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Moteur d'avion : section de combustion

La section de combustion abrite le processus de combustion, qui élève la température de l'air traversant le moteur. Ce processus libère de l'énergie contenue dans le mélange air/carburant. La majeure partie de cette énergie est nécessaire au niveau de la turbine ou des étages de turbine pour entraîner le compresseur. Environ 2/3 de l'énergie est utilisée pour entraîner le compresseur du générateur de gaz. L'énergie restante passe par les étages de turbine restants qui absorbent une plus grande partie de l'énergie pour entraîner le ventilateur, l'arbre de sortie ou l'hélice. Seul le turboréacteur pur permet à l'air de créer toute la poussée ou propulsion en sortant par l'arrière du moteur sous la forme d'un jet à grande vitesse. Ces autres types de moteurs ont une certaine vitesse de jet à l'arrière du moteur, mais la majeure partie de la poussée ou de la puissance est générée par les étages de turbine supplémentaires entraînant un grand ventilateur, une hélice ou des pales de rotor d'hélicoptère.


La fonction principale de la section de combustion est, bien sûr, de brûler le mélange combustible/air, ajoutant ainsi de l'énergie thermique à l'air. Pour le faire efficacement, la chambre de combustion doit :


• Fournir les moyens d'un mélange correct du carburant et de l'air pour assurer une bonne combustion, • Brûler ce mélange efficacement, • Refroidir les produits de combustion chauds à une température que les aubes directrices/aubes directrices d'entrée de la turbine peuvent supporter dans les conditions de fonctionnement, et • Livrer le gaz chauds vers la section turbine.


L'emplacement de la section de combustion se situe directement entre le compresseur et les sections de turbine. Les chambres de combustion sont toujours disposées coaxialement au compresseur et à la turbine, quel que soit leur type, car les chambres doivent être en position de passage pour fonctionner efficacement. Toutes les chambres de combustion contiennent les mêmes éléments de base : 1. Carter 2. Chemise intérieure perforée 3. Système d'injection de carburant 4. Quelques moyens pour l'allumage initial 5. Système de vidange de carburant pour évacuer le carburant non brûlé après l'arrêt du moteur.


Il existe actuellement trois types de base de chambres de combustion, les variations au sein du type n'étant que détaillées. Ces types sont : 1. Type can 2. Type can-annulaire 3. Type annulaire.


La chambre de combustion de type can est typique du type utilisé sur les turbomoteurs et les APU. Chacune des chambres de combustion de type bidon se compose d'un boîtier extérieur ou d'un boîtier, à l'intérieur duquel se trouve une chemise de chambre de combustion ou une chemise intérieure en acier inoxydable perforé (très résistant à la chaleur). Le boîtier extérieur est retiré pour faciliter le remplacement de la doublure.


Les moteurs plus anciens avec plusieurs boîtes de combustion avaient chaque boîte avec un tube d'interconnexion (propagation de la flamme), qui était une partie nécessaire des chambres de combustion de type boîte. Étant donné que chaque boîte est un brûleur séparé fonctionnant indépendamment des autres boîtes, il doit y avoir un moyen de propager la combustion lors de l'opération de démarrage initiale. Ceci est accompli en interconnectant toutes les chambres. Lorsque la flamme est amorcée par les bougies d'allumage dans deux des chambres inférieures, elle passe à travers les tubes et enflamme le mélange combustible dans la chambre adjacente et continue jusqu'à ce que toutes les chambres brûlent.


Les tubes à flamme varient dans les détails de construction d'un moteur à l'autre, bien que les composants de base soient presque identiques. Les allumeurs à étincelle précédemment mentionnés sont normalement au nombre de deux et sont situés dans deux des chambres de combustion de type boîte.


Une autre exigence très importante dans la construction des chambres de combustion est de prévoir les moyens de vidanger le combustible non brûlé. Ce drainage empêche les dépôts de gomme dans le collecteur de carburant, les buses et les chambres de combustion. Ces dépôts sont causés par les résidus laissés lors de l'évaporation du carburant. Probablement le plus important est le danger d'après-feu si le combustible est autorisé à s'accumuler après l'arrêt. Si le carburant n'est pas vidangé, il est fort possible qu'à la prochaine tentative de démarrage, l'excès de carburant dans la chambre de combustion s'enflamme et que la température des gaz d'échappement dépasse les limites de fonctionnement sûres.


