Le turboréacteur
Weiqi Li - Arnaud Marchais - Charles-Axel Dein
Titane
Nickel
Acier
Aluminium
Composites
Résistance
spécifique

                       Alliage de titane
                                             Alliage de
   ...
Composite à matrice métallique
Résistance
spécifique

                      Composite à matrice métallique (titane)



             Alliagne de titane


 ...
Conventionnel       Blisk       Bling (Ti CMM)

                Poids : -30 %   Poids : - 70 %
Comment
choisir le bon
  carburant ?
Sécurité   Point éclair
Résistance au froid




               Point de
              congélation
Stabilité thermique




« chlolestérol des moteurs »
Énergie     de combustion



Pouvoir calorifique inférieur par kg
8 < NC < 18
Hydrodésulfurisation


2 H2 + R–C=S   R–CH3 + H2S
         H
Catalyseur
         230 °C
20 atm (loi de modération)
H2 en excès (rendement)
Procédé Merox™
Réaction Merox (CNTP)


4 RSH + O2   2 RSSR + 2 H2O
Additifs
Quelles sont les
 alternatives ?
Les carburants de
    synthèse
Merci !
Rendement thermique
                       Rendement propulsif
                       Rendement global
            60 %


...
Le turboréacteur
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  • 1. Admission
    L&apos;air est aspir&amp;#xE9; par la soufflante . Une partie (flux chaud) passe par le compresseur et la chambre de combustion et entraine la turbine. Une partie (le flux froid) contourne le moteur jusqu&apos;&amp;#xE0; la tuy&amp;#xE8;re o&amp;#xF9; il est &amp;#xE9;ject&amp;#xE9; avec les gaz chauds.

    2. Compression
    Afin d&apos;am&amp;#xE9;liorer les performances du moteur, les gaz entrants dans le turbor&amp;#xE9;acteur sont comprim&amp;#xE9;s. Le compresseur est constitu&amp;#xE9; de deux ensembles tournants, ind&amp;#xE9;pendants l&apos;un de l&apos;autre, le premier &amp;#xE0; basse pression, le second &amp;#xE0; haute pression.

    3. Combustion
    Dans la chambre de combustion le k&amp;#xE9;ros&amp;#xE8;ne est inject&amp;#xE9;, m&amp;#xE9;lang&amp;#xE9; &amp;#xE0; l&apos;air fourni par le compresseur, puis enflamm&amp;#xE9; , ce qui permet de fortement dilater les gaz.

    4. Echappement
    Il se fait par la tuy&amp;#xE8;re qui, en raison de sa forme conique, acc&amp;#xE9;l&amp;#xE8;re la vitesse de l&apos;air. L&apos;air passe au pr&amp;#xE9;alable par une turbine permettant d&apos;entrainer un arbre, qui &amp;#xE0; son tour fait tourner la soufflante.
  • Les &amp;#xE9;volutions des rendements thermiques et propulsifs en fonction du rapport de compression (r) sont oppos&amp;#xE9;es. Le rendement global reste faible du fait qu&amp;#x2019;il y a un compromis &amp;#xE0; trouver entre un bon rendement thermique qui implique de communiquer au gaz une forte &amp;#xE9;nergie cin&amp;#xE9;tique dans la tuy&amp;#xE8;re et un bon rendement propulsif qui n&amp;#xE9;cessite une faible vitesse relative des gaz en sortie de tuy&amp;#xE8;re.

    Aujourd&amp;#x2019;hui on atteint des rendements globaux voisins de 25% en simple flux, 30% en double flux autour de 800km/h.
  • Cycles &amp;#xE0; double flux
    En diminuant Vs et en augmentant m :
    augmente le rendement propulsif
    r&amp;#xE9;duit le bruit (proportionnel &amp;#xE0; V3
    s )
    2 technologies :
    I Flux s&amp;#xE9;par&amp;#xE9;s : Soufflante &amp;#xE0; l&amp;#x2019;avant du r&amp;#xE9;acteur
    I Flux dilu&amp;#xE9;s (dilution) : m&amp;#xE9;lange flux chaud et froid avant la tuy&amp;#xE8;re


  • titanium is ideal for its strength and density, but not at high temperatures, where it is replaced by nickel-based superalloys (red). In orange: steel used for the static parts of the compressor. Image courtesy Michael Cervenka, Rolls-Royce
  • In this case, &apos;low temperature&apos; blades are made of titanium alloys, while high temperature components use Ni-base superalloys. The most severe conditions are met in the first row of the turbine. The entry temperature is around 1400 oC. Temperatures are kept lower at the surface of the blade because of the cooling system (ceramic surface approaching 1100 oC), and the thermal coat takes another 1-200 oC leading to a metal temperature in the vicinity of 930 oC.










