très peu de 707 et DC8 étaient sortis et encore moins de Caravelle et Comet.

Permets moi de te corriger cher ami mais les JT8 ont été produits sur les moyens-courriers 727, 737 et DC9/MD80, je pense du début des années 60 jusqu'à l'apparition des CFM 56 qui ont équipés en premier le 737-300 en 84, çà fait tout de même une production de plus d'une vingtaine d'années je ne sais pas en combien d'exemplaires  !!...Je crois savoir qu'ils sont issus du modèle militaire J52 ayant équipé des avions de chasse comme l'A6-Intruder...Ce sont les JT3(je crois A à D) qui n'ont existés que sur les 707 et DC8 et qui eux sont issus du modèle militaire J57 ayant équipé le B52...On peut globalement je pense estimer que ces réacteurs sont issus du boulot de l'ingénieur allemand Von Pabst Owen ayant opté pour des réacteurs à compresseurs centrifuges plutôt que radiaux envisagés par son très apprécié(de lui) collègue Frank Whittle. Owen a bien failli donner à Hitler la suprématie des cieux avec ses réacteurs Jumo, mais ils avaient heureusement de gros soucis de refroidissement(oups je glisse déjà sur la partie histoire!!).


Le 1er B52H volait à l' automne 60 et Boeing débute la fabrication du 727-100; on était pile à la fin des années 50.
C' était bien le début du glas pour les ventes de simple-flux.


La déperdition de poussée et la sur-consommation de l' époque n' est que relative à la situation d' aujour
d'hui . A l' époque, ils avaient fait ce qu' ils pouvaient faire de mieux. Depuis, il s' en est dépensé des milliards pour:
- augmenter l' efficacité des compresseurs à chaque étage pour en réduite la longueur pour une puissance donnée
- augmenter la température devant turbine pour obtenir le plus grand écart entre la température extérieure (entrée d' air), et la température supportable par les turbines (700°C alors, 1500 et plus aujourd'hui), pour améliorer la combustion et faire chuter la consommation.
- obtenir des potentiels de plus en plus élevés surtout pour les parties chaudes HP
- réduire les masses par kgp.


70 ans pour arriver  à la performance du GE du nouveau 777..., 60 de taux de compression...

Bien d'accord sur l'ensemble ...

Bon, GE ne sera pas seul non plus, pour la prochaine génération, à 60 de compressions, faut être "Smart" GE ils ont la première cde, mais ne resteront pas uniques !
Pour les delta de températures, je pense qu'une voie de recherche EU (RR) est intéressante, refroidir par l'extérieur, le flux à presque 500° issu des compresseurs, beaucoup à gagner sans chauffer plus 
l'Advance est à la porte (Niveau GE GEXX) l'Ultra fan sera devant, on ne sait pas quand ... d'autres viendront, la NASA a fixé à 70 le Tx de compression max envisageable ...

Faut pas être one sided dans ces affaires ...

oui, mais le GE est on ne plus actuel.

Oui, et le praticable tourne autour des 70 de compressions (Nasa) ...
Et les 15-16 de tx de dilution ... les russes ont essayé, mais pas développé 
Reste à voir comment les avionneurs vont installer tout ça ... GE soigne ses stators en attendant ...

massemini a écrit:.../...

J' ignore exactement à quelle vitesse l' air accélère dans l' entrée d' air d' un réacteur de très forte puissance, mais les précautions à prendre sont sévères pour le personnel au sol. Pour les essais au sol par exemple, un demi-cercle de plusieurs mètres de rayon est peint au sol, et il est fortement recommandé de ne pas y pénétrer. Il y a eu plusieurs cas de gens aspirés.

C'est plutôt sur les capots que cette info est affichée:

Oui, mais je pensais  aux marquages au sol qu' il y avait lors des essais du 1er A300. Il n' était pas possible de ne pas être averti.