Les chemises des chambres de combustion de type boîte ont des perforations de différentes tailles et formes, chaque trou ayant un but et un effet spécifiques sur la propagation de la flamme à l'intérieur de la chemise. L'air entrant dans la chambre de combustion est divisé par les trous, persiennes et fentes appropriés en deux flux principaux : l'air primaire et l'air secondaire. L'air primaire ou de combustion est dirigé à l'intérieur de la chemise à l'extrémité avant, où il se mélange au carburant et est brûlé. L'air secondaire ou de refroidissement passe entre l'enveloppe extérieure et la chemise et rejoint les gaz de combustion à travers des trous plus grands vers l'arrière de la chemise, refroidissant les gaz de combustion d'environ 3 500 °F à près de 1 500 °F. Pour faciliter l'atomisation du combustible, des trous sont prévus autour de la buse de combustible dans le dôme ou l'extrémité d'entrée de la chemise de chambre de combustion de type boîte. Des persiennes sont également prévues le long de la longueur axiale des chemises pour diriger une couche d'air de refroidissement le long de la paroi intérieure de la chemise. Cette couche d'air a également tendance à contrôler le motif de la flamme en la maintenant centrée dans le revêtement, empêchant ainsi la combustion des parois du revêtement. La figure illustre la chemise de chambre de combustion annulaire.


Certaines dispositions sont toujours prises dans le boîtier de la chambre de combustion pour l'installation d'un injecteur de carburant. La buse de carburant délivre le carburant dans la chemise sous forme de pulvérisation finement atomisée. Plus le spray est atomisé, plus le processus de combustion est rapide et efficace. Deux types de gicleurs combustibles actuellement utilisés dans les différents types de chambres de combustion sont le gicleur simplex et le gicleur duplex.


Les bougies d'allumage de la chambre de combustion annulaire sont du même type de base utilisé dans les chambres de combustion de type boîte, bien que les détails de construction puissent varier. Il y a généralement deux allumeurs montés sur le bossage prévu sur chacun des boîtiers de chambre. Les allumeurs doivent être suffisamment longs pour dépasser du boîtier dans la chambre de combustion.


Les brûleurs sont reliés entre eux par des tubes à flamme en saillie qui facilitent le processus de démarrage du moteur comme mentionné précédemment dans la familiarisation avec la chambre de combustion de type canette. Les tubes à flamme fonctionnent de manière identique à ceux discutés précédemment, ne différant que par les détails de construction.

Moteur d'avion : section de combustion


La chambre de combustion can-annulaire n'est pas utilisée dans les moteurs modernes. La face avant de chaque chambre présente six ouvertures, qui s'alignent avec les six injecteurs de carburant du groupe d'injecteurs de carburant correspondant. Ces buses sont du type à double orifice (duplex) nécessitant l'utilisation d'un diviseur de débit (soupape de mise sous pression), comme mentionné dans la discussion sur la chambre de combustion de type boîte. Autour de chaque buse se trouvent des aubes de pré-tourbillon pour conférer un mouvement tourbillonnant au jet de carburant, ce qui se traduit par une meilleure atomisation du carburant, une meilleure combustion et une meilleure efficacité. Les aubes tourbillonnantes fonctionnent pour fournir deux effets indispensables à la bonne propagation de la flamme :  1 Vitesse de flamme élevée — meilleur mélange d'air et de combustible, assurant une combustion spontanée. 2 Faible vitesse de l'air dans le sens axial — le tourbillonnement élimine le mouvement trop rapide de la flamme dans le sens axial.


Les aubes tourbillonnantes facilitent grandement la propagation de la flamme, car un degré élevé de turbulence dans les premières étapes de combustion et de refroidissement est souhaitable. Le mélange mécanique vigoureux de la vapeur de carburant avec l'air primaire est nécessaire, car le mélange par diffusion seule est trop lent. Ce même mélange mécanique est également établi par d'autres moyens, comme la mise en place de crépines grossières en sortie de diffuseur, comme c'est le cas dans la plupart des moteurs à flux axial.


