Aérodynamique et réacteurs

Bonjour à tous,

On parle beaucoup de consommation mais je me pose une question toute simple. Quel est l’impact du moteur sur l’aérodynamisme d’un avion. ? Quel l’impact de la nacelle sur la portance de l’aile. Pour un avion donné, le 380 par exemple, et je prends cet exemple car sauf erreur ou omission le constructeur des nacelles est le même et pour une fois nous avons la possibilité d’avoir deux motoristes, le RR T900 est-il plus aérodynamique que le GE GP7200 ?

Ce dont vous parlez :

Bonjour,

Pourquoi ne pas citer le nom de ce nacelliste ?
Pourquoi se limiter à l'aérodynamique ?
Pourquoi ne pas élargir au mât et aux fixations de celui-ci, même si sur un plan aérodynamique, l'impact du mât est encore moins important de celui de la nacelle ?

La question pourrait être plus globale :

Lorsqu'il est question d'un ensemble propulsif, ne doit-on pas considérer, comme non accessoires, les nacelles, pylones et l'impact des formes des attaches ailes-moteurs, aussi bien que la forme, et par déduction la portance de la seule nacelle ?

Une nacelle, sous aile notamment, joue de multiples rôles :

- protection du moteur qu'elle enveloppe
- elle génère aussi une quantité non négligeable de décibels,
d'où de nombreuses modifications , soit au cours de la conception, soit à postériori, afin d'aténuer les nuisances sonores

Pour ce qui est de la portance de la nacelle, c'est pour moi un détail, comparativement à celle de l'aile !

Il y a forcément une réponse à vos questions. Il me serait plus facile de développer sur l'aérodynamique globale de l'A380.

Se limiter à ce qui enveloppe les moteurs (RR ou GP) me paraît orienté.

Je laisse donc la réponse aux deux spécialistes moteurs de ce forum.

Frenz a écrit:Pourquoi ne pas citer le nom de ce nacelliste ?
Pourquoi se limiter à l'aérodynamique ?
Il y a forcément une réponse à vos questions. Il me serait plus facile de développer sur l'aérodynamique globale de l'A380.

Frenz merci pour votre réponse.

Pour le nacelliste je crois que c'est Aircelle. Oubli réparé.

Mais s'il vous plait developpez l'aérodynamisme global de l'A380. C'est un sujet qui va pationner une grande partie d'entre nous.

Merci pour ces posts ci-dessus !

Nous y reviendrons ! Mais, ... pas ce soir !

Cher Jeannot,
Cher Frenz,

Une modeste contribution.

Les moteur/nacelle/pylône forment un ensemble difficilement dissociable.
Cet ensemble est responsable de 2 à 6% de la trainée totale d’un avion.

Des trois paramètres :
- poids à vide
- trainée
- SFC

Le premier est hautement prépondérant dans la réussite d’un court courrier.

Dans le cas d’un A380 par exemple, les deux derniers paramètres sont identiquement prépondérant (pénalisation de 75 à 85 Nm de distance franchissable par pourcentage de variation.

Aéronautiquement votre.
Vertol.

Bonsoir,

Un début de réponse globale posté par Frenz sur le lexique ( Aérodynamique )

Bonjour à tous

Entièrement d'accord avec ce que dit Vertol.

N'oublions péas des paramètres, non extrapolables des données soufflerie et qui sont d'un domaine mathématique non encore résulu .

Je parle du Nombre de Reynolds et des équations non résolues qui y sont associées.

Wikipedia en parle un peu.

J'ai d'autres document plus ardus.Si cela vous dit..

Cordialement

TRIM2

Un BE travaille, fonctionne, en équipe, de manière collaborative.

Tout comme la fondation Wikipedia et les contributeurs de cette encyclopédie Open Source !

Et ce forum ?

Bonne journée

Bonsoir Franz.

Une seule réponse = ??

TRIM2

Vous avez très bien compris.

Pour détendre l'atmosphère, une vieille blague de l' X

Prenez un Trim2,
ôtez lui une patte, dites lui " Saute " : Il saute
ôtez lui une deuxième patte, dites lui " Saute " : Il saute
ôtez lui une troisième patte, dites lui " Saute " : Il ne saute plus

Conclusion : Lorsque vous enlevez trois pattes à un Trim2 il devient sourd.