Yan a écrit:

c.foussa a écrit:Réacteurs simples flux simple attelage: tout l'air passe au travers du réacteur, un seul ensemble compresseur-turbine, un seul d'arbre d'entrainement pour cet ensemble. Ex: Caravelle moteurs RR Avon

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Donc j'apprends par là que les attelages désignent aussi les corps du réacteur. Effectivement les premières versions de la Caravelle ont été équipées d'Avon avant de passer au JT8, j'avais vu une vidéo Youtube d'un de ses décollages, çà faisait un effarant vacarme presque semblable aux réacteurs d'avions de chasse !!...Et donc les premières versions de réacteurs d'avions civils(années 50) étaient des simples flux purs et durs avec un arbre véritablement co-axial compresseur-turbine...Combien le compresseur comprenait-il d'étages ?!...L'arbre co-axial était-il saucissonné en plusieurs sections pour la partie compresseur pour les disques de pales d'aubes de diamètres différents, qui devaient tourner à différentes vitesses compte tenu de l'effet d'accélération liés à leurs dimensions? Qu'est ce que l'aube du diffuseur?
J'ai aussi remarqué que sur les réacteurs simples flux, les constructeurs avaient(et continuent de conserver pour les réacteurs militaires) la coutume de mettre un stator juste à l'embouchure de l'entrée d'air, pourquoi donc   ?!...

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L'attelage est le nom donné au compresseur + turbine + arbre. Les compresseurs et turbines sont accrochés aux extrémités de l'arbre (shaft) qui les entraine, d'où le nom d'attelage. Quand il y a 2 compresseurs et 2 turbines, il y a 2 arbres et ils ne tournent pas à la même vitesse. Voir ce schéma en couleur:

JT 8





Sur le même schéma d'un JT8, tu peux voir que juste avant le compresseur "vert", il y a le stator/redresseur dont tu parles: c'est le Inlet Guide Vane (IGV) Sur le CFM 56, ce stator/redresseur est juste derrière le fan et se nomme donc Outlet Guide Vane (OGV)


Voici une vue de l' IGV d'un JT8:






Evolution des paramètres à l'intérieur d'un JT 8:





Caractéristiques du JT8:







Voici une coupe d'un réacteur de Caravelle Avon RA 29: pas de fan (réacteur simple flux donc un seul arbre d'entrainement) compresseur à 16 étages et turbine à 3 étages, taux de compression 9,5:1. Je te laisse comparer avec la structure du JT8.

Juste commenter, que sur le 2 "Attelages" (2 Spool, c'est plus familier)
La contre rotation entre les 2 arbres, a été introduite il y a qq années, GE les premiers de mémoire ...
1 à 2% de gains en rendement, tjrs bons à prendre.

Et, bonjour les roulements de plus en plus à l'épreuve de la contre rotation   Et ça continue en pire , avec les GTF ... Il y a des roulements qui se prennent 30 000 T/mn qq part, et pas avec le couple d'une fraise de dentiste 
Peu se rendent compte, qu'on en est à 12-15 HP par kg de moteur ... reverses comprises !
Mieux que la F1, et pour plus de 30 000 heures 

Le mot attelage est couramment utilisé et a l'avantage de bien faire comprendre ce que c'est, alors qu'un spool pour un béotien...

Pour les arbres contrarotatifs et les 3 attelages/spools, voici comment tourne le Trent 1000 (A 380) avec ses différents paliers/bearings.

Merci
C'est pas mal attelage
Mais on traduit 3 spools par 3 arbres ? est-ce correct ?

C'est quoi quand on dit double corps ? 2 atellages ?

Poncho (Admin) a écrit:Merci
C'est pas mal attelage
Mais on traduit 3 spools par 3 arbres ? est-ce correct ?

C'est quoi quand on dit double corps ? 2 atellages ?

Un attelage c'est un compresseur + une turbine + un arbre = un spool. 2 attelages c'est un double corps ou double spool.  

L'arbre c'est "shaft"

Bien vu pour "Shaft" égal arbre 
Ca me grattait de corriger !
Mais bon, 90 % de ce qu'on peut lire est en Anglais ...

Salut les gars,

J'ai eu un petit contretemps qui m'a empêché de revenir plus tôt sur le sujet, et je vois que de croustillants documents y été déposés !!...