Les chambres de combustion annulaires peuvent également avoir les vannes de vidange de carburant requises situées dans deux ou plusieurs des chambres inférieures, assurant un drainage approprié et l'élimination de la combustion résiduelle de carburant au prochain démarrage.


Le flux d'air à travers les trous et les persiennes des chambres canannulaires est presque identique au flux à travers d'autres types de brûleurs. Des déflecteurs spéciaux sont utilisés pour faire tourbillonner le flux d'air de combustion et lui donner de la turbulence. La figure montre le débit de l'air de combustion, de l'air de refroidissement du métal et de l'air de refroidissement du diluant ou du gaz. Le sens du flux d'air est indiqué par les flèches. 


Les composants de base d'une chambre de combustion annulaire sont un boîtier et une chemise, comme dans le type canette. La chemise se compose d'un carénage circulaire non divisé s'étendant tout autour de l'extérieur du carter d'arbre de turbine. La chambre est construite avec des matériaux résistants à la chaleur, qui sont parfois recouverts de matériaux de barrière thermique, tels que des matériaux céramiques. La chambre de combustion annulaire est illustrée sur la figure. Les moteurs à turbine modernes ont généralement une chambre de combustion annulaire. Comme on peut le voir sur la figure, la chambre de combustion annulaire utilise également des persiennes et des trous pour empêcher la flamme d'entrer en contact avec le côté de la chambre de combustion.  


Section des turbines 

La turbine transforme une partie de l'énergie cinétique (vitesse) des gaz d'échappement en énergie mécanique pour entraîner le compresseur du générateur de gaz et ses accessoires. Le seul but de la turbine du générateur de gaz est d'absorber environ 60 à 70 % de l'énergie de pression totale des gaz d'échappement. La quantité exacte d'absorption d'énergie au niveau de la turbine est déterminée par la charge entraînée par la turbine (c'est-à-dire la taille et le type de compresseur, le nombre d'accessoires et la charge appliquée par les autres étages de la turbine). Ces étages de turbine peuvent être utilisés pour entraîner un compresseur basse pression (ventilateur), une hélice et un arbre. La section de turbine d'un moteur à turbine à gaz est située à l'arrière ou en aval de la chambre de combustion. Plus précisément, il se trouve directement derrière la sortie de la chambre de combustion.


L'ensemble turbine se compose de deux éléments de base : les aubes directrices d'entrée de turbine et le disque de turbine. L'élément de stator est connu sous une variété de noms, parmi lesquels les aubes de tuyère d'entrée de turbine, les aubes directrices d'entrée de turbine et le diaphragme de tuyère sont trois des plus couramment utilisés. Les aubes de distributeur d'entrée de turbine sont situées directement à l'arrière des chambres de combustion et immédiatement à l'avant de la roue de turbine. Il s'agit de la température la plus élevée ou la plus chaude qui entre en contact avec les composants métalliques du moteur. La température d'entrée de la turbine doit être contrôlée, sinon les aubes d'entrée de la turbine seront endommagées. 


Une fois que la chambre de combustion a introduit l'énergie thermique dans le flux d'air massique et l'a distribuée uniformément aux buses d'entrée de la turbine, les buses doivent préparer le flux d'air massique pour entraîner le rotor de la turbine. Les aubes fixes des tuyères d'entrée de turbine sont profilées et réglées à un angle tel qu'elles forment un certain nombre de petites tuyères déchargeant du gaz à une vitesse extrêmement élevée; ainsi, la buse convertit une partie variable de l'énergie de chaleur et de pression en énergie de vitesse qui peut ensuite être convertie en énergie mécanique à travers les aubes de turbine.


Il existe trois types d'aubes de turbine : l'aube de turbine à impulsion, l'aube de turbine à réaction et l'aube de turbine à réaction-impulsion. L'aube de turbine à impulsion est également appelée aube. En effet, lorsque le flux d'air frappe le centre de la pale, il change la direction de l'énergie car il fait tourner les pales sur le disque et l'arbre du rotor. Les aubes directrices de distributeur de turbine peuvent généralement être ajustées lors de la révision et du montage du moteur afin d'augmenter l'efficacité du flux d'air frappant les aubes ou les aubes de la turbine.


Les aubes de turbine à réaction font tourner le disque par l'action aérodynamique du flux d'air dirigé pour s'écouler devant l'aube selon un angle particulier afin de développer la puissance la plus efficace du moteur à turbine.



