<\/a><\/noindex>*ici et dans ce qui suit, nous parlerons des vitesses subsoniques. \u00c0 vitesse supersonique, la physique change, et c'est tout autre chose. <\/p>\n
Le compresseur est un dispositif dans lequel la pression de l'air augmente. Le compresseur peut \u00eatre caract\u00e9ris\u00e9 par une grandeur appel\u00e9e taux de compression. Dans les moteurs modernes, cette valeur d\u00e9passe d\u00e9j\u00e0 40 unit\u00e9s. De plus, la temp\u00e9rature y augmente (peut atteindre environ 400 degr\u00e9s Celsius).<\/p>\n
La chambre de combustion est un dispositif dans lequel de l'air comprim\u00e9 (apr\u00e8s le compresseur) re\u00e7oit de la chaleur par la combustion de carburant. La temp\u00e9rature dans la chambre de combustion est tr\u00e8s \u00e9lev\u00e9e, pouvant atteindre 2000 degr\u00e9s Celsius. Vous pourriez penser que la pression du gaz dans la chambre augmente \u00e9galement fortement, mais ce n'est pas le cas. On suppose th\u00e9oriquement que la chaleur est apport\u00e9e \u00e0 pression constante. En r\u00e9alit\u00e9, elle diminue l\u00e9g\u00e8rement en raison des pertes (probl\u00e8me de conception imparfaite). <\/p>\n
La turbine est un appareil qui transforme une partie de l'\u00e9nergie du gaz apr\u00e8s la chambre de combustion en \u00e9nergie pour entra\u00eener le compresseur. \u00c9tant donn\u00e9 que les turbines ne sont pas utilis\u00e9es uniquement dans l'aviation, on peut donner une d\u00e9finition plus g\u00e9n\u00e9rale : c'est un dispositif qui convertit l'\u00e9nergie interne du fluide de travail (dans notre cas, le fluide de travail est le gaz) en travail m\u00e9canique sur un arbre. Comme vous l'avez compris, la turbine et le compresseur sont mont\u00e9s sur le m\u00eame arbre et sont rigidement li\u00e9s. Si la pression du gaz augmente dans le compresseur, dans la turbine, au contraire, elle diminue, ce qui signifie que le gaz se dilate. <\/p>\n
La tuy\u00e8re est un canal r\u00e9tr\u00e9ci dans lequel se produit la conversion de l'\u00e9nergie potentielle du gaz en \u00e9nergie cin\u00e9tique (le reste de l'\u00e9nergie du gaz apr\u00e8s la turbine). Comme dans la turbine, il y a une expansion du gaz dans la tuy\u00e8re. Cela cr\u00e9e un jet qui, en sortant de la tuy\u00e8re, propulse l'avion. <\/p>\n
Nous avons clarifi\u00e9 les \u00e9l\u00e9ments principaux. Mais ce n'est toujours pas tr\u00e8s clair comment cela fonctionne ? Alors, examinons cela encore une fois, bri\u00e8vement. <\/p>\n
L'air de l'atmosph\u00e8re entre dans l'appareil d'entr\u00e9e, o\u00f9 il est l\u00e9g\u00e8rement comprim\u00e9 avant d'atteindre le compresseur. Dans le compresseur, la pression de l'air augmente encore plus, ainsi que la temp\u00e9rature. Apr\u00e8s le compresseur, l'air entre dans la chambre de combustion o\u00f9, en se m\u00e9langeant avec le carburant, il s'enflamme, entra\u00eenant une forte augmentation de la temp\u00e9rature \u00e0 pression constante, en quelque sorte. Apr\u00e8s la chambre de combustion, le gaz comprim\u00e9 chaud va dans la turbine. Une partie de l'\u00e9nergie du gaz est utilis\u00e9e pour faire tourner le compresseur par la turbine (afin qu'il puisse effectuer sa fonction d\u00e9crite ci-dessus), et l'autre partie de l'\u00e9nergie est utilis\u00e9e pour le mouvement de l'avion, car le gaz, apr\u00e8s \u00eatre pass\u00e9 par la turbine, se transforme en jet d'\u00e9chappement \u00e0 la buse et s'\u00e9chappe dans l'atmosph\u00e8re. Ainsi se termine le cycle. Bien s\u00fbr, en r\u00e9alit\u00e9, tous les processus du cycle se d\u00e9roulent de mani\u00e8re continue.<\/p>\n
