Entrée d'air à la chambre de combustion Flashcards
Expliquer le principe du compresseur centrifuge
Rotor: accélère le flux d’air et compresse l’air avec la force centrifuge
Stator (ou diffuseur): réduit la vitesse de l’air et augmente la pression. Redresse le flux et l’envoie vers le collecteur
Collecteur: Redresse l’écoulement (à 90°) et amène l’air à la chambre de combustion
Pourquoi est-ce qu’on veut augmenter la pression dans le compresseur?
Pour obtenir une meilleure performance moteur, + de pression = + de puissance
De quoi dépend la poussée?
Du débit d’iar entrant et de la vitesse d’éjection à la tuyère
Turbocharger VS Supercharger
Turbocharger: powered by exhaust gas
Supercharger: Powered by engine
Comment fonctionne le turbocompresseur?
Utilisé pour les moteurs à piston
Entrainé par les gaz d’échappement, qui font tourner la turbine, qui fait tourner le compresseur
Les ailettes “divergentes” augmentent la pression parce que ça envoie l’air ben vite dans les parois pis ça compresse dans le boitier
Avantages et inconvénients du compresseur centrifuge
Avantages:
- Solide
Résistant aux FODs
- Longétivité
- Plus léger qu’axial (à même rendement)
- Bon taux de compression à un étage
Inconvénients:
- Max de compression atteint rapidement
- Changement de direction du flux d’air = perte d’énergie
- Ne convient pas aux gros moteurs
Pourquoi doit-on faire vriller les ailettes dans le compresseur axial?
- Éviter le décrochage du compresseur
- Maintenir une pression constante
Parce que la tête et le pied de l’ailette n’ont pas la même vitesse circonférentielle. On vrille donc l’ailette pour éviter que celle-ci décroche et pour maintenir son travail égal.
Quel est le fonctionnement du compresseur axial?
1 rotor (mobile) + 1 stator (fixe) = 1 étage de compression
La compression augmente à mesure que le volume diminue
Le rotor aspire l’air et accélère le flux en le déviant de l’axe du moteur
Le stator redresse l’air dans l’axe, le ralentit en transformant une partie de sa vitesse en pression
Quel est le taux de compression moyen d’un étage dans un compresseur axial?
1.15 à 1.16
À quoi doivent résister les aubes du rotor du compresseur?
- Forces centrifuges et aérodynamiques
- Vibrations du passage de l’air à grande vitesse
- Contraintes thermiques
Même chose pour le stator, sauf centrifuge
Quelles sont les différentes configurations possibles du compresseur axial?
Rotor conique et stator cylindrique
Rotor cylindrique et stator conique
Rotor et stator cylindro-conique
Avantages et inconvénients du axial SIMPLE corps
Av:
- Taux de compression peut être très élevé
- Écoulement axial donc surface frontale réduite
- Débit d’air important
- Convient mieux à haute vitesse
Désav:
- Taux de compression PAR ÉTAGE faible
- Fragiles
- Susceptibles aux FODs
- Fabrication complexe
Plus le taux de compression est élevé, plus le moteur est lourd
Avantages du axial double corps
- Meilleure répartition des efforts
- Diminution des risques de pompage compresseur
- Plus facile à mettre en oeuvre
- Démarrage plus facile
- Accélération et décélération plus rapides
- Poussée au ralenti plus faible (seulement le HP travaille)
- Meilleur rendement de compressions à faible régime
Compresseur HP vs compresseur BP
HP:
- Entraîné par le démarreur
- Commandé par un régulateur
- Plus léger, aubes plus courtes
- Air plus chaud
BP:
- Tourne librement avec sa turbine
Qu’est-ce que le pompage du compresseur?
Décrochage du compresseur par manque d’air dans les derniers étages (haute altitude ou demande de puissance trop violente)
La vitesse d’entrée d’air change, mais pas celle de rotation du compresseur (saute une gear)
L’angle d’attaque des aubes change
Décrochage
Air instable
Quand un nombre suffisant d’aubes décrochent, le compresseur pompe
Le décrochage ne permet plus de pousser l’air dans le bon sens, donc la HP se vide dans la BP
Quelles sont les conséquences du pompage, et comment pouvons-nous l’éviter?
-Augmente T° en sortie de la ch. de comb. (injecte plus de carburant que d’air, donc plus grande énergie thermique dégagée)
- Vibrations importantes pouvant détruire des étages
- Bruits anormaux, flammes, extinction
Éviter:
- Pilote: changement de puissance moins rapides
- Mécanique: bleed valves et aubage directeur à incidence variable
Rôle de l’entrée d’air
- Diminuer la vitesse, augmenter la pression
- Amener une bonne qté d’air au compresseur peu importe les conditions (vitesse, altitude, attitude, etc)
- Moins de turbulence possible
- Moins de trainée possible
- Énergie cinétique en énergie de pression
- Couche limite la plus mince possible
Forme de l’entrée d’air
- Courtes, droites et simples
- Ovales
- Classique (tube Pitot divergent)
À quoi servent les volets de l’entrée d’air?