Bien cordialement !

Parlant d'aérodynamique, se limiter à l'X c'est perdre Y, Z et même t...

Cher Trim2, je pense qu'il n'est pas nécessaire de vous rappeler que tous (ou presque) ici sommes intéressés par ce que vous pourriez écrire. Des écrits précis, pointus, aiguisés ne peuvent que participer à l'augmentation de l'intérêt de ce forum... et donc attirer à nous et à vous de nouveaux membres pour échanger et débattre...

Cher Frenz, je suis friant d'humour, noir, blanc, gris, bleu-blanc-rouge... pour autant qu'il ne s'exprime pas au détriment trop exclusif de quiconque !

Se méfier aussi chez certains insectes les tympans sont sur les pattes.... alors... quid du résultat de l'expérience dans ce cas ?


Un peu en retard !

Excellente fin de soirée à tous !

Poncho

Admin a écrit:Parlant d'aérodynamique, se limiter à l'X c'est perdre Y, Z et même t...

Cher Trim2, je pense qu'il n'est pas nécessaire de vous rappeler que tous (ou presque) ici sommes intéressés par ce que vous pourriez écrire. Des écrits précis, pointus, aiguisés ne peuvent que participer à l'augmentation de l'intérêt de ce forum... et donc attirer à nous et à vous de nouveaux membres pour échanger et débattre...

Cher Frenz, je suis friant d'humour, noir, blanc, gris, bleu-blanc-rouge... pour autant qu'il ne s'exprime pas au détriment trop exclusif de quiconque !

Se méfier aussi chez certains insectes les tympans sont sur les pattes.... alors... quid du résultat de l'expérience dans ce cas ?


Un peu en retard !

Excellente fin de soirée à tous !

Poncho

Bonjour à tous ( vieille habitude, perdue chez certains).

Cher Poncho,

Il y a deux ans, dans un autre monde, j'avais développé ce sujet.

Cela n'avait pas soulevé l'enthousiasme.

Il est vrai que le sujet est ardu (sauf peut-être pour les X, vrais ou prétendus tels).

Il est vrai aussi que le 'style' me rappelle quelqu'un..de l'autre monde.

Ceci dit,

je vais (quand j'aurais le temps), reparler un peu du nombre de Reynolds et de ses mathématiques aux équations non résolues.

TRIM2

TRIM2 a écrit:

Bonjour à tous ( vieille habitude, perdue chez certains).

Cher Poncho,

Il y a deux ans, dans un autre monde, j'avais développé ce sujet. Cela n'avait pas soulevé l'enthousiasme.

Il est vrai que le sujet est ardu (sauf peut-être pour les X, vrais ou prétendus tels).
Il est vrai aussi que le 'style' me rappelle quelqu'un..de l'autre monde.

Ceci dit, je vais (quand j'aurais le temps), reparler un peu du nombre de Reynolds et de ses mathématiques aux équations non résolues.

TRIM2

Bonjour TRIM2 et chers tous.
Oui, TRIM2, je m'en souviens fort bien !

Merci d'avance !

Et, comme je l'avais fait, pour répondre à un de nos experts auto-proclamés en aéro-dynamique et en moteurs (pas, ... parce que je ne le suis pas !), je reprendrai une vulgarisation pour "traduire" certains éléments pertinents !

Bonjour, cher Vertol, ...& chers tous !

vertol a écrit:Cher Jeannot,
Cher Frenz,

Une modeste contribution.

Les moteur/nacelle/pylône forment un ensemble difficilement dissociable.
Cet ensemble est responsable de 2 à 6% de la trainée totale d’un avion.

Des trois paramètres :
- poids à vide
- trainée
- SFC

Le premier est hautement prépondérant dans la réussite d’un court courrier.

Dans le cas d’un A380 par exemple, les deux derniers paramètres sont identiquement prépondérant (pénalisation de 75 à 85 Nm de distance franchissable par pourcentage de variation.

Aéronautiquement votre.
Vertol.