Beochien a écrit:Bien vu pour "Shaft" égal arbre 
Ca me grattait de corriger !
Mais bon, 90 % de ce qu'on peut lire est en Anglais ...

Naturellement cher ami depuis des lustres on est dans un monde anglophone par excellence !!...Le manque de coordination des équipes de développement de Concorde fût du il me semble à l'absence de maîtrise de l'anglais par les ingénieurs français, d'où des surcoûts...

Beochien a écrit:Juste commenter, que sur le 2 "Attelages" (2 Spool, c'est plus familier)
La contre rotation entre les 2 arbres, a été introduite il y a qq années, GE les premiers de mémoire ...
1 à 2% de gains en rendement, tjrs bons à prendre.

Et, bonjour les roulements de plus en plus à l'épreuve de la contre rotation   Et ça continue en pire , avec les GTF ... Il y a des roulements qui se prennent 30 000 T/mn qq part, et pas avec le couple d'une fraise de dentiste 
Peu se rendent compte, qu'on en est à 12-15 HP par kg de moteur ... reverses comprises !
Mieux que la F1, et pour plus de 30 000 heures 

J'ignorais qu'il y avait contre-rotativité des attelages au sein des réacteurs de dernières génération!!...Néanmoins je n'arrive toujours pas à faire le lien avec le rendement du réacteur basé me semble-t-il sur le taux de dillution permettant d'évaluer la poussée délivrée par rapport à la consommation kéro...Beochien quand tu parles des roulements ce sont bien les jeux de billes qui articulent les différents arbres? Ils doivent être foutrement résistants pour supporter le nombre de trs/min que tu cites !!...J'imagine qu'il y a de sacrés écarts de performance et résistances de ces pièces entre les CFM-56 et les GE90 non ?!...Aurait-on une idée de la durée de vie moyenne maxi de ces éléments pour les 2 types de motorisation?

Je te remercies infiniment "c.foussa" pour tes photos et schémas!!...S'est toujours un délice de revoir la bouille de mes petits amours comme le JT8 !!...Tu ne m'as cependant pas expliqué la différence entre l'IGV et l'OGV? Pourquoi est-il placé en entrée d'air sur les réacteurs simples flux?
Par ailleurs, je ne distingue pas très bien sur les schémas les parties rotors/stators, mais je suppose qu'entre l'Avon et le JT8 le nombre d'étages compresseurs a du se réduire pour raccourcir le "circuit d'air" et le densifier/comprimer: combien le compresseur du JT8 comporte-t-il d'étages? Les différentes variantes produites présentent-elles des spécificités techniques dans leurs conceptions et si oui lesquelles?
Je crois savoir que les tous premiers réacteurs de ce type avaient des démarreurs avec injection d'eau et les nacelles les recouvrant avaient des petites trappes d'aération sur les flancs avant gauche/droit(ils équipaient en fait les 737-100), a quoi tout cela servait-il?
Ah et au fait de démarreur je reviens sur l'une de tes remarques:

c.foussa a écrit:- c'est les turbines qui entrainent les compresseurs et fan, et pas l'inverse.

Je crois savoir qu'il y a un démarreur électro-pneumatique qui initialise le mouvement des parties rotatives du réacteur et qui se situe dans le relais accessoire(s'est pas pour rien que les équipages laissent l'APU en fonctionnement à l'arrêt ou recourent au GPU fourni à l'aéroport), maintenant je ne sais pas s'il est connecté à l'arbre turbine ou compresseur ...Comment d'ailleurs se fait la connexion des GPU/APU avec le démarreur dans le relais accessoire ?!...

Pour conclure, j'ai appris que chez les aéromodélistes d'avions à réactions, ce qui les faisaient souffrir le plus dans la conception d'un micro-réacteur, s'était la chambre de combustion et les injecteurs, leur disposition était essentielle au maintient de la flamme pour entretenir le cycle. Retrouve-t-on le même soucis sur les vrais réacteurs? La chambre de combustion n'est-elle une pièce maîtresse dans le rendement d'un réacteur?

