Le fonctionnement d’un moteur à réaction - 2e partie

Le fonctionnement d’un moteur à réaction - 2e partie

Ma chronique d‘aujourd’hui traite de l’inversion de la poussée lors des atterrissages, des moteurs Turbo Jet (militaire de type supersonique), et de la post combustion. 

Je débuterai par l’inversion de la poussée des réacteurs. 
Si vous avez déjà pris un vol commercial, vous avez sûrement remarqué que le son des moteurs augmentait dès que l’avion touchait le sol. En fait, les moteurs ne se renversent pas, c’est seulement la poussée qui est inversée. Voyons comment cela fonctionne. Ce sont des trappes qui s’ouvrent afin de rediriger la sortie de l’air vers l’avant au lieu de vers l’arrière. Il existe différents mécanismes, mais le principe demeure le même. 

Regardons ensemble cette petite vidéo  Inverseurs.avi

Vous comprenez maintenant mieux ce qui se passe lors de l’atterrissage.

Les moteurs Turbo Jet
Les besoins des avions militaires sont très différents de ceux des avions de ligne qui utilisent des moteurs de type Turbo Fan. En effet, les avions militaires ne sont pas soumis aux mêmes règles.

Pour n’en nommer que quelques-unes :
1) Pas de limite concernant le son émis par les moteurs 
2) Capacité  dans plusieurs cas de voler en vitesse supersonique 
3) La consommation de kérosène n’est pas limitée à des restrictions  financières

En conséquence, le moteur de type Turbo Jet a une forme un peu différente du turbo fan puisque qu’il n’a pas de fan en avant du moteur. L’air est presqu'entièrement aspiré directement par les compresseurs puis dans les chambres de combustion et finalement, il est propulsé à travers les ailettes des turbines et leur échappement produit la poussée.

Comme vous pouvez le constater, le turbo jet a une surface pénétrante dans l’air beaucoup plus faible, puisqu’il n’a pas de fan à l’avant,  ce qui facilite le vol à très grande vitesse. Remarquez bien à gauche sur le dessin que l’air passe complètement dans le compresseur alors que pour le turbo fan (dessin de droite), la majeure partie de l’air passe directement à l’arrière sans circuler par les compresseurs et les turbines pour délivrer la poussée. 

Petite vidéo explicative comparaison turbo.avi

La post combustion
Dans la majorité des moteurs Turbo Jet des avions militaires, on ajoute cependant une dernière section qui s’appelle la post combustion. Une fois l’air expulsé des turbines, comme la température est encore très élevée,  on y injecte de nouveau du kérosène qui génère une explosion continue. Ce processus engendre une poussée supplémentaire d’environ 40 % avec une consommation supplémentaire de près de 200 % .

En d’autres termes, ça donne une bonne poussée mais ça consomme énormément. Lors de spectacles aériens, il n’est pas rare de voir un avion militaire vider ses réservoirs de kérosène en 15-20 minutes si le pilote utilise au maximum la post combustion. L’usage de la post combustion (After-Burner) est limitée pour le décollage et en combat rapproché.

On n’utilise pas ce type de moteur sur les avions de ligne. Seul le Concorde était équipé de moteur avec post combustion pour le décollage et pour passer à la vitesse du son. Par la suite les pilotes ramenaient les moteurs en mode normal pour diminuer la consommation excessive de carburant. Il faut ajouter que grâce à la post combustion, le Concorde pouvait voler à une altitude de 60,000 pieds à plus de 2 fois la vitesse du son.

Vidéo sur la post combustion afterburners.avi

Ceci complète la seconde partie portant sur les moteurs à réaction. Dans ma prochaine  chronique, on s’installera dans le poste de pilotage  d’un avion de ligne et on verra la procédure pour mettre les moteurs en marche.

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