  • Point de cong&amp;#xE9;lation : -47&amp;#xB0;C, point &amp;#xE9;clair : 38&amp;#xB0;C, PCI = 42,8 MJ/Kg, stabilit&amp;#xE9; test&amp;#xE9;e


  • 150&amp;#xB0;C-225&amp;#xB0;C
  • Dioxyde de souffre pluies acides + corrosion
  • Sulfure d&amp;#x2019;hydrog&amp;#xE8;ne


  • Mercaptan Oxydation



  • CFM-56 fonctionnant avec 70 % de Jet A-1 et 30 % d&amp;#x2019;ester m&amp;#xE9;thylique d&amp;#x2019;huile v&amp;#xE9;g&amp;#xE9;tale. Sans aucune modification technologique.
  • Pour la fine bouche : le A2 (Reaction Engine)
    H2, mach 5, 300 personnes, un seul produit : de l&amp;#x2019;eau.

    Le gros pb : stockage du dihydrog&amp;#xE8;ne qui prend bcp de place ou alors beaucoup d&amp;#x2019;&amp;#xE9;nergie (liqu&amp;#xE9;faction ou sous pression), et surtout co&amp;#xFB;t de production. Oblige donc &amp;#xE0; totalement repenser l&amp;#x2019;architecture.

  • Les &amp;#xE9;volutions des rendements thermiques et propulsifs en fonction du rapport de compression (r) sont oppos&amp;#xE9;es. Le rendement global reste faible du fait qu&amp;#x2019;il y a un compromis &amp;#xE0; trouver entre un bon rendement thermique qui implique de communiquer au gaz une forte &amp;#xE9;nergie cin&amp;#xE9;tique dans la tuy&amp;#xE8;re et un bon rendement propulsif qui n&amp;#xE9;cessite une faible vitesse relative des gaz en sortie de tuy&amp;#xE8;re.

    Aujourd&amp;#x2019;hui on atteint des rendements globaux voisins de 25% en simple flux, 30% en double flux autour de 800km/h.


  • Le turboréacteur

    1. 1. Le turboréacteur Weiqi Li - Arnaud Marchais - Charles-Axel Dein
    2. 2. Titane Nickel Acier Aluminium Composites
    3. 3. Résistance spécifique Alliage de titane Alliage de nickel Acier Alliage d’aluminium Température
    4. 4. Composite à matrice métallique
    5. 5. Résistance spécifique Composite à matrice métallique (titane) Alliagne de titane Superalliage à base nickel Température
    6. 6. Conventionnel Blisk Bling (Ti CMM) Poids : -30 % Poids : - 70 %
    7. 7. Comment choisir le bon carburant ?
    8. 8. Sécurité Point éclair
    9. 9. Résistance au froid Point de congélation
    10. 10. Stabilité thermique « chlolestérol des moteurs »
    11. 11. Énergie de combustion Pouvoir calorifique inférieur par kg
    12. 12. 8 < NC < 18
    13. 13. Hydrodésulfurisation 2 H2 + R–C=S R–CH3 + H2S H
    14. 14. Catalyseur 230 °C 20 atm (loi de modération) H2 en excès (rendement)
    15. 15. Procédé Merox™
    16. 16. Réaction Merox (CNTP) 4 RSH + O2 2 RSSR + 2 H2O
    17. 17. Additifs
    18. 18. Quelles sont les alternatives ?
    19. 19. Les carburants de synthèse
    20. 20. Merci !
    21. 21. Rendement thermique Rendement propulsif Rendement global 60 % 45 % Rendement 30 % 15 % 0 % 2 6 10 14 18 Rapport de compression

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