Ce cycle est appel\u00e9 cycle de Brayton, ou cycle thermodynamique \u00e0 caract\u00e8re continu du processus de travail et d'appoint de chaleur \u00e0 pression constante. Tous les moteurs \u00e0 turbine \u00e0 gaz fonctionnent selon ce cycle.<\/p>\n
Cycle de Brayton dans les coordonn\u00e9es P-V<\/i><\/p>\n
N-H \u2014 processus de compression dans l'appareil d'entr\u00e9e
Sch\u00e9ma de construction d'un moteur \u00e0 r\u00e9action, o\u00f9 0-0 \u2014 est l'axe du moteur<\/i><\/p>\n
Le turbor\u00e9acteur peut avoir deux arbres. Dans ce cas, le compresseur se compose d'un compresseur basse pression (CBP) et d'un compresseur haute pression (CHP), tandis que le travail est r\u00e9alis\u00e9 par la turbine basse pression (TBP) et la turbine haute pression (THP) respectivement. Ce sch\u00e9ma est plus avantageux d'un point de vue gazodynamique.<\/p>\n
Un moteur de ce type en coupe<\/i><\/p>\n
Nous avons examin\u00e9 le principe de fonctionnement du sch\u00e9ma le plus simple d'un moteur \u00e0 turbine \u00e0 gaz a\u00e9ronautique. Naturellement, sur les Airbus et Boeing modernes sont install\u00e9s des turbor\u00e9acteurs \u00e0 double flux, dont la conception est nettement plus complexe, mais qui fonctionnent selon les m\u00eames lois. Examinons-les.<\/p>\n
Moteur \u00e0 r\u00e9action \u00e0 double flux<\/h2>\n \nLe TRDD se distingue principalement du TRD par le fait qu'il dispose de deux circuits : un circuit externe et un circuit interne. Le circuit interne contient les m\u00eames \u00e9l\u00e9ments que le TRD : un compresseur (divis\u00e9 en KND et KVD), une chambre de combustion, une turbine (divis\u00e9e en TVD et TND) et une tuy\u00e8re. Le circuit externe est un canal avec une tuy\u00e8re \u00e0 son extr\u00e9mit\u00e9. Il n'y a pas de chambre de combustion ni de turbine dans ce circuit. Devant les deux circuits (juste apr\u00e8s l'entr\u00e9e du moteur) se trouve un \u00e9tage de compresseur, qui fonctionne pour les deux circuits. <\/p>\n
Ce n'est pas tr\u00e8s clair, n'est-ce pas ? Comprenons comment cela fonctionne.<\/p>\n
Repr\u00e9sentation sch\u00e9matique d'un moteur \u00e0 r\u00e9action \u00e0 double flux et \u00e0 double circuit.<\/i><\/p>\n
L'air entrant dans le moteur, apr\u00e8s avoir travers\u00e9 le premier \u00e9tage du compresseur basse pression, se divise en deux flux. Une partie de l'air passe par le circuit interne, o\u00f9 se d\u00e9roulent les m\u00eames processus que ceux d\u00e9crits lors de l'analyse du TRD. L'autre partie de l'air entre dans le circuit externe, obtenant de l'\u00e9nergie du premier \u00e9tage KND (celui qui fonctionne pour les deux circuits). Dans le circuit externe, l'\u00e9nergie de l'air est consomm\u00e9e uniquement pour surmonter les pertes hydrauliques (due \u00e0 la friction). \u00c0 la fin, cet air p\u00e9n\u00e8tre dans la tuy\u00e8re du circuit externe, cr\u00e9ant une immense pouss\u00e9e. La pouss\u00e9e g\u00e9n\u00e9r\u00e9e par le circuit externe peut repr\u00e9senter 80 % de la pouss\u00e9e totale du moteur. <\/p>\n
L'une des caract\u00e9ristiques les plus importantes du TRDD est le rapport de double circuit. Le rapport de double circuit est le rapport entre le d\u00e9bit d'air dans le circuit externe et le d\u00e9bit d'air dans le circuit interne. Ce chiffre peut \u00eatre sup\u00e9rieur ou inf\u00e9rieur \u00e0 un. Dans les moteurs modernes, ce chiffre d\u00e9passe 12.
