Optimisation d'un turboréacteur double flux

Résumé du document

Les turboréacteurs ont quasiment révolutionné la propulsion aéronautique et équipent maintenant plus de 90% des avions civils et militaires. Dans un turboréacteur, on peut considérer séparément la partie thermique et la partie propulsive. Ainsi la première étape consistera à optimiser le moteur thermique, i.e. augmenter la puissance utile, puis il faudra optimiser la propulsion, i.e. diminuer la vitesse d'éjection des gaz brûlés.

Extraits

[...] Il faut remarquer que, pour un même , le maximum de POUSc est obtenu pour le même rapport de compression que le minimum de Cspc (comme c'était déjà le cas pour le turboréacteur monoflux). On constate que le passage de = 16 à = 8 permet d'augmenter la poussée spécifique POUs de 67,7% et de diminuer la consommation spécifique Csp de 12,2%. Le gain est alors de 67,7/12,2 = 5,3 ce qui n'est pas suffisant pour justifier la diminution de . [...]

[...] En effet, on a vu que la consommation spécifique est minimale lorsque λ augmente, pourtant les moteurs actuels ont encore des taux de dilution assez faible. Lorsque l'on fait passer λ de 12 à on a les évolutions suivantes : La poussée POUs augmentent de 82% tandis que la consommation spécifique augmente de 8%. (on rappelle ici que lorsque la consommation spécifique augmente c'est négatif pour les performances du moteur). On introduit alors un nombre a-dimensionné appelé gain, G = . Dans notre cas G=10. [...]

[...] Cette fois-ci, la droite liant les différents minimums coupe toutes les courbes. Il est par ailleurs intéressant de noter que les minimums de Csp correspondent au même PSIF que pour le minimum de Poussée spécifique pour un même λ. Comparons les cas λ=8 et λ=14. Si on observe les minimums de Consommation spécifique, on remarque que l'écart correspond à 29% de la valeur à λ=8. En ce qui concerne le Poussée spécifique, l'écart correspond à 52% de la valeur à λ=8. [...]

[...] En effet, à l'heure actuelle, les taux de dilution employés sont de l'ordre de 8 et un taux plus élevé se révèle quasiment impossible à réaliser (problème pour le choix des matériaux par exemple). De plus nous n'avons pas pris en compte la traînée induite, traînée d'autant plus importante que les dimensions du moteur sont grandes. Cependant les caractéristiques que renvoient les calculs effectués permettent de se fixer les idées et de ne pas partir complètement dans la mauvaise voie. But: fournir du travail (puissance utile). But: fournir du travail propulsif, c'est à dire la poussée. [...]

[...] Recherche d'un taux de dilution et d'un rapport de compression pour la soufflante optimum, i.e. tels que la consommation spécifique soit minimale (Csp)min et tels que le rendement global soit maximal (ηg)max. Il faut donc regarder s'il existe Πopt tel que dh45s soit maximal et s'il existe Πopt tel que ηth soit maximal. En considérant que l'enthalpie disponible correspond au travail disponible, on peut écrire: On considère par la suite que : Alors: . Le deuxième cas correspond au rapport de compression maximum. [...]