Turboréacteur - Définition

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Anatomie

Entrée d'air et soufflante
Compresseur axial
Chambres de combustion
Turbine et axe de turbine

Entrée d'air et soufflante

L'entrée d'air permet d'amener l'air ambiant dans le turboréacteur. Elle est indispensable lorsque le turboréacteur est installé dans le fuselage, cas de nombreux avions militaires. Des volets ou une souris sont parfois utilisés pour adapter la quantité d'air aux conditions du vol (vitesse et attitude de l'avion).

Lorsque le turboréacteur n'est pas installé dans le fuselage, l'entrée d'air se confond avec le premier étage du compresseur. Ce premier étage est, dans le cas des turboréacteurs à double flux, remplacé par une soufflante. Constituée de pales et d'aubes de grandes dimensions, la soufflante assure la compression initiale des gaz entrant dans le réacteur et l'entraînement des gaz du flux secondaire à l'origine de la majeure partie de la poussée.

Compresseur

Afin d'améliorer les performances du moteur, les gaz entrant dans le turboréacteur sont comprimés par un compresseur. Deux principes de compression sont utilisés : la compression centrifuge — technique quasiment abandonnée au début du XXIe siècle — et la compression axiale.

Dans le premier cas, un seul compresseur oblige l'air, sous l'effet de la force centrifuge, à passer dans une section de plus en plus petite ce qui comprime l'air. Dans le deuxième cas, le compresseur est constitué de plusieurs étages. Un rotor force l'air dans une section de plus en plus petite tandis qu'un stator redresse le flux pour le présenter à l'étage suivant sous la meilleure incidence possible.

Dans le turboréacteur double-corps, le compresseur est constitué de deux ensembles tournants, indépendants l'un de l'autre, le premier à basse pression, le second à haute pression.

Chambre de combustion

La chambre de combustion est la partie du turboréacteur dans laquelle se fait la combustion des gaz frais avec le carburant. Le carburant y est ainsi injecté, mélangé à l'air fourni par le compresseur, et brûlé.

La consommation spécifique est liée au rendement de combustion. Pour l'améliorer, il faut assurer un mélange comburant-carburant aussi intime que possible par obtention d'un écoulement tourbillonnaire entre les écoulements linéaires à l'entrée et à la sortie. La conception aérodynamique de la chambre de combustion est donc particulièrement compliquée.

Turbine et axe de turbine

La turbine récupère une partie de l'énergie issue de la combustion des gaz pour le fonctionnement de la soufflante, du compresseur et du relais d'accessoires destiné aux énergies de servitude.

Dans les turboréacteurs double-corps, la turbine est constituée d'un ou plusieurs étages (stator-rotor) à haute pression (HP) et d'un second à basse pression. La turbine HP, dont les ailettes sont soumises au flux des gaz de combustion les plus chauds, est la pièce la plus compliquée sur les plans de la tenue des matériaux et de l'aérodynamique. Il existe deux types de turbine, l'une à action et l'autre à réaction. Dans une turbine à action, le travail de détente ne s'effectue que dans le stator, tandis que dans une turbine à réaction, celle-ci s'effectue à la fois dans le stator et dans le rotor.

Tuyère

La tuyère assure l'éjection des gaz brulés ainsi que leur retour à la pression ambiante. L'accélération du flux qui en résulte génère la poussée.

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