Turboréacteur à double flux

Schéma de fonctionnement d'un turbofan de grand rapport de dérivation

Les moteurs d'aviation type turbofan (en anglais turbofan) ou turbo ventilador sont une génération de moteurs de réaction qu'il a remplacé aux turboréacteurs. ils aussi s'ont l'habitude d'appeler turboréacteurs de double flux.

Ils se caractérisent par disposer d'un ventilateur dans la part frontale du moteur. L'air entrante se divise en deux chemins: flux d'air primaire et flux secondaire ou flux dérivé. Le flux primaire pénètre au noyau du moteur —compressors et turbinas— et le flux secondaire se dérive à un conduit annuler extérieur et concentrico avec le noyau. Les turbofans ont divers avantages à l'égard des turboréacteurs: ils consomment moins combustible, ce que les fait plus économiques, produisent moindre pollution et ils réduisent le bruit environnemental.

L'indice de derivation, aussi appelée relation de derivation, est le consciente de la masse du flux secondaire entre la de le primaire. Il s'obtient en divisant les sections transversales d'entrée à ses respectifs conduits.

En des avions civils il a l'habitude d'intéresser maintenir des indices de derivation grands puisque diminuent le bruit, la pollution, la consommation spécifique de combustible et ils augmentent le rendement. Pourtant, augmenter le flux secondaire il réduit l'il pousse spécifique à vitesses proches ou supérieures aux du son, par ce que pour aéronefs militaires supersoniques ils s'utilisent des moteurs turbofan de bas indice de derivation.

Le turbofan plus puissant actuellement est le Général Electric GE90-115B avec 512 kN de pousse.

Classement

Turbofan De bas indice de derivation

Général Electric F110, exemple de turbofan de bas indice de derivation, usé en des avions de combat.

Son indice de derivation est entre 0.2 et 2. Il a été le premier en se développer et il est allé largement utilisé dans l'aviation civile jusqu'à ce que s'a substitué par les de grande derivation. Il est habituel qu'existe un Tête de fourche tout au long de tout le conduit du flux secondaire jusqu'à la tobera du moteur. Ils opèrent de forme optimale entre Mach 1 et Mach 2, par ce que dans l'actualité s'utilisent principalement en aviation militaire. Pourtant, quelques aéronefs commerciaux continuent à faire usage d'ils, aussi bien que le MD-83 avec le Pratt & Whitney JT8D et le Fokker 100 avec le Rolls-Royce Tay.

Turbofan De grand indice de derivation

Général Electric CF6, exemple de turbofan de grand indice de derivation, usé en des avions commerciaux.

Ils possèdent un indice de derivation considérablement supérieur (majeur que 5). Ces moteurs représentent une génération une plus moderne, spécialement usés en des aéronefs civils. La majeure part du pousse, autour de 80 %, provient du premier compressor ou ventilateur, qu'a une fonction fondamentalement propulsif, similaire à une hélice. Il est situé en la part devant du moteur et mû par un axe relié à la dernière étape de la turbina. Le restant 20 % de la force conduite provient des gaz d'échappe de la tuyère. Les plus récents ont un indice de derivation autour de 10, aussi bien que ceux qui usent le Boeing 787 ou l'Airbus 380.

En des moteurs avec des relations de derivation très grandes, surtout joins à des relations de compression aussi élevées, apparaissent des problèmes design en raison de que le ventilateur doit tourner à une vitesse très inférieure aux compressors et turbinas d'haute pression. Par ce motif, ils ont l'habitude d'incorporer deux axes concentriques que permettent ajuster les vitesses de roulement de forme indépendante.

Soufflante non-carénée

Diagramme De fonctionnement d'un moteur Soufflante non-carénée

Le moteur Soufflante non-carénée indice de derivation, est un mélange entre un turbofan et un turbopropulseur. Il consiste à un turbofan avec une hélice découverte couplée à la turbina. Cette création prétend offrir la vitesse d'un turbofan joins avec l'efficacité d'un turbopropulseur.

Malgré le fait qu'il a été posé pendant la crise du pétrole de 1979 aussi bien qu'une alternative économique aux moteurs de l'époque, n'a pas terminé de convaincre entre les fabricants en raison du bruit qu'émettaient, les fortes vibrations qui produisent la fatigue du matériaux et le danger qui comporte l'usage de hélices au découvert.

Dans les derniers ans il est en train de revenir à récupérer certain intérêt; Général Electric s'est en posant équiper au Cessna Citation avec ces moteurs et l'assembla avec des prototypes postérieurs au Boeing 787 et à l'Airbus A350.

