Une turbine, comment ca marche ?

[Raymond]

Bonjour

Tu fais entrer de l'air froid dans un tuyau avec un ventilateur pour le comprimer, au milieu tu envoies un liquide combustible (de préférence du kérosène) que tu enflammes, derrière tu mets des disques à ailettes qui vont tourner avec les gaz produits juste devant, et tu as une turbine. Reste à tout relier par un axe et y installer un réducteur (sérieux, le réducteur, parce que le bouzin tourne vite) si tu veux y mettre une hélice pour faire un turbo-propulseur. Turbine ou réacteur, c'est le même principe de base.

C'est le principe, pour arriver à faire tourner tout ça, c'est un peu plus compliqué. On a mis une trentaine d'années à passer de la théorie à la pratique.

Il y a des bricoleurs qui font simple
il prennent un turbos de gros camoin diesel et juste une chambre  de combustion  entre le compresseur et la roue d'echapement ..
Il y  a encore plus simple le stato  le plus simple  
Le pulso avec clapet V1
Ou le pulso sans clapet
un plan pour le bricoleur il marche au propane
Model ecrevis  qui a été experimenté sur un planeur ,mais le bruit ... les riverains vont se facher

Andre44 décline toute responsabilité si ca vous pete a la gueule... :
http://video.google.fr/videoplay?docid= ... &plindex=0

Mais il y a des trucs sympa a faire : http://video.google.fr/videoplay?docid= ... &plindex=0

Le stato s'est le plus simple mais le probleme est qu'a l'arret, il ne produit aucune poussée, il faut déjà avancer et meme plutot vite, apres l'avantage est que plus tu vas vite, plus il pousse (voir les Leduc)

Le pulso s'est sympa, un peu plus compliqué a faire mais quel bruit cela fait !!!
http://video.google.fr/videoplay?docid= ... &plindex=0

[thiev]

Toujours aussi limité en Anglais, cela ne change rien de regarder 3 fois le meme lien !!  

[Manu]

il prennent un turbos de gros camoin diesel et juste une chambre  de combustion  entre le compresseur et la roue d'echapement ..

Dans le principe, c'est exactement la même chose. La chambre de combustion est remplacée par le moteur lui même. La finalité est de transformer le carburant en un gros volume de gaz chauds.

D'ailleurs, le premier micro turboréacteur produit en série pour les modèles réduits était fait avec un rotor de R5 GT Turbo. C'était le Turborec T240 de Michel Serrier. Il fonctionnait au propane.

La théorie est très simple, la pratique beaucoup moins.

Les forces en jeu sont énormes : une aube de turbine de CFM 56 subit 150 kg de flexion et plusieurs dizaines de tonnes de force centrifuge.

Les températures aussi : les aubes de turbine en alliage réfractaire, en plus de leur résistance mécanique, doivent résister à des températures de l'ordre de 1200 °, supérieure à leur température de fusion. On utilise l'air prélevé sur le compresseur HP (lui même déjà à 500 °) pour les refroidir par des conduits internes. Elles sont moulées sous pression à la cire perdue et coutent 1000 € pièce. Il peut y en avoir plusieurs centaines sur un moteur.

Les aubes de fan et de compresseur sont en général en titane, forgé, et non pas usiné, pour des questions de resistance mécanique, et tout ça est monté avec un jeu calculé pour être au minimum une fois toutes les pièces déformées par la température et les forces de la rotation (aux alentours de 10 000 tr/min), ce qui entraine un bruit de cliquetis quand le moteur tourne sous l'effet du vent au parking.

La chambre de combustion elle même est refroidie par un film d'air frais injecté entre la flamme et les parois pour ne pas la percer.

Le moteur doit être capable de supporter la rupture d'un élément interne et de contenir la pièce défaillante : elle doit être éjectée par l'arrière dans le flux et surtout ne pas passer au travers de la nacelle.



Avant de le mettre en service, un moteur doit pouvoir avaler des oiseaux, de la glace, du sable, .... sans broncher, ou presque. Il subit aussi des tests d'endurance.

