par alain57 Sam 20 Juin 2009 - 21:06
un peut de techniques.....Le Turboréacteur
http://tpe-moteur.ifrance.com/reaction3.html
Le premier avion à voler grâce au turboréacteur fut le Messerschmitt Me262 allemand en 1944, soit 81 ans après le brevet déposé par Charles de Louvrié en 1863 sur la propulsion par réaction! Le pricinpe fut grandement amélioré au cours du XXème
siècle, citons en exemple le lockheed SR71 BlackBird, l'avion à turboréacteurs le plus rapide ayant jamais volé, il est capable d'atteindre la vitesse de Mach 3,5 soit plus de 4000 km/h! (Mach 1 étant la vitesse du son, cette vitesse est de 1060km/h en haute altitude) Il est cependant de moins en moins utilisé dans le domaine de l'aviation civile au profit du turboréacteur à double flux moins bruyant et plus économique donc mieux adapté aux avions de ligne
2.2 Fonctionnement
-Le principe de propulsion par réactionLa vitesse de l’air prélevé dans l’atmosphère est augmentée gràce à sa combustion au coeur du moteur avant qu’il ne soit rejeté vers l’arrière, assurant la poussée qui fait avancer l’engin. La poussée (noté F) d'un moteur à réaction se définit comme le produit du débit-masse d'air (m) par la différence entre les vitesses de sortie (Vs) et d'entrée (Ve) du flux gazeux : F=m(Vs-Ve)-Fonctionnement du turboréacteurSon mode de fonctionnement est relativement simple, de grandes quantités d'air sont aspirées par un compresseur qui va graduellement augmenter sa pression. L'air comprimé est ensuite envoyé dans des chambres de combustion où il est mélangé à du kérosène de manière à constituer un mélange explosif. Ce mélange, après combustion, produit une grande quantité de gaz chauds violemment éjectés vers la tuyère. Ces gaz entraînent simultanément une turbine, de la mème manière que le
vent fait tourner les ailes d'un moulin, qui actionne les compresseurs gràce à un axe central qui les lie. Pour démarrer un turboréacteur, il faut appliquer au compresseur une vitesse de rotation suffisante gràce à un moteur électrique très
puissant. Les premiers moteurs, dits à cartouche, démarraient à l'aide d'une petite charge d'explosif. -Fonctionnement de la postcombustionCependant un simple turboréacteur ne permet pas à un avion de passer le mur du son. Il est nécessaire de disposer d'un surcroît de puissance, appelé poussée supplémentaire, fournie par la postcombustion. L'air rejeté par la chambre de combustion, même plein gaz, contient encore une grande quantité d'oxygène, il est donc possible d'injecter du carburant dans la tuyère. La puissance du turboréacteur peut ainsi être multipliée par deux mais sa consommation en carburant est souvent multipliée par quatre! Cette astuce produit une flamme énorme à l'arrière du turboréacteur accompagnée d'un bruit
effroyable en dégageant des quantités importantes de chaleur.
2.3 Principaux organes
-Entrée d’air L'entrée d'air convertit l'énergie cinétique de l'air en énergie de pression. Lorsque l'avion avance, l'air pénètre par ce conduit en fournissant l'air requis au compresseur. Sa conception doit en outre être parfaite au niveau aérodynamique pour ===>
ne pas affecter les performance de l'avion c'est a dire eviter le phénomène de trainée.===>
diriger l'air uniformément dans le compresseur, en évitant aux maximum les turbulances.-Compresseur Le compresseur fournit la quantité maximale d'air sous pression qui puisse être chauffée dans l'espace limité de la chambre à combustion. Il est composé d'un disque entouré d'ailettes formant le rotor. En tournant, les ailettes aspirent l'air. Un stator, formé
d'ailettes fixes permet de stabiliser le flux. Le compresseur devra en outre fournir une quantité d'air suffisante pour: ===>
refroidir les parties les plus chaudes du moteur. ===>
pressuriser les joints d'étanchéité. ===>
permettre les servitudes de l'avion comme le dégivrage ou la pressurisation. ===>
alimenter l
a chambre de combustion en comburant.Le moteur, pour un meilleur rendement, est constitué de plusieurs compresseurs dont les ailettes, de tailles différentes, tournent à des vitesses différentes pour assurer une compression progressive du flux d'air. On distingue donc généralement:===>
Un compresseur basse pression ou le rotor est de grande taille mais tourne lentement.===>
Un compresseur haute pression où le rotor est de petite taille mais tourne à grande vitesse.===>
Un compresseur moyenne pression ayant un rotor de taille et de vitesse intermédiaire peut, sur certain réacteur, s'intercaler entre les deux étages.
La chambre de combustionLa chambre de combustion sert à transformer l'énergie chimique du carburant en énergie calorifique. Une fois que l'air est bien compressé, il est dirigé dans la chambre de combustion. Plus il y a d'air et plus on peut y injecter du carburant
en fonction de la stochïométrie. Le mélange air-carburant s'enflamme, la chaleur produite provoque une forte dilatation de ce mélange et donc produit une très grande poussée. Un réacteur comporte soit plusieurs chambres de combustion soit
une dite annulaire qui, comme son nom l'indique, entoure l'axe central comme un anneau.-TurbineLa turbine transforme l'énergie cinétique et thermique des gaz en énergie mécanique. La turbine est reliée au compresseur par un axe central. Lorsque la turbine tourne à cause des gaz d'échappements qui frappent ses ailettes, le compresseur tourne également afin de compresser de l'air. Le principal rôle de la turbine est donc de faire tourner le compresseur. Il y a donc plusieures turbines pour assurer la rotation des differents compresseurs.TuyèreLa tuyère convertit la pression des gaz en énergie cinétique. Il doit avoir la forme requise pour que la pression des gaz à la sortie du moteur soit la plus faible possible et qu'il soit rejeté à la vitesse la plus grande possible. Le scientifique suisse
Daniel Bernouilli a découvert au XVIIIème siècle que plus un fluide se déplace rapidement, plus sa pression diminue. Le canal d'admission et d'échappement sont fabriqués selon cette loi, donc dans la tuyère, l'espace étant plus petit, la vitesse des gaz va augmenter en faisant diminuer sa pression.Le bruitLe principal désaventage du turboréacteur est le bruit qu'il génére ce qui limita son utilisation dans le domaine civil contrairement au domaine militaire. Cela explique en partie le raté commercial du Concorde, qui faillit même se voir rétirer son droit d'atterrissage sur le sol Américain pour cette raison.
-Les dangers représentés par les oiseauxVorace en air, le tuboréacteur a tendance à absorber tout ce qui passe à sa portée, et notamment les oiseaux qui peuvent conduirent à l'arrêt du moteur avec toutes les conséquences que l'on peut imaginer. La plupart de ces accidents ont eu lieu à
basse altitude lors des phases critiques c'est à dire de décollage ou d'atterrissage.
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