L'aube de turbine à réaction-impulsion combine l'action des conceptions d'aubes à impulsion et à réaction. La pale a plus la forme de godet de la pale d'impulsion au niveau du pied de pale et elle a également plus la forme d'un profil aérodynamique de la pale de réaction sur la seconde moitié de la pale vers l'extrémité extérieure de la pale.


Le deuxième objectif de la tuyère d'entrée de turbine est de dévier les gaz selon un angle spécifique dans le sens de rotation de la roue de turbine. Etant donné que le flux de gaz provenant de la tuyère doit entrer dans le passage de l'aube de turbine pendant qu'elle est encore en rotation, il est essentiel de diriger le gaz dans le sens général de rotation de la turbine. 


L'ensemble tuyère d'entrée de turbine est constitué d'une virole intérieure et d'une virole extérieure entre lesquelles sont fixées les aubes de tuyère. Le nombre et la taille des aubes d'admission utilisées varient selon les différents types et tailles de moteurs. La figure illustre des tuyères d'entrée de turbine typiques avec des aubes lâches et soudées. Les aubes du distributeur d'entrée de turbine peuvent être assemblées entre les viroles ou anneaux extérieur et intérieur de diverses manières. Bien que les éléments réels puissent varier légèrement en termes de configuration et de caractéristiques de construction, il existe une caractéristique propre à toutes les tuyères d'entrée de turbine : les aubes de tuyère doivent être construites pour permettre la dilatation thermique. Sinon, il y aurait une distorsion ou un gauchissement important des composants métalliques en raison des changements rapides de température. La dilatation thermique des tuyères de turbine est réalisée par l'une de plusieurs méthodes.


Chaque aube s'insère dans une fente profilée dans les haubans, qui se conforme à la forme du profil aérodynamique de l'aube. Ces fentes sont légèrement plus grandes que les aubes pour donner un ajustement lâche. Pour un soutien supplémentaire, les haubans intérieur et extérieur sont entourés d'anneaux de support intérieur et extérieur, qui offrent une résistance et une rigidité accrues. Ces anneaux de support facilitent également le retrait des aubes de tuyère en tant qu'unité. Sans les anneaux, les aubes pourraient tomber lors du retrait des haubans.


Une autre méthode de construction par dilatation thermique consiste à adapter les aubes dans les carénages intérieur et extérieur; cependant, dans cette méthode, les aubes sont soudées ou rivetées en place. Certains moyens doivent être prévus pour permettre la dilatation thermique ; par conséquent, l'anneau de carénage intérieur ou extérieur est coupé en segments. Les traits de scie séparant les segments permettent une expansion suffisante pour éviter les contraintes et le gauchissement des aubes.


L'élément rotor de la section turbine est essentiellement constitué d'un arbre et d'une roue. La roue de turbine est une unité dynamiquement équilibrée composée d'aubes fixées à un disque rotatif. Le disque, à son tour, est fixé à l'arbre principal de transmission de puissance du moteur. Les gaz d'échappement sortant des aubes de distributeur d'entrée de turbine agissent sur les aubes de la roue de turbine, provoquant la rotation de l'ensemble à une vitesse très élevée. La vitesse de rotation élevée impose des charges centrifuges sévères sur la roue de turbine et, en même temps, les températures élevées entraînent une diminution de la résistance du matériau. Par conséquent, la vitesse et la température du moteur doivent être contrôlées pour maintenir le fonctionnement de la turbine dans des limites de sécurité.


Le disque de turbine est dit sans aubes. Lorsque les aubes de turbine sont installées, le disque devient alors la roue de turbine. Le disque sert d'élément d'ancrage pour les aubes de turbine. Le disque étant boulonné ou soudé à l'arbre, les aubes peuvent transmettre à l'arbre du rotor l'énergie qu'elles extraient des gaz d'échappement.