TRDD de l'avion Boeing 757-200. Au premier plan, on peut voir l'entr\u00e9e du moteur et le ventilateur.<\/i><\/p>\n
Sur certains moteurs, le ventilateur est entra\u00een\u00e9 par une turbine distincte, qui est plac\u00e9e le plus pr\u00e8s possible de la tuy\u00e8re du circuit interne. Le moteur devient alors un moteur \u00e0 trois axes. Par exemple, des moteurs comme le Rolls Royce RB211 (mont\u00e9s sur L1011, B747, B757, B767), D-18T (An-124), D-36 (Yak-42) sont con\u00e7us selon ce sch\u00e9ma.<\/p>\n
Coupe transversale du D-18T de l'int\u00e9rieur.<\/i><\/p>\n
Le principal avantage des TPRD r\u00e9side dans leur capacit\u00e9 \u00e0 g\u00e9n\u00e9rer une grande pouss\u00e9e et une bonne efficacit\u00e9, par rapport aux TRD. <\/p>\n
Je voudrais terminer sur les TPRD et passer au type suivant de moteurs : les TVD.<\/p>\n
Moteurs turboh\u00e9lico\u00efdaux<\/h2>\n \nLe moteur turboh\u00e9lico\u00efdal, tout comme le turbor\u00e9acteur, appartient aux moteurs \u00e0 turbine \u00e0 gaz. Il fonctionne presque comme un turbor\u00e9acteur. Un moteur turboh\u00e9lico\u00efdal \u00e9l\u00e9mentaire est compos\u00e9 des \u00e9l\u00e9ments d\u00e9j\u00e0 connus : compresseur, chambre de combustion, turbine et buse. S'y ajoutent un r\u00e9ducteur et une h\u00e9lice. <\/p>\n
Sch\u00e9ma du TVD<\/i><\/p>\n
Mais il existe aussi un autre sch\u00e9ma pour les moteurs turboh\u00e9lico\u00efdaux : avec turbine libre.
Sch\u00e9ma du TVD avec turbine libre<\/i><\/p>\n
Je tiens \u00e0 souligner qu'il ne faut pas consid\u00e9rer les moteurs turboh\u00e9lico\u00efdaux comme une relique inefficace du pass\u00e9. J'ai entendu plusieurs fois de telles d\u00e9clarations, mais elles sont inexactes.
Nous pouvons maintenant conclure sur les moteurs turbopropulseurs. Nous nous approchons doucement du concept de moteur turbosouffleur.<\/p>\n
Moteur turbosouffleur<\/h2>\n \nIl doit \u00eatre que la plupart des lecteurs entendent ce terme pour la premi\u00e8re fois. Ce type de moteur \u00e9quipe les h\u00e9licopt\u00e8res. <\/p>\n
Le moteur turbosouffleur est tr\u00e8s similaire au moteur turbopropulseur avec turbine libre. Il est \u00e9galement compos\u00e9 d'un compresseur, d'une chambre de combustion, d'une turbine de compresseur, puis d'une turbine libre, connect\u00e9e \u00e0 tout ce qui pr\u00e9c\u00e8de uniquement de mani\u00e8re gazodynamique. Cependant, ce moteur ne produit pas de pouss\u00e9e r\u00e9active, n'ayant pas de tuy\u00e8re r\u00e9active, seulement un \u00e9chappement. La turbine libre dispose de son propre arbre, qui est reli\u00e9 au r\u00e9ducteur principal de l'h\u00e9licopt\u00e8re (du rotor principal). Oui, tous les h\u00e9licopt\u00e8res connus de moi poss\u00e8dent ce r\u00e9ducteur, et il est g\u00e9n\u00e9ralement assez imposant. La raison en est que la rotation du rotor principal d'un h\u00e9licopt\u00e8re est tr\u00e8s basse. Si pour un avion, comme je l'ai mentionn\u00e9 pr\u00e9c\u00e9demment, cela peut atteindre 1500 tr\/min, pour un h\u00e9licopt\u00e8re, par exemple le Mi-8, cela ne fait que 193 tr\/min.