Entièrement d'accord avec vous (je fais l'écho de TRIM2).

On y reviendra. J'ai encore un post à écrire, aussi sur les qualités (parfois exagérées, mais pertinentes dans les court-moyen courrier....) des gains en efficacité disponibles pour les avions à "moteurs plus électriques".

Ceci a sa pertinence dans l'aspect "économies accrues en consommationn de carburant", et dans ce contexte de "l'aérodynamique des moteurs".

Bonne journée.

Merci Sevrien

Les bonnes vieilles équation de Navier Stokes..Sujet ardu pour les docteurs en Matématiques fondamentales..
Alors un 'petit X', ça ne pése rien, pattes arrachées ou pas.

Bonne journée.

TRIM2

Bonjour / bonsoir, chers tous !

Doublon délibéré, ... car le sujet d'art_way appartient plutôt à cette rubrique / ce topic !

J'espère que les Admin-Mod seront d'accord !
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Bonsoir, art_way.
On en a déjà écrit, ici et là.

art_way a écrit:Bonsoir LynxFleet,

On remarque la longue nacelle du moteur RR. Un style bien particulier ces réacteurs.

Quelqu'un a une idée pourquoi ils sont différents à l'arrière par rapport au PW ou au GE ? Question de bruit ? Design ?

Les nacelles de ce type sont des nacelles dites "à long-duct".

Ceci sera long, mais pas exhaustif.

Plusieurs points à se rappeler (je vulgarise).
-- Un des atouts des moteurs RR a toujours été que RR est "nacellier". RR faisait le "design" de ses propres nacelles.

-- Il serait instructif pour beaucoup de lire l’histoire du design et de la réalisation des nacelles en Europe, notamment, et d’apprendre le rôle joué par RR (et sa générosité) pour aider à sauver cette industrie, et à assurer son développement, pour donner aux Européens un leadership sur le plan mondial dans ce domaine d’activité.

-- Moteur et nacelle faisaient "un tout", une combinaison favorisant tout l'aspect 'aérodynamique du moteur' (le moteur étant un 'contenu de la nacelle' et la nacelle étant une enveloppe 'accueillant' le moteur, ...et incorporant toutes les parties mouvantes pour assurer les fonctions tels que le "thrust reverse" à l'atterrissage, par exemple...) ;

-- Que ce soit dans le cadre de ses moteurs à Architecture à 2 Arbres ou à 3 Arbres, RR a développé son savoir-faire en matière de "aérodynamique des moteurs" (dans les moteurs à double flux et à HBPR, "air-flow through the combustor" & "air-flow around the engine"....),

-- pour optimiser la performance à tous points de vue : consommation, température, notamment des gaz se sortie, aussi, ....& entretien, en réduisant l'usure des 'pièces d'usure' / "parts of 'time-limited life'....", ... afin de garder à des valeurs élevées l'aspect "rétention d'efficacité", qui aide à assurer une longue vie opérationnelle aux niveaux les plus hauts d'efficacité de brûlage et de consommation de carburant, .... concomitamment avec la réduction de l'entretien via, entre autres, l'augmentation du "time-on- wing" des moteurs ;

-- RR travaillait méticuleusement à l’optimisation de tout l’ensemble moteur, nacelle, pylône, aile, (y compris des broches de fixation nacelles-pylône), de façon « sur mesure » pour chaque moteur et ses applications (ce qui a permis à RR de voir bien avant GE & P&W que les moteurs dédiés à une seule « famille d’airframe » seraient, ‘in fine’ plus faciles à optimiser & à adapter pour ces applications, même quand il y aurait des évolutions et « upgrades »), .. alors que GE & P&W restaient scotchés dans leurs notions stéréotypées d’applications multiples, pour obtenir des volumes de production, en vue d’économies d’échelle.

RR privilégie le design des nacelles, pour des raisons environnementales, aussi. Le fait de travailler l’aérodynamique-moteur, lui a permis, le plus souvent, d’obtenir des résultats meilleurs que GE & P&W, avec des soufflantes à diamètre plus faible. Ceci permet de :

-- faire, ou faire faire des nacelles plus fines, présentant moins de résistance frontale dans le domaine de la pénétration dans l’air, …

-- &, par là, consommer moins, ce qui diminue les émissions NOx & la pollution de l’atmosphère y afférente.