La jante du disque est exposée aux gaz chauds traversant les aubes et absorbe une chaleur considérable de ces gaz. De plus, la jante absorbe également la chaleur des aubes de turbine par conduction. Par conséquent, les températures du bord du disque sont normalement élevées et bien au-dessus des températures de la partie interne la plus éloignée du disque. Du fait de ces gradients de température, des contraintes thermiques s'ajoutent aux contraintes de rotation. De plus, les aubes de turbine sont généralement plus susceptibles d'être endommagées en fonctionnement que les aubes de compresseur en raison de l'exposition à des températures élevées. Il existe différentes méthodes pour soulager, au moins partiellement, les contraintes précitées. Une de ces méthodes consiste à renvoyer l'air de refroidissement sur la face du disque.


Une autre méthode de soulagement des contraintes thermiques du disque est accessoire à l'installation de la lame. Une série de rainures ou d'encoches, conformes à la conception du pied d'aube, sont percées dans la jante du disque. Ces rainures permettent la fixation des aubes de turbine au disque ; en même temps, un espace est fourni par les encoches pour la dilatation thermique du disque. Un jeu suffisant existe entre le pied d'aube et l'encoche pour permettre le mouvement de l'aube de turbine lorsque le disque est froid. Lors du fonctionnement du moteur, la dilatation du disque diminue le jeu. Cela amène le pied de pale à s'ajuster étroitement dans le bord du disque. 


L'arbre de la turbine est généralement fabriqué en acier allié. Il doit être capable d'absorber les charges de couple élevées qui s'exercent sur lui. Les méthodes de connexion de l'arbre au disque de turbine varient. Dans un procédé, l'arbre est soudé au disque, qui a un bout ou une saillie prévu pour le joint. Une autre méthode consiste à boulonner. Cette méthode nécessite que l'arbre ait un moyeu qui s'adapte à une surface usinée sur la face du disque. Ensuite, les boulons sont insérés dans des trous du moyeu de l'arbre et ancrés dans des trous taraudés du disque. Parmi les deux méthodes de connexion, le boulonnage est le plus courant.

Moteur d'avion : section de combustion


L'arbre de la turbine doit avoir des moyens de fixation au moyeu du rotor du compresseur. Ceci est généralement accompli par une coupe cannelée à l'extrémité avant de l'arbre. La cannelure s'insère dans un dispositif d'accouplement entre les arbres du compresseur et de la turbine. Si un accouplement n'est pas utilisé, l'extrémité cannelée de l'arbre de la turbine peut s'insérer dans un évidement cannelé du moyeu du rotor du compresseur. Cet agencement d'accouplement cannelé est utilisé presque exclusivement avec les moteurs à compresseur centrifuge, tandis que les moteurs à compresseur axial peuvent utiliser l'une ou l'autre de ces méthodes décrites.


Il existe différentes manières de fixer les aubes de turbine, certaines similaires à la fixation des aubes de compresseur. La méthode la plus satisfaisante utilise la conception en sapin.


Les lames sont retenues dans leurs rainures respectives par une variété de méthodes, dont les plus courantes sont le martelage, le soudage, les languettes de verrouillage et le rivetage. La figure montre une roue de turbine typique utilisant des rivets pour retenir les aubes.


La méthode de martelage de maintien de la lame est fréquemment utilisée de diverses manières. L'une des applications les plus courantes du grenaillage nécessite qu'une petite encoche soit meulée dans le bord du pied de sapin de la lame avant l'installation de la lame. Une fois la lame insérée dans le disque, l'encoche est remplie par le métal du disque, qui y est "coulé" par un petit poinçon fait dans le disque à côté de l'encoche. L'outil utilisé pour ce travail est similaire à un poinçon central.


Une autre méthode de maintien d'aube consiste à construire le pied d'aube de manière à ce qu'il contienne tous les éléments nécessaires à son maintien. Cette méthode utilise le pied de lame comme butée réalisée à une extrémité du pied afin que la lame puisse être insérée et retirée dans un seul sens, tandis qu'à l'extrémité opposée se trouve une soie. Cette soie est pliée pour fixer la lame dans le disque.


Les aubes de turbine peuvent être forgées ou coulées, selon la composition des alliages. La plupart des lames sont moulées avec précision et finies à la forme désirée. De nombreuses aubes de turbine sont coulées en monocristal, ce qui confère aux aubes de meilleures propriétés de résistance et de chaleur. Le revêtement de barrière thermique, tel que le revêtement en céramique, et le refroidissement par flux d'air aident à maintenir les aubes de turbine et les buses d'admission plus froides. Cela permet d'augmenter la température d'échappement, augmentant ainsi l'efficacité du moteur. La figure montre une aube de turbine avec des trous d'air à des fins de refroidissement.


