PROPULSEUR A REACTION INDIRECTE

1.TURBOPROPULSEUR

a)rôle :

Propulser un avion par le principe de la réaction. Pour cela il accélère peu une grande portion de fluide à l'aide d'une hélice entraînée par une turbine à gaz.

b) principe et intérêt du turbo-propulseur :

Une hélice dont le but est de rejeter vers l'arrière une certaine masse d'air, est entraînée par l'énergie récupérée sur la turbine de travail d'un générateur de gaz.

L'hélice accélère un grand débit d'air et le rendement de propulsion de l'hélice, pour des mach de vol de 0.3 à 0.6 est de 80% .

Donc pour de faible vitesse de vol (M< 0.75) l'hélice est plus intéressante.

c) comparaison avec le turbo-réacteur :

-Ce type de propulseur ne travaille pas en compression,l'hélice fournit une puissance et pas une poussée.

-Le principe du générateur de gaz est le même que pour un turbo-réacteur mais l'énergie cinétique des gaz est utilisée essentiellement pour entraîner mécaniquement une hélice.

-Cependant l'énergie résiduelle est utilisée dans une buse d'éjection afin de réaliser une poussée résiduelle.

-Le générateur de gaz atteint des vitesses de rotation élevées (10.000 à 40.000 t/mn) alors que la vitesse de rotation de l'hélice est limitée (maxi 270 m/s en bout de pales) il faut donc placer un réducteur de vitesse (augmentateur de couple) entre l'hélice et le générateur de gaz.

d) constitution:

Un turbo-propulseur comprend do

e) intérêts du turbo-propulseur 

-Par rapport au turbo-réacteur :

· ηp élevé pour de faibles vitesses de vol ( maxi M = 0.75 )

· endurance

· faible coût d'utilisation

•Par rapport au moto-propulseur:

· gamme de puissance étendue(100 à 1000 ch)

· réduction des vibrations

· maitre-couple plus faible

· puissance massique(Pe/m)plus grande

· endurance

· Cs plus faible

· refroidissement plus simple

2.TURBOPROPULSEUR A TURBINE LIEE

Dans ce type de propulseur » la turbine de travail est solidaire du générateur de gaz.

Le régime de rotation de l'hélice est donc lié au régime générate

-construction simple et légère.

-mais le débit d'air dans la chambre de combustion dépend du régime de rotation hélice/compresseur d’ou limitation, surchauffe selon le calage de l'hélice.

-régulation hélice compliquée.

3.TURBOPROPULSEUR A TURBINE LIBRE

La turbine de travail est indépendante du générateur de gaz. Le générateur de gaz fonctionne comme pour un turbo-réacteur indépendant, ainsi le régime de rotation de l'hélice est indépendant du régime générateur.

-démarrage plus facile.

-plus lourd,plus complexe mécaniquement.

-conduite plus souple.

4.TURBOPROPULSEUR A TURBINE MIXTE

Il comprend 2 étages, un compresseur basse pression est accouplé à la turbine de travail et à l'hélice.

Les conditions à l'entrée du compresseur haute pression dépendent donc de la vitesse de rotation de l'hélice.

-les taux de compression obtenus sont plus élevés et permettent d'obtenir de fortes puissances et de faibles Cs.

-plus lourd, plus complexe (vanne de décharge entre les compresseurs HP et BP).

5.CARACTERISTIQUES DES TURBOPROPULSEURS

P ´ hh = T´Va

avec P puissance du moteur en watts( C´w)

hh = rendement de l’hélice

T = traction de l’hélice en N

Va = vitesse de vol en m/s

60

P = C´ 2´p´nh

avec P puissance totale du moteur en watts ( C´w)

nh = vitesse de rotation de l’hélice en t/mn

C = couple sur l’arbre d’hélice en N.m

Pu = Pp = P ´ hh

Avec Pu = puissance utile en watts ; Pp= puissance de propulsion en watts

Ps = P/Qa

Avec Ps = puissance spécifique

Qa = débit d’air du générateur en kg/s

Cs = CH/P

Avec Cs = consommation spécifique en kg/w .h

CH = consommation horaire (kg/h)