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    PARTIE 2 les systemes propulsifs des avions

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    djega
    PNC débutant 100h

    Nombre de messages : 288
    Date d'inscription : 24/12/2008

    PARTIE 2 les systemes propulsifs des avions

    Message par djega le Jeu 19 Fév 2009, 20:54

    Maintenant que la structure de notre avion est prête, il faut un groupe propulsif pour faire décoller cet avion, soit un turboréacteur ou un turbopropulseur ; alors on fait appelle à des ingénieurs en propulsion.


    Information : L’Algérie forme des ingénieurs en propulsion à l’IAB (Institut d’Aéronautique de Blida), pour ceux qui veulent faire ces études il faut avoir réussi 2 années en :

    1ere année TC SETI (Tronc Commun Science Exacte Technologie Informatique).
    2eme année TCT (Tronc Commun Technologie)

    Ou avoir obtenu un TS ou un DEUA en aéronautique a l’IAB.
    Après vous passerais un concours (math, physique, culture générale) si vous classer parmi les premiers vous poursuivrez vos études a l’IAB en :

    3eme année aéronautique 1er semestre : Tronc Commun aéronautique
    2eme semestre : spécialité Construction
    4eme et 5eme année option : propulsion


    On à le choix entre un turboréacteur et un turbopropulseur, ca dépend de notre avion, la vitesse de croisière qu’on veut lui donner, l’altitude qu’on veut, le poids qu’on veut transporter, alors on choisis les performance à atteindre.

    Le système propulsif est un dispositif qui permet de transporter l'énergie mécanique fournie par le moteur en une force tractive ou propulsive directement utilisable par l'avion pour se déplacer.



    1) TURBOREACTEUR :

    Les premiers turboréacteurs construits après la Seconde Guerre mondiale ont été des turboréacteurs "purs" à simple corps : une seule turbine entraîne le compresseur et la totalité du flux d'air traverse le corps du réacteur. Pour des raisons d'efficacité de la compression il est nécessaire de séparer le compresseur en deux parties : basse pression et haute pression tournant à des vitesses différentes. On dispose donc deux axes concentriques : la première turbine actionne le compresseur HP et la seconde le compresseur BP.

    Le turboréacteur à double flux (voir ci-dessus) n'est pas toujours à double corps, les anciennes générations possédaient un seul arbre pour entraîner la turbine BP et HP. Aujourd'hui les réacteurs a double flux possèdent généralement deux, voir trois corps, afin de permettre des vitesses de rotation différentes pour les aubes du flux secondaires, le compresseur BP et le compresseur HP.

    Le turboréacteur a été utilisé sur tous les types d'avions développés à partir de la fin de la Seconde Guerre mondiale. Son faible rendement le fait abandonner au profit du réacteur à double flux pour les avions commerciaux. Il continue à équiper les avions militaires (intercepteurs en particulier) qui ont besoin de bonnes performances de vitesse à toutes les altitudes.

    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.



    1.1) Inconvenient

    -Le bruit

    Le principal désavantage du turboréacteur est le bruit qu'il généré 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 retirer son droit d'atterrissage sur le sol Américain pour cette raison.

    -Les dangers représentés par les oiseaux

    Vorace en air, le turboréacteur a tendance à absorber tout ce qui passe à sa portée, et notamment les oiseaux qui peuvent conduire 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.



    1.2) Fonctionnement

    -Le principe de propulsion par réaction

    La vitesse de l’air prélevé dans l’atmosphère est augmentée grâce à sa combustion au cœur 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 turboréacteur

    Son mode de fonctionnement est relativement simple, de grandes quantités d'air sont aspirée 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 même manière que le vent fait tourner les ailes d'un moulin, qui actionne les compresseurs grâce à un axe central qui les lie. Pour démarrer un turboréacteur, il faut appliquer au compresseur une vitesse de rotation suffisante grâce à un moteur électrique très puissant. Les premiers moteurs, dits à cartouche, démarraient à l'aide d'une petite charge d'explosif.



    2) Turboréacteur à double flux

    La mise au point du turboréacteur à double flux fut un perfectionnement particulièrement important. Au cours d'études sur un nouveau turboréacteur à arbre double, des ingénieurs découvrirent qu'à condition d'augmenter le diamètre du compresseur à basse pression, il était possible de prélever l'air circulant à la périphérie des ailettes du compresseur, au moyen d'une canalisation entourant le compresseur HP, la chambre de combustion et les turbines, et de l'amener au niveau de la tuyère pour le mélanger aux gaz chauds éjectés. Cette solution suppose, qu'à puissance égale, le diamètre du réacteur à double flux soit plus grand que celui du réacteur classique. Le taux de dilution, qui était inférieur à 1 pour les premiers réacteurs à double flux, fut progressivement augmenté par la suite : Par exemple celui du moteur américain Prat et Whitney JT 3D atteignait déjà un taux égal à 1, c'est à dire qu'il passait autant d'air par dérivation que dans la chambre à combustion. Finalement, les Prat et Whitney qui équipent le Boeing 747 Jumbo Jet ont un taux de dilution supérieur à 5 ! Sa faible consommation et un niveau sonore moins important que le turboréacteur ont permis son utilisation sur les avions de ligne.