La plupart des turbines sont ouvertes sur le périmètre extérieur des pales ; cependant, un deuxième type appelé turbine carénée est parfois utilisé. Les aubes de turbine carénées forment en effet une bande autour du périmètre extérieur de la roue de turbine. Cela améliore l'efficacité et les caractéristiques de vibration et permet des poids d'étage plus légers. En revanche, il limite la vitesse de la turbine et nécessite plus d'aubes. 


Dans la construction d'un rotor de turbine, il devient parfois nécessaire d'utiliser des turbines à plus d'un étage. Une seule roue de turbine ne peut souvent pas absorber suffisamment de puissance des gaz d'échappement pour entraîner les composants dépendant de la turbine pour la puissance de rotation; ainsi, il est nécessaire d'ajouter des étages de turbine supplémentaires.


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Un étage de turbine se compose d'une rangée d'aubes fixes ou de buses, suivie d'une rangée d'aubes rotatives. Dans certains modèles de turbopropulseurs, jusqu'à cinq étages de turbine ont été utilisés avec succès. Rappelons que, quel que soit le nombre de roues nécessaires à l'entraînement des organes du moteur, il y a toujours une tuyère de turbine précédant chaque roue.


Comme cela a été mis en évidence dans la discussion précédente sur les étages de turbine, l'utilisation occasionnelle de plus d'une roue de turbine est justifiée en cas de fortes charges de rotation. Il convient également de souligner que les mêmes charges qui nécessitent des turbines à plusieurs étages rendent souvent avantageux l'incorporation de plusieurs rotors de compresseur.


Dans la turbine à rotor à un étage, la puissance est développée par un rotor de turbine et toutes les pièces entraînées par le moteur sont entraînées par cette roue unique. Cette disposition est utilisée sur les moteurs où le besoin de faible poids et de compacité prédomine. Il s'agit de la version la plus simple du turboréacteur pur.  


Une turbine à plusieurs étages est représentée sur la figure. Dans les moteurs à plusieurs bobines, chaque bobine a son propre ensemble d'étages de turbine. Chaque ensemble d'étages de turbine fait tourner le compresseur qui lui est attaché. La plupart des turbosoufflantes ont deux corps : basse pression (arbre de soufflante à quelques étages de compression et turbine pour l'entraîner) et haute pression (arbre de compresseur haute pression et turbine haute pression).


L'élément restant à discuter concernant la familiarisation avec la turbine est le carter ou carter de la turbine. Le carter de turbine renferme la roue de turbine et l'ensemble d'aubes de distributeur, et en même temps fournit un support direct ou indirect aux éléments de stator de la section de turbine. Il a toujours des brides prévues à l'avant et à l'arrière pour boulonner l'ensemble au boîtier de la chambre de combustion et à l'ensemble du cône d'échappement, respectivement.


Section d'échappement 

La section d'échappement du moteur à turbine à gaz se compose de plusieurs composants. Bien que les composants aient des objectifs particuliers, ils ont également une fonction commune : ils doivent diriger le flux de gaz chauds vers l'arrière de manière à éviter les turbulences et, en même temps, conférer une vitesse finale ou de sortie élevée aux gaz. Dans l'exécution des diverses fonctions, chacun des composants affecte le flux de gaz de différentes manières. La section d'échappement est située directement derrière la section de turbine et se termine lorsque les gaz sont éjectés à l'arrière sous la forme d'un gaz d'échappement à grande vitesse. Les composants de la section d'échappement comprennent le cône d'échappement, le tuyau d'échappement (si nécessaire) et la buse d'échappement. Le cône d'échappement recueille les gaz d'échappement évacués de la section de turbine et les convertit progressivement en un flux solide de gaz. Ce faisant, la vitesse des gaz est légèrement diminuée et la pression augmentée. Cela est dû au passage divergent entre le conduit extérieur et le cône intérieur ; c'est-à-dire que la zone annulaire entre les deux unités augmente vers l'arrière. L'ensemble de cône d'échappement se compose d'une coque ou d'un conduit extérieur, d'un cône intérieur, de trois ou quatre entretoises ou ailettes creuses radiales et du nombre nécessaire de tirants pour aider les entretoises à soutenir le cône intérieur depuis le conduit extérieur.