Maintenant, tout est géré électroniquement en fonction de tous les paramètres possibles et imaginables (températures, pression, vitesse de rotation, débit et température carburant, consignes des pilotes....). C'est le FADEC qui gère, et qui est capable de faire sans si une donnée manque ou devient incohérente. Auparavant, c'était des gestions hydromécaniques. Pour ceux qui aiment ça, cétait des merveilles de conception et de construction mécaniques.

En général, il reste sous l'aile pendant 10 à 15 000 heures suivant les moteurs avant de retourner en shop pour une remise en état. Le plus vieux que j'ai vu avait 24 000 heures à sa première dépose. 10 fois plus qu'un O-235.

Manu

[pfiquet]

Voici deux schémas tirés d'un livre publié par R & R dans las années 70. Le premier établi le parallèle entre la fonction de chaque partie d'un turbo réacteur et les cycles d'un loteur à piston à 4 temps.



Le second montre la part de chacunes de ces partie dans le bilan énergétique de l'ensemble



Dans l'espoir que celà vous aidera.

NB : Il semble que les images formatées en 800 de large soient à nouveau rognées, accident ou nouvelle règle ?

[Manu]

Le cycle classique à quatre temps est respecté dans une turbine. Il est juste continu.

Un réacteur éjecte une masse de gaz à l'arrière à grande vitesse. Par réaction, le moteur est poussé en avant. A noter que la poussée diminue avec la vitesse, et elle est théoriquement nulle quand la vitesse de déplacement est égale à la vitesse des gaz, et dans ce cas, le rendement est de 1. Mais c'est théorique.

Si on rajoute une ou plusieurs turbines à l'arrière d'un réacteur, on en tire une puissance mécanique sur l'arbre, qui peut servir à faire tourner une hélice une fois réducté. Le système de génération électrique autonome de l'usine snecma d'Evry est fait avec deux ATAR 9K50 équipés d'une turbine supplémentaire reliée à des générateurs. Il est prévu pour assurer l'autonomie de l'usine en temps de guerre.

La majorité des moteurs actuels ont deux corps, haute et basse pression. La turbine haute pression, la plus proche de la chambre de combustion, fait tourner le compresseur haute pression, le plus proche aussi de la chambre de combustion. Derrière, la turbine basse pression fait tourner le corps basse pression, ainsi que le fan. Certains moteurs, les Trent notamment, ont trois corps, un intermédiaire est rajouté. Ils ont donc trois abres concentriques. Ces corps ne tournent pas obligatoirement dans le même sens, ce qui demande des roulements capables de tourner à 20 voire 30 000 tr/min. Ils sont en céramique

Des études sont en cours pour dissocier le fan du compresseur BP pour le ralentir. On pourra alors augmenter le diamètre pour augmenter le taux de dilution : diminution de la conso et du bruit. Mais le réducteur est complexe à étudier.

Pour souligner le parallèle entre réacteur et turbine, le TP400 de l'A400M est conçu autour du corps haute pression du M88 du Rafale.

Ces moteurs sont adaptés à des régimes fixes, la grande intertie de leur(s) arbre(s) ne facilite pas les variations de vitesse. C'est la raison pour laquelle ils ne sont pas utilisés en automobile. Cette inertie conduit à rendre les aubes de stator du compresseur mobiles : en faisant varier le calage, on adapte le cycle aérodynamique interne pour que le débit d'air s'adapte au débit carburant pendant la phase de variation de régime. Quand ce système est défaillant, le moteur pompe à la réduction, ce qui entraine en général une coupure moteur.

Récemment, des essais ont quand même été faits sur un bus puisque les caractéristiques d'accelérations ne sont pas les priorités. Les vibrations étaient fortement réduites et le bruit plus facile à limiter grâce au régime fixe.

Pour ceux qui seraient tentés d'utiliser des APU pour turbiniser un CNRA, ce n'est pas très adapté : une Garrett GTCP 36-150 AA qui équipe les Embraer 120 coute 600 000 $, fait 25 cv et consomme 60 kg / h.

