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Moteur d'avion : Poussée

En utilisant la formule ci-dessous, calculez la force nécessaire pour accélérer une masse de 50 livres de 100 pieds/sec².

F =  MA / G,    F = 50 lb × 100 pi/sec²  /  32,2 pi/sec²,   F = 5 000 lb-pi/sec² /  32,2 pi/sec²,    F = 155 lb


Cela illustre que si la masse de vitesse par seconde est augmentée de 100, la poussée résultante est de 155 livres.


Puisque le turboréacteur accélère l'air, la formule suivante peut être utilisée pour déterminer la poussée du jet :

F = Ms (V2 – V1 ) /   G , où : F = force en livres, Ms = débit massique en lb/sec, V1 = vitesse d'entrée, V2 = vitesse du jet (échappement), V2 – V1 = changement de vitesse ; différence entre la vitesse d'entrée et la vitesse du jet, G = Accélération de la gravité ou 32,2 pieds/sec².


Par exemple, pour utiliser la formule permettant de changer la vitesse de 100 livres de débit d'air massique par seconde de 600 pieds/sec à 800 pieds/sec, la formule peut être appliquée comme suit :  F =  100 livres/sec (800 pieds/sec – 600 pi/sec) / 32,2 pi/sec²,   F =  20 000 lb/sec / 32,2 pi/sec²,  F = 621 lb.


Comme le montre la formule, si le débit d'air massique par seconde et la différence de vitesse de l'air de l'admission à l'échappement sont connus, il est facile de calculer la force nécessaire pour produire le changement de vitesse. Par conséquent, la poussée du moteur doit être égale à la force nécessaire pour accélérer la masse d'air à travers le moteur. Ensuite, en utilisant le symbole « Fn » pour les livres de poussée, la formule devient :  Fn =  Ms (V2 – V1) / G


La poussée d'un moteur à turbine à gaz peut être augmentée par deux méthodes : augmenter le débit massique d'air à travers le moteur ou augmenter la vitesse des gaz. Si la vitesse du turboréacteur reste constante par rapport à l'aéronef, la poussée diminue si l'on augmente la vitesse de l'aéronef. C'est parce que V1 augmente de valeur. Cela ne pose cependant pas de problème sérieux, car à mesure que la vitesse de l'avion augmente, plus d'air pénètre dans le moteur et la vitesse du jet augmente. La poussée nette résultante est presque constante avec l'augmentation de la vitesse.


Le cycle de Brayton est le nom donné au cycle thermodynamique d'un moteur à turbine à gaz pour produire de la poussée. Il s'agit d'un cycle d'événements à volume variable et à pression constante, communément appelé cycle à pression constante. Un terme plus récent est « cycle de combustion continu ». Les quatre événements continus et constants sont l'admission, la compression, l'expansion (y compris la puissance) et l'échappement. Ces cycles sont discutés tels qu'ils s'appliquent à un moteur à turbine à gaz. 


Dans le cycle d'admission, l'air entre à pression ambiante et à volume constant. Il quitte l'admission à une pression accrue et à une diminution de volume. Au niveau de la section compresseur, l'air est reçu de l'admission à une pression accrue, légèrement supérieure à la température ambiante, et une légère diminution de volume. L'air entre dans le compresseur où il est comprimé. Il quitte le compresseur avec une forte augmentation de pression et une forte diminution de volume, créées par l'action mécanique du compresseur. L'étape suivante, la détente, a lieu dans la chambre de combustion en brûlant du carburant, qui dilate l'air en le chauffant. La pression reste relativement constante, mais une nette augmentation de volume se produit. 


Les gaz en expansion se déplacent vers l'arrière à travers l'ensemble turbine et sont convertis de l'énergie de vitesse en énergie mécanique par la turbine. La section d'échappement, qui est un conduit convergent, convertit le volume en expansion et la pression décroissante des gaz en une vitesse finale élevée. La force créée à l'intérieur du moteur pour maintenir ce cycle continu a une réaction égale et opposée (poussée) pour faire avancer l'avion. 



a lieu dans la chambre de combustion en brûlant du carburant, qui dilate l'air en le chauffant. La pression reste relativement constante, mais une nette augmentation de volume se produit. Les gaz en expansion se déplacent vers l'arrière à travers l'ensemble turbine et sont convertis de l'énergie de vitesse en énergie mécanique par la turbine. La section d'échappement, qui est un conduit convergent, convertit le volume en expansion et la pression décroissante des gaz en une vitesse finale élevée. La force créée à l'intérieur du moteur pour maintenir ce cycle continu a une réaction égale et opposée (poussée) pour faire avancer l'avion. 



a lieu dans la chambre de combustion en brûlant du carburant, qui dilate l'air en le chauffant. La pression reste relativement constante, mais une nette augmentation de volume se produit. Les gaz en expansion se déplacent vers l'arrière à travers l'ensemble turbine et sont convertis de l'énergie de vitesse en énergie mécanique par la turbine. La section d'échappement, qui est un conduit convergent, convertit le volume en expansion et la pression décroissante des gaz en une vitesse finale élevée. La force créée à l'intérieur du moteur pour maintenir ce cycle continu a une réaction égale et opposée (poussée) pour faire avancer l'avion. 



Les gaz en expansion se déplacent vers l'arrière à travers l'ensemble turbine et sont convertis de l'énergie de vitesse en énergie mécanique par la turbine. La section d'échappement, qui est un conduit convergent, convertit le volume en expansion et la pression décroissante des gaz en une vitesse finale élevée. La force créée à l'intérieur du moteur pour maintenir ce cycle continu a une réaction égale et opposée (poussée) pour faire avancer l'avion. Les gaz en expansion se déplacent vers l'arrière à travers l'ensemble turbine et sont convertis de l'énergie de vitesse en énergie mécanique par la turbine. 



La section d'échappement, qui est un conduit convergent, convertit le volume en expansion et la pression décroissante des gaz en une vitesse finale élevée. La force créée à l'intérieur du moteur pour maintenir ce cycle continu a une réaction égale et opposée (poussée) pour faire avancer l'avion. 


Le principe de Bernoulli (chaque fois qu'un flux de fluide quelconque voit sa vitesse augmentée en un point donné, la pression du flux à ce point est inférieure à celle du reste du flux) est appliqué aux moteurs à turbine à gaz grâce à la conception de conduits d'air convergents et divergents . Le conduit convergent augmente la vitesse et diminue la pression. Le conduit divergent diminue la vitesse et augmente la pression. Le principe convergent est généralement utilisé pour la tuyère d'échappement. Le principe divergent est utilisé dans le compresseur et le diffuseur où l'air ralentit et se pressurise. 



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