Allooo ya quelqu'un?!...

Bonjour c.foussa,

Je te remerciés infiniment de ton intervention. Dis-donc on dirait bien que la compagnie a besoin d'une audit de son service de maintenance au vu des incidents graves qui ont tendance a se multiplier à intervalles rapprochés ...

Concernant le JT 8, je me doute bien que s'est un double-flux mais là où j'ai un doute s'est si s'est un simple ou double corps...Pour ce qui est du demarreur il est donc lié au compresseur HP:je ne me rappelle plus où j'avais vu qu'il se composait d'une sorte de pignon oblique avec a sa tête une roue dentée... Je suppose aussi qu'il lui faut un arbre d'entraînement du compresseur HP; comment etant une pièce  tournante il arrive a se deconnecter après avoir lancé le compresseur ?! Il y a un système d'auto-blocage? Comment justement l'APU envoie-t-il l'air de la queue a la nacelle réacteur  ?! 
Une fois le réacteur lance il est automatiquement stabilisé sur idle ? J'ai l'impression au son qu'a l'arrivée au parking comme au roulage le régime est un peu plus eleve...

Je reviens a toi demain pour le reste de la discu...

Yan a écrit:Bonjour c.foussa,

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Concernant le JT 8, je me doute bien que s'est un double-flux mais là où j'ai un doute s'est si s'est un simple ou double corps...Pour ce qui est du demarreur il est donc lié au compresseur HP:je ne me rappelle plus où j'avais vu qu'il se composait d'une sorte de pignon oblique avec a sa tête une roue dentée... Je suppose aussi qu'il lui faut un arbre d'entraînement du compresseur HP; comment etant une pièce  tournante il arrive a se deconnecter après avoir lancé le compresseur ?! Il y a un système d'auto-blocage? Comment justement l'APU envoie-t-il l'air de la queue a la nacelle réacteur  ?! 
Une fois le réacteur lance il est automatiquement stabilisé sur idle ? J'ai l'impression au son qu'a l'arrivée au parking comme au roulage le régime est un peu plus eleve...

Je reviens a toi demain pour le reste de la discu...

- le JT 8 est un double flux et double corps ou double attelage, tu peux les voir en couleurs jaune et bleu sur le 1 er schéma du message 60.

- je me suis mal exprimé sur le boitier accessoire et le démarreur. Le démarreur entraine le boitier accessoires AGB qui lui même va entrainer le compresseur haute pression (N2). A 50 % de N2 , par la force centrifuge, les cliquets d'entrainement se dégagent et l'alimentation d'air est coupée: vanne de démarrage fermée et démarreur isolé de l' AGB. Le régime ralenti est le même au départ qu'à l'arrivée (sans l'utilisation du dégivrage moteur qui fait accélérer un peu le régime ralenti)






Sur ces 2 mêmes schémas tu vois les 3 renvois transmetteurs de mouvement ( AGB + transfer gearbox + inlet gearbox) et les axes correspondant (shafts)








L'air vient de l' APU via un collecteur pneumatique, ce collecteur alimente aussi les 2 groupes de conditionnement d'air (pack) situés sous la cabine entre les 2 trains.

Hello c.foussa,

Décidément en semaine je suis trop pris par mon boulot pour être plus régulier ...Je te remercies encore une fois pour tes croustillants schémas et passionnantes explications !!...Je vais jeter un oeil sur le complément d'infos du NTSB concernant le vol SWA 1380 en tentant d'en faire la traduction et je reviens aussitôt que je peux certainement pour des tonnes d'autres questions !!...

Yan a écrit:Hello c.foussa,

Décidément en semaine je suis trop pris par mon boulot pour être plus régulier ...Je te remercies encore une fois pour tes croustillants schémas et passionnantes explications !!...Je vais jeter un oeil sur le complément d'infos du NTSB concernant le vol SWA 1380 en tentant d'en faire la traduction et je reviens aussitôt que je peux certainement pour des tonnes d'autres questions !!...

Au delà de 2 questions, c'est déjà dur de bien répondre...vas y donc molo