Manu

[thiev]

Le cycle classique à quatre temps est respecté dans une turbine. Il est juste coninu.

Manu

Ah il est coninu le cycle dans la urbine ?  

[thiev]

Le cycle classique à quatre temps est respecté dans une turbine. Il est juste coninu.

Manu

Ah il est coninu le cycle dans la urbine ?

On en apprends ous les jours !!!

[denis r-e]

Le cycle classique à quatre temps est respecté dans une turbine. Il est juste coninu.

Manu

Ah il est coninu le cycle dans la urbine ?

On en apprends ous les jours !!!

Arréez de vous foure de sa g. ! Moi je rouve que ses explicaions son vachemen bien !




Non, sans déconner, merci Manu, je trouve tes explications très claires et très intéressantes !

ne fais pas attention aux moqueurs, ce sont des gros ignares !!!

[Duckman]

Très intéressant en effet, le fonctionnement d'un moteur moderne est peu transparent pour le pilote car compliqué au niveau de sa gestion propre.Reste à voir si un couac au niveau de l'électronique ne peut pas entrainer de problèmes.

[Leon Robin]

.............Ces moteurs sont adaptés à des régimes fixes, la grande intertie de leur(s) arbre(s) ne facilite pas les variations de vitesse. C'est la raison pour laquelle ils ne sont pas utilisés en automobile. ..............

En dehors des essais sur l'Etoile Filante de Renault à la fin des années 50, certains constructeurs d'engins terrestres ont essayé d'utiliser des turbines. Je crois que c'était le cas de Caterpillar, sur de gros bulldozers. Seulement, un bull, ça manoeuvre assez brusquement en lacet, et il paraît que les roulements et arbres de turbine appréçaient modérément les efforts gyroscopiques que cela engendrait. Fin de l'expérience.

[PatG]

Quand on met 4 turbines d'hélico sur un "tracteur", ça donne ça:

[Manu]

Ah il est coninu le cycle dans la urbine ?  

Oui, les 4 temps (admission, compression, détente, échappement) se font en permanence, et non pas l'un après l'autre comme dans un moteur à piston

Manu

[andre44]

Bonjour
En dehors des essais sur l'Etoile Filante de Renault à la fin des années 50, certains constructeurs d'engins terrestres ont essayé d'utiliser des turbines. Je crois que c'était le cas de Caterpillar, sur de gros bulldozers. Seulement, un bull, ça manoeuvre assez brusquement en lacet, et il paraît que les roulements et arbres de turbine appréçaient modérément les efforts gyroscopiques que cela engendrait. Fin de l'expérience.

les Chars d'assaut Americain marche avec une turbine assez compact de plus 1000hp (un model assez ancien, qui sont presque tous renové et modernisé, d'éléctronique et armenent moderne)
il y a  une grosse usine qui emplois bien de souvriers actuellement.
Ils ont un filtre a air génereu  pour operer dans le desert (un turbine cela se mange dans le sable)

André

[Raymond]

le moteur pompe à la réduction, ce qui entraine en général une coupure moteur.

Manu

En lisant le bouquin de Turcat sur les essais de Concorde, il parlait aussi de "pompage" moteur, je n'ai jamais vraiment su a quoi cela correxpondait ; quelqu'un peut m'expliquer ???

Chrysler en 1963 avait fabriqué une voiture avec une turbine (130 Cv, 47000 tours/minutes) :

[pfiquet]

Pour la petite histoire, Caterpillar a effectivement entamé des études fin 60 et en 1973, a équipé une chargeuse 992 avec une turbine.
Les essais ont été abandonnés en 1974 pour deux raisons officielles : la consommation de carburant qui rendait le coût opérationnel trop élevé et le manque de résistance de la turbine aux poussières et particules, présentes en permanence dans l'atmosphère des chantiers.

Source

Depuis lors, en 1981, Cat à racheté Solar Turbines de San Diego dont les turbines entrainent des compresseurs de gaz, des pompes et des genérateurs électriques  http://mysolar.cat.com/cda/layout?m=10683&x=11