L'enveloppe extérieure ou le conduit est généralement en acier inoxydable et est fixé à la bride arrière du carter de turbine. Cet élément collecte les gaz d'échappement et les refoule directement vers la tuyère d'échappement. Le conduit doit être construit pour inclure des caractéristiques telles qu'un nombre prédéterminé de bossages de thermocouple pour l'installation de thermocouples de température d'échappement, et il doit également y avoir des trous d'insertion pour les tirants de support. Dans certains cas, les tirants ne sont pas utilisés pour supporter le cône intérieur. Si tel est le cas, les entretoises creuses constituent le seul support du cône intérieur, les entretoises étant soudées par points en position à la surface intérieure du conduit et au cône intérieur, respectivement. Les entretoises radiales ont en fait une double fonction. Ils supportent non seulement le cône intérieur dans le conduit d'échappement,


Moteur d'avion : section de combustion


Le cône intérieur situé au centre s'adapte assez étroitement contre la face arrière du disque de turbine, empêchant la turbulence des gaz lorsqu'ils quittent la roue de turbine. Le cône est soutenu par les entretoises radiales. Dans certaines configurations, un petit trou est situé dans la pointe de sortie du cône. Ce trou permet de faire circuler de l'air de refroidissement depuis l'extrémité arrière du cône, où la pression des gaz est relativement élevée, vers l'intérieur du cône et par conséquent contre la face de la roue de turbine. Le débit d'air est positif, car la pression d'air au niveau de la roue de turbine est relativement faible en raison de la rotation de la roue ; ainsi, la circulation de l'air est assurée. Les gaz utilisés pour le refroidissement de la roue de turbine retournent dans la voie d'écoulement principale en passant par le jeu entre le disque de turbine et le cône intérieur. L'ensemble de cône d'échappement est le composant terminal du moteur de base. Le composant restant (la tuyère d'échappement) est généralement considéré comme un composant de la cellule.


Le tuyau d'échappement est généralement construit de manière à être semi-flexible. Sur certains tuyaux d'échappement, un agencement de soufflet est incorporé dans sa construction, permettant le mouvement lors de l'installation, de l'entretien et de la dilatation thermique. Cela élimine les contraintes et les déformations qui seraient autrement présentes.


Le rayonnement thermique du cône d'échappement et du tuyau d'échappement pourrait endommager les composants de la cellule entourant ces unités. Pour cette raison, des moyens d'isolation ont dû être imaginés. Il existe plusieurs méthodes appropriées pour protéger la structure du fuselage ; deux des plus courants sont les matelas isolants et les haubans.


La couverture isolante, illustrée sur les figures, est constituée de plusieurs couches de feuille d'aluminium, chacune séparée par une couche de fibre de verre ou d'un autre matériau approprié. Bien que ces couvertures protègent le fuselage du rayonnement thermique, elles sont principalement utilisées pour réduire la perte de chaleur du système d'échappement. La réduction des pertes de chaleur améliore les performances du moteur.  


Il existe deux types de conceptions de tuyères d'échappement : la conception convergente pour les vitesses de gaz subsoniques et la conception convergente divergente pour les vitesses de gaz supersoniques. Ces conceptions de tuyère d'échappement sont décrites plus en détail au chapitre 3, Systèmes d'admission et d'échappement.


L'ouverture de la tuyère d'échappement peut être de surface fixe ou variable. Le type à zone fixe est le plus simple des deux buses d'échappement car il n'y a pas de pièces mobiles. La zone de sortie de la tuyère d'échappement fixe est très critique pour les performances du moteur. Si la zone de la buse est trop grande, la poussée est gaspillée ; si la zone est trop petite, le moteur pourrait s'étouffer ou caler. Une buse d'échappement à section variable est utilisée lorsqu'un augmentateur ou une postcombustion est utilisé en raison de l'augmentation de la masse de débit lorsque la postcombustion est activée. Il doit augmenter sa surface ouverte lorsque la postcombustion est sélectionnée. Lorsque la postcombustion est éteinte, la buse d'échappement se ferme sur une zone d'ouverture plus petite.  

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