S’assurer qu’il y ait assez d’air qui rentre à basse vitesse
(plus bruyant et crée de la turbulence à l’entrée d’air)
Gestion d’oiseaux
Gestion de l’activité faunique < 200’ sol à l’approche et <500’ sol au décollage
Plus dangereux sous 1000’
- Répulsifs visuels, auditifs, chimiques, chimiques contre oiseaux
- Utilisation de véhicules
- Techniques de dispersion d’oiseaux
- Dresser des oiseaux prédateurs (couteux et complexe)
- Grille escamotable (givrage)
- Filtre d’entrée d’air
- Séparateur de particules
Plus susceptibles: turbofans, grande entrée d’air
En quoi dérange la couche limite?
Réduit la vitesse à l’entrée d’air
On va donc décoller les moteurs du fuselage pour éviter ça
Quelles sont les conditions propices au givrage? Quels sont les conséquences du givrage à l’entrée d’air?
10° et moins, humidité visible
Conséquences:
- Compresseur stall
- Bris du compresseur
- Arrêt moteur (flame-out)
Quelles sont les solutions anti-givrage possibles?
DÉGIVRAGE: pneumatique (bords d’attaques)
ANTI-GIVRAGE: air chaud (lèvre d’entrée d’air, hélices)
À quoi sert le diffuseur dans l’entrée d’air?
Régulariser la vitesse et participer à la compression
Quel est le rôle de la chambre de combustion?
- Mélange air essence
- Bruler le mélange
- Possible dans tous les régimes de vol
- T° d’éjection des gaz sous la limite
Qu’est-il important de conserver dans la combustion?
- Pression (absence de baisse de pression)
- Flamme
- Combustion complète à l’intérieur de la chambre
- Combustion efficace
- Bonne répartition de la T° le long de la veine des gaz
Pourquoi le diffuseur de la chambre de combustion est-il divergent?
On veut avoir une baisse de vitesse de l’air pour ne pas éteindre la flamme
Quelle proportion de l’air sert à la combustion?
25% combustion
75% refroidissement
Quelles sont les qualités d’une chambre de combustion?
- Stable (flamme et comb. dans toutes les phases de vol)
- Pertes de pression faibles
- Répartition uniforme de la T° (plus proche possible de celle de la limite des matériaux)
- Démarrage facile (donc haute pression et basse vitesse)
- Petite taille (poids et trainée)
- Faible émission de fumée
- Formation minimale de carbone
Quels sont les 3 types de chambres de combustion?
Individuelles (ou séparées)
Annulaire
Tubo-annulaire
Quel est le fonctionnement des chambres individuelles?
Plusieurs chambres, l’air est séparé entre chaque
Chacune a un injecteur et un tube à flamme
Chaque flux d’un tube se sépare en deux flux (flamme et combustion)
Après la combustion, toute l’air chaud converge vers la turbine et le flux secondaire se mélange aux gaz pour refroidissement avant la turbine
Surtout utilisées avec un compresseur centrifuge
Quel est le fonctionnement des chambres annulaires?
2 parois continues circulaires (une intérieure et une extérieure) autour de l’arbre
Il y a des trous dans les parois pour que l’air de refroidissement parvienne au centre de la chambre
Quel est le fonctionnement des chambres tubo-annulaires?
Tubes à flammes de petites dimensions enfermés entre deux enveloppes concentriques et communes, externes et internes.
Quels sont les avantages et inconvénients d’une chambre individuelle?
+
Facilité de mise au point
Facilité d’intervention
Combustion facile à contrôler
-
Lourdes
Encombrantes
Pertes par frottement
Carter doit être résistant pour la liaison compresseur et turbine
Quels sont les avantages et les inconvénients d’une chambre annulaire?
+
Légères
Maitre-couple facile
Peu de pertes par frottement
Rapport puissance/volume
Carters contribuent à la rigidité de l’ensemble
- Difficulté d’intervention
Difficulté de mise au point
Très dispendieuses
Quels sont les avantages et les inconvénients des chambres tubo-annulaires?
+
Facilité de mise au point
Changement de tube à flamme unitaire
Combustion facile à contrôler
Carter extérieur participe à la rigidité
-
Plus de pertes par frottement que l’annulaire
Difficulté d’intervention
Plus lourde que l’annulaire
Quel est le fonctionnement de base d’une chambre de combustion?
Mélange air essence
Bruler les gaz
Refroidissement des gaz de combustion dans l’air frais
C’est quoi des swirl vanes?
Ça favorise le mélange en créant des tourbillons
Quels sont les critères de température pour la chambre de combustion?
Doit être aussi élevée que possible
Dépend de la richesse du mélange
Si trop chaud, risques de contraintes thermiques sur la chambre et la turbine
Comment est-ce qu’on protège la chambre et la turbine de l’air chaud?
Chambre: écoulement d’air tangents à la chambre
Turbine: Dilution des gaz de combustion avec l’air
Quelles sont les qualités d’un carburant?
Fort pouvoir calorifique
Forte masse volumique
Faible inflammabilité à certaines conditions pour la sécurité
Lubrifiant
Prix
C’est quoi le point éclair?
C’est l’inflammation en présence d’étincelle