    2.1) Fonctionnement

    On a vu que l'accélération donnée d'une masse d'air donnée produit une force prévisible, donc en accroissant l'accélération de l'air ou la quantité d'air déplacée, on augmente cette force.

    Or dans un turboréacteur à double flux, les gaz à la sortie des tuyères sont animés d'une vitesse plus faible qu'a la sortie du turboréacteur. On pourrait donc penser que la poussée est plus faible, mais la quantité d'air déplacée est bien plus grande donc la poussée l'est aussi. Une partie seulement de l'énorme quantité d'air aspiré est utilisée comme comburant alors qu'un conduit dévie le reste à l'arrière du réacteur

    2.2) Avantages

    -Faible consommation

    En restant tout de même importante sa consommation en kérosène est moindre que celle d'un turboréacteur traditionnel, en effet le surplus d'air qu'apporte la soufflante n'est pas brûlé mais augmente tout de même sa poussée ce qui apporte un meilleur rendement. C'est un argument de poids lorsque l'on connait la voracité des moteurs à réaction en général.

    -Faible niveau sonore

    Les gaz d'échappement étant noyés dans le flux d'air supplémentaire, le bruit issu de la combustion et des organes en mouvement est largement diminué. Cet avantage le rendit presque obligatoire sur les avions de ligne car cela est bien plus agréable tant pour les passagers que pour les riverains d'un aéroport.

    3) TURBOPROPULSEUR :

    3.1) Fonctionnement

    L'énergie cinétique libérée par les gaz brûlés dans le turbopropulseur est utilisée de trois façons. Elle sert à actionner les turbines qui entraînent les compresseurs, elle actionne la turbine qui entraîne l'hélice par l'intermédiaire du réducteur. Enfin les gaz d'échappement qui possèdent une énergie résiduelle non récupérée par les turbines procurent une poussée supplémentaire qui s'additionne à celle procurée par l'hélice.

    3.2) Limites des avions à hélice

    La formation des ondes de choc sur les hélices est connu depuis les années 20, en effet, des recherches avaient été déjà faites sur des hélices tournant à grande vitesse à Wright Field, la vitesse de l'air frappant hélice est due non seulement à la rotation des pales mais également à la vitesse de l’appareil. A mesure que ces deux vitesses augmentent, l'extrémité des pales subie des ondes de choc transsoniques, ainsi à 800 km/h, un tiers de la longueur des pales sont touché par ces ondes, diminuant son efficacité de 50% ! L'US Air Force, la Navy et les ingénieurs de l'industrie ont fixé ces 800 km/h comme plafond pour la vitesse d'un avion à hélice, mais le F-84 H atteindra tout de même 1050 km/h soit pratiquement Mach 1!

    Le turbopropulseur est donc employé généralement sur des avions dont la vitesse n'excède pas 500 à 600 km/h, tels que les avions de tourisme ou les appareils de capacité réduite. On utilise aussi le turbopropulseur pour la propulsion des hélicoptères généralement en double pour des raisons de sécurité. Il est intéressant de noter que c'est ce même phénomène qui limite la vitesse des hélicoptères à 400Km/h car l'hélice, en position horizontale, subit plus de contrainte.

    Il y’as d’autre systèmes propulsif comme le pulsoréacteur et le statoréacteur pour atteindre des grandes vitesses qui sont supérieur a mach 3 jusqu'à mach 6,et les moteurs fusée.

    Donc pour notre avion de ligne on choisira un turboréacteur à double flux, pour ces avantages qu’on a déjà expliqué, et on aura terminé avec le système propulsif de notre avion.




    djega
    PNC débutant 100h

    Nombre de messages : 288
    Date d'inscription : 24/12/2008

    Re: PARTIE 2 les systemes propulsifs des avions

    Message par djega le Mar 24 Fév 2009, 23:31

    content

    lyly
    Chef de Cabine Principal

    Nombre de messages : 669
    Date d'inscription : 23/11/2008

    Re: PARTIE 2 les systemes propulsifs des avions

    Message par lyly le Jeu 26 Fév 2009, 23:43

    divers djega

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    Re: PARTIE 2 les systemes propulsifs des avions

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