Composantes

• Entrée d'air: il est la première étape du procès de propulsion. Il a l'habitude d'être une ouverture circulaire et lissé par où se ramasse l'air.
• Ventilateur: situé à la tête du moteur, est un compressor de majeure taille que les autres, ce que permet diviser l'air entrante en deux flux. Le courant primaire passe à travers les compressors de baisse et haute pression.
• Compressors: Avec une création similaire au ventilateur frontal mais plus petits, sa fonction est augmenter la pression de l'air avant d'entrer dans la caméra de combustion. Ils s'ont l'habitude d'utiliser compressors de baisse et haute pression que tournent autour d'axes concentriques, ce que permet ajuster la vitesse de roulement dans chaque étape pour incrémenter le rendement.
• Caméra de combustion: avec une forme circulaire, est le lieu où l'air pressurisé se mêle avec le combustible et il se brûle. Le résultat de cette combustion ils sont gaz d'échappe chauds que meuvent les turbinas.
• Turbinas: L'air chaud qui sort de la caméra passe à travers les Aubes de diverse turbinas, en faisant tourner les axes qu'ils meuvent les compressors et le ventilateur. Dans les moteurs de bas indice de derivation le compressor de dépression et le ventilateur se meuvent moyennant un même axe, alors qu'en les d'indice grand se dispose d'un axe pour chaque composante: ventilateur, compressors de dépression et compressors d'haute pression.
• Tobera: Il est un petit orificio situé dans la part postérieure du moteur. Les étroits murs de la tobera forcent à l'air à se accélérer, en produisant poussez en raison du principe d'action et réaction. En général, une augmentation dans la relation de derivation amène comme conséquence une moindre participation de la tobera en le pousse total du moteur.
• Conduit du flux secondaire: il entoure concentriquement au noyau du moteur. Ses murs internes et externes sont soigneusement profilées pour minimiser la perte d'énergie du flux secondaire d'air et optimizer son mélange avec l'échappez du flux primaire.

Systèmes

Système antigel

Lorsque le avion vole dans une atmosphère humide et à une température prochaine au point de congélation de l'eau, cette humidité se dépose dans les surfaces de l'avion en forme de gel. Ceci perturbe le flux d'air en raison de la génération de tourbillon, déséquilibre l'aéronef, il produit des vibrations et il facilite l'entrée en perte.

Les turbofans sont équipés avec un système qu'il élimine le gel accumulé (fonte) et il empêche sa formation (antigel). Les deux fonctions se réalisent moyennant le saignement d'air chaud du compressor, c'est-à-dire, se dévie à autres parts du moteur ou du reste de l'avion (pour rénovation de l'air intérieur et pressurisation de la cabine). Les composants situés derrière le ventilateur se vont en chauffant pendant l'opération normale du moteur, de sorte que le gel seulement s'accumule à des vitesses de roulement basses et il n'est pas nécessaire décongeler. C'est pour cela que, l'air se conduit jusqu'à l'entrée d'air et autres points susceptibles de souffrir congélation, généralement le ventilateur.

Incident du TACA 110

Le vol 110 de TACA a été un vol régler commercial international opéré par TACA Airlines, en voyageant du Belize à Nouvelle-Orléans. Le 24 mai 1988, s'a tombé sur avec des fortes précipitations, grêle, et turbulence. À 16 500 pieds (5029.2 m), et malgré actif configuré correctement les deux moteurs, ceux-ci ils s'ont éteints, en laissant à l'avion en planant et sans puissance électrique quelqu'une. Il s'a fait appel à l'unité de puissance auxiliaire lorsque le avion passait à 10 500 pieds (3200.4 m), en restaurant la puissance électrique, et les pilotes ils ont remporté effectuer un stupéfiant atterrissage d'émergence satisfaisant sans des moteurs dans l'Installation de Montage de Michoud de la NASA à Nouvelle-Orléans. il n'a pas eu des blessés et l'aéronef a terminé sans le mineur éraflure; sauf le dommage dans les moteurs causé par la ingestion de grêle, et le déclaration de son moteur du côté droit (nombre 2).

L'incident du TACA 110 a servi pour un rediscover des moteurs et le développement de systèmes FADEC (sigle de l'anglais full authority digital electronics contrôle), de cette forme se prévoit que similaires conditions météorologiques ne produiront pas une sortie de service des compulsoires.

Système d'arraché

Lorsque le moteur est arrêté en terroir, précise une source externe d'alimentation pour que le compressor commencez à faire pivoter et le combustible lui fournisse l'énergie qu'il précise. Si le combustible se brûlât dans un moteur sans roulement, ce se enchanter et ne produirait pas aucun flux significatif.

Pour éviter ceci, se monte un moteur d'arraché pneumatique dans la caisse accessoire que se nourrit avec air originaire d'un autre moteur, de la APU ou depuis terroir. ils aussi existent des moteurs d'arraché électriques, moins habituels en raison de son élevé poids.

Le flux de combustible se contrôle soigneusement pour s'adapter à la basse efficacité du compressor à des basses révolutions et se réalisent saignement jusqu'à ce qu'acquiert une vitesse auto sustainable. Pendant ce procès est possible que le moteur semblez n'être en train d'accélérer absolument pas. Une fois obtenue cette vitesse, se découples le moteur d'arraché pour éviter dommages par opération prolongée.

Égards écologiques

L'incorporation des turbofan dans les avions modernes est une grande avance pour l'équilibre écologique des mêmes, en raison de que ils utilisent comme combustible JET À 1, un développement beaucoup plus écologique que le JP 1 utilisé en les turboréacteurs. La capacité des moteurs turbofan est beaucoup de majeur en utilisant un moindre pourcentage de combustible. Le compressor prend un 100 % d'air pour comprimer divisé en deux parts: une d'elles il passe directement au secteur de carburation et turbinas et 30 % que sera comprimé, combiné avec le combustible pour générer la carburation nécessaire en éliminant en l'échappe un 100 % d'air chaud que stimulera à l'avion. Donc, de l'air chaud que s'expulse seulement 30 % il a été mêlé avec combustible.

Voir aussi

• Relation de derivation
• Moteur d'aviation
• Pulsoréacteur
• Turbocompresseur
• Turboréacteur
• Statoréacteur

Liens externes

• Página de la NASA sobre motores turbofan