Comment l’air entrant est-il acheminé dans les différents systèmes d’un moteur à réaction ?

Jul 09, 2023

L’air entrant est caractérisé par divers jets à l’intérieur du moteur.

Les moteurs à réaction fonctionnent en comprimant l’air entrant via une série de compresseurs et en le combinant avec du carburant atomisé dans la chambre de combustion. Le mélange air-carburant est enflammé, détendu et libéré par l'échappement pour produire une poussée. Un autre courant d'air, plus important, traverse simplement le courant de dérivation sans être comprimé ni enflammé.

Le taux de dilution est le rapport entre le débit massique de l'air contournant le cœur du moteur (débit secondaire) et le débit massique de l'air entrant dans le cœur du moteur (débit primaire). Un troisième flux, flux d'air parasite (air de prélèvement), sort du compresseur et est utilisé à l'extérieur de la chambre de combustion pour le refroidissement et la pressurisation de divers systèmes. Cet article explore les trois flux d'air dans le moteur à réaction.

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L'air entrant du ventilateur entre dans une série d'étages de compression basse pression (LP) (surpresseur) avant d'entrer dans le compresseur haute pression (HP). Chaque étape de compression se compose d'un composant rotatif et d'un composant stationnaire. L'air est comprimé et conditionné à mesure qu'il traverse chaque étape. La vitesse de l'air diminue à mesure que la pression (et la température) augmentent.

L'air du compresseur BP est guidé vers le compresseur HP à travers les aubes directrices d'entrée (IGV) pour réduire toute turbulence résiduelle causée par la rotation. L'air sous pression à haute température est mélangé à du carburant sous pression pour la combustion. Les gaz chauds se dilatent, transférant l'énergie aux turbines HP et BP. L'air existe à travers l'échappement du moteur, générant une poussée.

L'air parasite est utilisé pour la pressurisation et le refroidissement des composants internes du moteur. L'air de purge du flux primaire est utilisé pour pressuriser les puisards, les vannes et autres systèmes internes. L'air parasite est également utilisé pour refroidir les carters et les composants à haute température, notamment les aubes et les tuyères de turbine.

Il est à noter que même si l'air est déjà chauffé à environ 930 degrés F (500 degrés C), il est relativement plus froid que les températures à l'intérieur et autour de la chambre de combustion (~ 2 730 degrés F/1 500 degrés C).

L'air parasite est également utilisé pour la pressurisation de la cabine, la climatisation et d'autres systèmes internes. Il fournit également de l’air chaud aux systèmes d’antigivrage des entrées d’air des moteurs et des ailes d’avion. Notamment, toute quantité d’air extraite de la section de compression affecte négativement le rendement du moteur. Cependant, l'air de prélèvement est contrôlé avec précision par de nombreuses vannes et fourni aux systèmes critiques du moteur et de l'avion.

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Le flux d’air secondaire contourne le noyau du moteur et s’écoule à l’extérieur du moteur, fournissant ainsi la majorité de la poussée du moteur. L'air entrant du ventilateur est acheminé à travers des aubes directrices de sortie (OGV) pour minimiser l'effet des forces centrifuges du ventilateur en rotation. Le flux d'air secondaire maintient le moteur global refroidi de l'extérieur tout en contribuant à minimiser le bruit du moteur.

Une partie de l'air secondaire est utilisée pour un refroidissement ultérieur des carénages et des carters de turbine. Les composants de la turbine se dilatent et se contractent en raison des variations de température. En conséquence, le jeu entre les carters et les pales change, affectant l'efficacité du moteur. L'air secondaire est transmis aux lignes de contrôle actif du jeu installées sur les carters des turbines pour optimiser le jeu des pales à toutes les phases de vol.

Étant donné que la température de l'air secondaire dépend en grande partie de l'altitude de l'avion, le débit massique d'air est contrôlé par des vannes de régulation de jeu. L'air secondaire est également utilisé sur d'autres composants externes, notamment le compartiment central et le refroidissement du système d'allumage.

Que pensez-vous des différents flux d’air à l’intérieur du moteur à réaction ? Dites-nous dans la section des commentaires.

Écrivain - Omar est un passionné d'aviation et titulaire d'un doctorat. en génie aérospatial. Avec de nombreuses années d’expérience technique et de recherche à son actif, Omar vise à se concentrer sur les pratiques aéronautiques basées sur la recherche. Outre son travail, Omar a une passion pour les voyages, la visite de sites aéronautiques et l'observation d'avions. Basé à Vancouver, Canada