Entrée d'air à la chambre de combustion

Question 1

Expliquer le principe du compresseur centrifuge

Answer 1

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

Question 2

Pourquoi est-ce qu’on veut augmenter la pression dans le compresseur?

Answer 2

Pour obtenir une meilleure performance moteur, + de pression = + de puissance

Question 3

De quoi dépend la poussée?

Answer 3

Du débit d’iar entrant et de la vitesse d’éjection à la tuyère

Question 4

Turbocharger VS Supercharger

Answer 4

Turbocharger: powered by exhaust gas
Supercharger: Powered by engine

Question 5

Comment fonctionne le turbocompresseur?

Answer 5

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

Question 6

Avantages et inconvénients du compresseur centrifuge

Answer 6

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

Question 7

Pourquoi doit-on faire vriller les ailettes dans le compresseur axial?

Answer 7

• 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.

Question 8

Quel est le fonctionnement du compresseur axial?

Answer 8

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

Question 9

Quel est le taux de compression moyen d’un étage dans un compresseur axial?

Answer 9

1.15 à 1.16

Question 10

À quoi doivent résister les aubes du rotor du compresseur?

Answer 10

• Forces centrifuges et aérodynamiques
• Vibrations du passage de l’air à grande vitesse
• Contraintes thermiques

Même chose pour le stator, sauf centrifuge

Question 11

Quelles sont les différentes configurations possibles du compresseur axial?

Answer 11

Rotor conique et stator cylindrique

Rotor cylindrique et stator conique

Rotor et stator cylindro-conique

Question 12

Avantages et inconvénients du axial SIMPLE corps

Answer 12

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

Question 13

Avantages du axial double corps

Answer 13

• 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

Question 14

Compresseur HP vs compresseur BP

Answer 14

HP:
- Entraîné par le démarreur
- Commandé par un régulateur
- Plus léger, aubes plus courtes
- Air plus chaud

BP:
- Tourne librement avec sa turbine

Question 15

Qu’est-ce que le pompage du compresseur?

Answer 15

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

Question 16

Quelles sont les conséquences du pompage, et comment pouvons-nous l’éviter?

Answer 16

-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

Question 17

Rôle de l’entrée d’air

Answer 17

• 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

Question 18

Forme de l’entrée d’air

Answer 18

• Courtes, droites et simples
• Ovales
• Classique (tube Pitot divergent)

Question 19

À quoi servent les volets de l’entrée d’air?

Answer 19

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)

Question 20

Gestion d’oiseaux

Answer 20

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

Question 21

En quoi dérange la couche limite?

Answer 21

Réduit la vitesse à l’entrée d’air

On va donc décoller les moteurs du fuselage pour éviter ça

Question 22

Quelles sont les conditions propices au givrage? Quels sont les conséquences du givrage à l’entrée d’air?

Answer 22

10° et moins, humidité visible

Conséquences:
- Compresseur stall
- Bris du compresseur
- Arrêt moteur (flame-out)

Question 23

Quelles sont les solutions anti-givrage possibles?

Answer 23

DÉGIVRAGE: pneumatique (bords d’attaques)

ANTI-GIVRAGE: air chaud (lèvre d’entrée d’air, hélices)

Question 24

À quoi sert le diffuseur dans l’entrée d’air?

Answer 24

Régulariser la vitesse et participer à la compression

Question 25

Quel est le rôle de la chambre de combustion?

Answer 25

• Mélange air essence
• Bruler le mélange
• Possible dans tous les régimes de vol
• T° d’éjection des gaz sous la limite

Question 26

Qu’est-il important de conserver dans la combustion?

Answer 26

• 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

Question 27

Pourquoi le diffuseur de la chambre de combustion est-il divergent?

Answer 27

On veut avoir une baisse de vitesse de l’air pour ne pas éteindre la flamme

Question 28

Quelle proportion de l’air sert à la combustion?

Answer 28

25% combustion
75% refroidissement

Question 29

Quelles sont les qualités d’une chambre de combustion?

Answer 29

• 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

Question 30

Quels sont les 3 types de chambres de combustion?

Answer 30

Individuelles (ou séparées)

Annulaire

Tubo-annulaire

Question 31

Quel est le fonctionnement des chambres individuelles?

Answer 31

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

Question 32

Quel est le fonctionnement des chambres annulaires?

Answer 32

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

Question 33

Quel est le fonctionnement des chambres tubo-annulaires?

Answer 33

Tubes à flammes de petites dimensions enfermés entre deux enveloppes concentriques et communes, externes et internes.

Question 34

Quels sont les avantages et inconvénients d’une chambre individuelle?

Answer 34

+
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

Question 35

Quels sont les avantages et les inconvénients d’une chambre annulaire?

Answer 35

+
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

Question 36

Quels sont les avantages et les inconvénients des chambres tubo-annulaires?

Answer 36

+
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

Question 37

Quel est le fonctionnement de base d’une chambre de combustion?

Answer 37

Mélange air essence
Bruler les gaz
Refroidissement des gaz de combustion dans l’air frais

Question 38

C’est quoi des swirl vanes?

Answer 38

Ça favorise le mélange en créant des tourbillons

Question 39

Quels sont les critères de température pour la chambre de combustion?

Answer 39

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

Question 40

Comment est-ce qu’on protège la chambre et la turbine de l’air chaud?

Answer 40

Chambre: écoulement d’air tangents à la chambre
Turbine: Dilution des gaz de combustion avec l’air

Question 41

Quelles sont les qualités d’un carburant?

Answer 41

Fort pouvoir calorifique
Forte masse volumique
Faible inflammabilité à certaines conditions pour la sécurité
Lubrifiant
Prix

Question 42

C’est quoi le point éclair?

Answer 42

C’est l’inflammation en présence d’étincelle