Le « long-duct » présente, le plus souvent, une surface mouillée plus importante que les nacelles à « short-duct » ou « half-length ». Théoriquement ceci devrait défavoriser les "long-duct",……. mais, en réalité, cela n’est pas le cas, car la forme fine et « effilée » crée un aérodynamisme plus performant, car cette forme aide, si le désign de la nacelle est bien conçu, à assurer un meilleur passage de l’air sur la nacelle.

Ceci réduit la traînée aérodynamique, qui est un des grands ennemis de l’efficacité de consommation ! Nous y reviendrons.

RR ‘versus’ GA & P&W

Aussi, surtout dans le cas des gros réacteurs à forte poussée, l’Architecture à 3 arbres des RR RB211 et RR Trent permet à ces moteurs de :

-- être bien plus courts / compacts et légers que les moteurs de GE & de P&W ;

-- être plus faciles à ‘équilibrer’, … l’équilibre du moteur (dans son ‘intérieur’, et son fonctionnement), étant un facteur d'efficacité, .... et....

-- se marier avec les nacelles à « long-duct ».

Aussi, GE & P&W, étant pénalisés en terme de poids, cherchent à limiter cette pénalité en montant des nacelles plus courtes, malgré les matériaux en composite, qui permettent de fabriquer des nacelles modernes de plus en plus légères, toutes proportions gardées.
--
En réalité, GE & P&W font un bon travail, sur leurs nacelles, pour réaliser un bon compromis, pourtant moins optimisé que les nacelles des RR équivalentes & rivales.

Cependant, les premières nacelles des premières versions des réacteurs RR RB-211-524, et du RB -211-535C (à « cropped fan » / soufflante à diamètre réduite, depuis le standard du RB-211-524), n’étaient pas « idéales ». Elles étaient ‘bâtardes’, ni « long-duct » ni « short-duct », et manquaient de finesse dans le design. Les premiers PW2037, moteurs rivaux des RB-211-535C, ont taillé les croupières à ces derniers, en terme de consommation ! RR a réagi en construisant le fameux RB-211-535-E4, bien plus performant à tous points de vue, et avec une nacelle à «long-duct», … qui fut une réussite excellente, et a résulté en la mise au point d’une nacelle quasi identique pour les RB-211-524, plus grands & puissants

----------------- .
On entend souvent la question, « Est ce que vous savez si les nacelles jouent un rôle dans l'atténuation du bruit »?

Si l'on change de nacelle, peut on prévoir une diminution du bruit ou le niveau de bruit sera le même?
Oui, la conception des nacelles y joue un rôle fort, et peut avoir un impact important sur le bruit extérieur et le bruit entendu en cabine.

RR a fait beaucoup de recherche dans les aspects environnementaux des moteurs, et les possibilités de réduire les émissions de bruit. GE & P&W, aussi !

(i) Exemples :
Bruits extérieurs (très significatif pour l'aspect 'anti-nuisance environnementale') :
(a) la "coupe" en chevron, à la partie arrière de la nacelle, qui diminue énormément le bruit extérieur. Mais, compte tenu de la composante 'optimisation de traînée' ("drag") dans le design d'une nacelle, on ne peut pas juste couper une nacelle déjà faite. La nacelle nécessite une conception totale / globale dans son désign, dès le début, pour jouer pleinement son rôle. Le design d'une nacelle est rès cher : au bas môt : US$250 à 300 millions ; plus pour les gros-porteurs avec facettes compliquées (GP7200 ? ). Les grandes avancées en réduction de bruit via la « coupe en chevron » précité, ont été réalisées par RR & American Airlines, en faisant des nacelles de ce type, pour les RR Trent 895 d’un des B777-200ER de la Cie. américaine (avec la permission et sous le regard de Boeing).