Sch\u00e9ma du moteur turbosouffleur<\/i><\/p>\n
Moteur \u0422\u04123-117 de l'h\u00e9licopt\u00e8re Mi-8. \u00c0 droite, vous pouvez voir le tuyau d'\u00e9chappement et l'arbre d'entra\u00eenement<\/i><\/p>\n
Ainsi, nous avons examin\u00e9 quatre types de moteurs \u00e0 turbine \u00e0 gaz. J'esp\u00e8re que mon texte \u00e9tait clair et utile pour vous. Vous pouvez \u00e9crire toutes vos questions et commentaires ci-dessous. <\/p>\n
Merci pour votre attention.habr.com<\/a><\/p>","protected":false,"gt_translate_keys":[{"key":"rendered","format":"html"}]},"excerpt":{"rendered":"\u0412\u0441\u0435\u043c \u043f\u0440\u0438\u0432\u0435\u0442! \u0412 \u044d\u0442\u043e\u0439 \u0441\u0442\u0430\u0442\u044c\u0435 \u044f \u0445\u043e\u0447\u0443 \u0440\u0430\u0441\u0441\u043a\u0430\u0437\u0430\u0442\u044c \u043e \u0442\u043e\u043c, \u043a\u0430\u043a \u0440\u0430\u0431\u043e\u0442\u0430\u044e\u0442 \u0430\u0432\u0438\u0430\u0446\u0438\u043e\u043d\u043d\u044b\u0435 \u0433\u0430\u0437\u043e\u0442\u0443\u0440\u0431\u0438\u043d\u043d\u044b\u0435 \u0434\u0432\u0438\u0433\u0430\u0442\u0435\u043b\u0438 (\u0413\u0422\u0414). \u042f \u043f\u043e\u0441\u0442\u0430\u0440\u0430\u044e\u0441\u044c \u0441\u0434\u0435\u043b\u0430\u0442\u044c \u044d\u0442\u043e \u043d\u0430\u0438\u0431\u043e\u043b\u0435\u0435 \u043f\u0440\u043e\u0441\u0442\u044b\u043c \u0438 \u043f\u043e\u043d\u044f\u0442\u043d\u044b\u043c \u044f\u0437\u044b\u043a\u043e\u043c. \u0410\u0432\u0438\u0430\u0446\u0438\u043e\u043d\u043d\u044b\u0435 \u0413\u0422\u0414 \u043c\u043e\u0436\u043d\u043e \u043c\u043e\u0436\u043d\u043e \u0440\u0430\u0437\u0434\u0435\u043b\u0438\u0442\u044c \u043d\u0430: \u0442\u0443\u0440\u0431\u043e\u0440\u0435\u0430\u043a\u0442\u0438\u0432\u043d\u044b\u0435 \u0434\u0432\u0438\u0433\u0430\u0442\u0435\u043b\u0438 (\u0422\u0420\u0414) \u0434\u0432\u0443\u0445\u043a\u043e\u043d\u0442\u0443\u0440\u043d\u044b\u0435 \u0442\u0443\u0440\u0431\u043e\u0440\u0435\u0430\u043a\u0442\u0438\u0432\u043d\u044b\u0435 \u0434\u0432\u0438\u0433\u0430\u0442\u0435\u043b\u0438 (\u0422\u0420\u0414\u0414) \u0422\u0443\u0440\u0431\u043e\u0432\u0438\u043d\u0442\u043e\u0432\u044b\u0435 \u0434\u0432\u0438\u0433\u0430\u0442\u0435\u043b\u0438 (\u0422\u0412\u0414) \u0422\u0443\u0440\u0431\u043e\u0432\u0430\u043b\u044c\u043d\u044b\u0435 \u0434\u0432\u0438\u0433\u0430\u0442\u0435\u043b\u0438 (\u0422\u0412\u0430\u0414) \u041f\u0440\u0438\u0442\u043e\u043c, \u0422\u0420\u0414 \u0438 \u0422\u0420\u0414\u0414 \u043c\u043e\u0433\u0443\u0442 \u0441\u043e\u0434\u0435\u0440\u0436\u0430\u0442\u044c \u0432 \u0441\u0435\u0431\u0435 \u0444\u043e\u0440\u0441\u0430\u0436\u043d\u0443\u044e \u043a\u0430\u043c\u0435\u0440\u0443, \u0432 […]<\/p>\n","protected":false,"gt_translate_keys":[{"key":"rendered","format":"html"}]},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[702],"tags":[],"class_list":["post-35229","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-news"],"aioseo_notices":[],"aioseo_head":"\n\t\t\n\t
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