(a) cas notoire : les moteur CFM-56 "long-duct", installés sur les A340-200 / -300. Réduction sensible du bruit extérieur & à l'intérieur de la cabine, facteur qui a (peut-être) permis a Airbus d'alléger les couches d'isolation phonique de la cabine, pour un excellent résultat : "quietest cabin in the sky" ; c'est une question de combinaison d'un ensemble d'éléments).
MAIS : dans ce cas, ironie suprême : les rajouts pour faire les "long-duct" sont d'excellentes pièces aérodynamiques, destinées initialement & principalement à réduire la traînée. La forte réduction du bruit extérieur qui a accompagné cet objectif de réduction de traînée est une retombée, un 'sous-produit'.

(b) Je répète : regardez les moteurs RR RB211-524 G/HT (B767 & B747-400), ou les RR RB211-535 E4 (par rapport aux premiers -C). Vous verrez les Techniques "long-duct". Cela est un des facteurs qui ont aidé à tailler les croupières à la version B757 motorisée par P&W, short duct, moteur plus bruyant, & moins productif aux heures tardives des aéroports utilisés par UPS, ou seuls les B757 motorisés par RR RB211-535 E4 pouvaient / peuvent prendre le plein avantage des extensions d'horaires.

Voir aussi, tous les membres de la famille A320, dans les versions motorisée par IAE V2500, où l'influence de RR a pesé. Je répète : ne pas oublier que RR concevait ces nacelles avec les moteurs dans le temps. C'était un tout, moteur & nacelle. D'ailleurs la France pourrait se rappeler que c'est avec une certaine générosité que RR a transféré son activité nacelles à Hurel -Dubois, en difficulté à l'époque, pour aider à toute la restructuration qui s'en est suivie dans l'activité européenne des nacelles, où la France a été le grand bénéficiaire. SNECMA ne peut pas se plaindre (GE non plus ! ). Aircelle, aujourd’hui !

Même P&W, dans son PW6000 qui n'a pas marché pour l'A318 (pour des problèmes de mauvais choix de ‘combusteur’, entre autres), a 'emprunté' la technique 'long-duct' de RR & d'IAE.

(c) Regardez, aussi, les hush-kits pour réduire le bruit de nombre d'avions équipés de JT8D. C'est un travail de nacelle, indépendamment d'autres travaux effectués sur les volets & la cellule.

J'espère que ceci répond à la plupart de vos questions.

PS : Pour voir la beauté du désign de la nouvelle nacelle de l'IAE V2500 :
Lien :
http://www.v2500.com/selectone/selec

Additif :

Vous trouverez "la coupe chevron" sur les nacelles du B787.

Bonjour Sevrien,

Merci beaucoup pour ce post très intéressant.

Si nous avions un spécialiste comme vous de RR mais pour GE et/ou PW, nous pourrions avoir de beaux débats.

Merci encore

art_way a écrit:Bonjour Sevrien,

Merci beaucoup pour ce post très intéressant.

Si nous avions un spécialiste comme vous de RR mais pour GE et/ou PW, nous pourrions avoir de beaux débats.

Merci encore

Merci, art_way,...... mais que voulez-vous qu'on dise de plus sur les nacelles des :
(a)-- GE-CF6, GE-CF34 & GE-CFM-56, et des GE90?
-b)-- P&W JT8D, ...JT9D, ....P&W series 2000 (2037 à 2043), series 4000 (hors moteurs pour B777) soit PW 4058 à PW4100, et PW4084 à PW4098 ?

Je n'ai aucun parti pris. Je connais les problèmes et qualités surprenantes à certains égards, par exemple, des nacelles à forme "aplatie en dessous" des CFM-56 des B737-300 / -400 -500 qui, donnent de meilleurs résultats 'anti-bruit' en cabine, mais une empreinte de bruit extérieur au sol moins favorable (et en tenant compte de l'isolation phonique des fuselages des appareils concernés) par rapport aux nacelles des :
--(a) -- Boeing B737-NG (600 / -700 /-800 & -900 ) ;
--(a) -- Airbus de la famille A320.

Les IAE V2500 , sur les Airbus de la famille A320, sont assez loin devant, en terme de performance de la combinaison nacelles -moteurs-airframe, avec des réserves plutôt substantielles, encore 'sous la semelle'.
------------

En ce qui concerne les moteurs plus gros, à forte poussée, les combinaisons d'airframe, nacelles -moteurs des :
-- RR RB211-535-E4 sur B757-200 & -300, par rapport aux PW2037 à 2043 de P&W, a laissé ces derniers loin derrière dans son sillage (GE n'est pas/ n'a pas d'offre sur ces appareils) ;
-- RR (soit RB-211 & RR Trent 700, par rapport aux CF6 correspondants de GE, et aux séries des PW 4058 au PW 4100 de P&W), donnent de bien meilleurs résultats, & surtout dans des conditions d'aéroports "hot & high" ;
-- ainsi que les RR Trent 800, sur B777-200, par rapport aux GE & P&W correspondants, & sur B777-300 (par rapport aux P&W rivaux ; car GE n'est pas / n'a pas d'offre sur cet appareil).

Au passage, il convient de féliciter GE (CF-6) pour le fait d'avoir été le premier de ces trois motorists, en Turbofan HBPR, à avoir franchi durablement, & comme un pionnier, le seuil de 60,000lbs de poussée.

Bonjour Sevrien,
Si les nacelles du B737 sont aplaties en dessous, c'est plutôt pour la garde au sol que pour des question d'empreinte acoustique.

L'un n'empêche pas l'autre !

Vector, merci ! Mais il convient de ne jamais faire dire aux autres ce qu'ils n'ont pas dit / écrit !
L'un n'empêche pas l'autre.
Vous devriez vous rappeler ce que j'ai dit par ailleurs concernant les nacelles à long duct pour les CFM-56 qui motorisent les A34-300 /-200;
But principal : réduction de la traînée (point incontestable).
Retombée inattendu : réduction du bruit cabine et extérieur (point également incontestable).
Aussi, s'il vous plaît, relire attentivement ce que j'ai écrit :

Je n'ai aucun parti pris. Je connais les problèmes et qualités surprenantes à certains égards, par exemple, des nacelles à forme "aplatie en dessous" des CFM-56 des B737-300 / -400 -500 qui, donnent de meilleurs résultats 'anti-bruit' en cabine, mais une empreinte de bruit extérieur au sol moins favorable (et en tenant compte de l'isolation phonique des fuselages des appareils concernés) par rapport aux nacelles des :
--(a) -- Boeing B737-NG (600 / -700 /-800 & -900 ) ;
--(a) -- Airbus de la famille A320.

"Problèmes et Qualités surprenantes" ! Tout le monde a compris que j'avais des raisons pour utiliser ces termes :
-- "problèmes" : faible garda au sol à surmonter ;
-- "qualités surprenantes" : bruit bien amorti, grâce, aux caractéristiques de la nacelle ("read on"), entre autres, !
Allez, vector ! Vous le savez !

Vector a écrit:Bonjour Sevrien,
Si les nacelles du B737 sont aplaties en dessous, c'est plutôt pour la garde au sol que pour des question d'empreinte acoustique.

J'ai travaillé avec des ingénieurs qui connaissent le sujet.
Bien évidemment, lA raison première de cette forme est ce que vous dites : Nous le savons! Sauf qu'il eut été possible de faire une soufflante plus petite, pour avoir la même garde au sol. Deux inconvénients :
-- bruit accru et risque de consommation accrue.

Une fois l'architecture adoptée pour la nacelle, différents essais ont permis d'optimiser l'angle du moteur, dans sa nacelle (regardez-le bien, par rapport à la config. moteur -nacelle -aile sur les B737-NG (famille plus plus "haute sur pattes").

Ceci, plus le positionnement dans le moteur ont permis d'assurer une meilleure isolation phonique du moteur que prévu à l'origine !

Voilà !

Merci, CHEYENNE ! Je n'ai pas cherché à imiter ! Je n'avais pas vu votre post !

Merci Sevrien pour ces long posts sur les nacelles. Superbement intéressant et en particulier sur l'aspect isolement phonique que j'avais oublié. Si j'osais je poserai plusiseurs questions :
. je ne crois pas que les nacelles du 350XWB soient des nacelles à chevrons. Pourquoi ?
. sur un même avion avec les mêmes nacelles comme le 380, y a t-il des difference aerodynamiques entre deux motorisations ?

A+