Discussion:Postcombustion
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Pas plus de Mach 1 ??[modifier le code]
Dans le texte : " les gaz ne doivent pas dépasser Mach 1 en sortie de tuyère, sinon un phénomène sonique casserait la vitesse de sortie des gaz et ferait chuter la poussée. Réchauffer l'air a pour effet d'augmenter la vitesse du son, les gaz peuvent donc être éjectés avec plus de vitesse sans toutefois dépasser le mur du son."
Pour le Concorde, quand la PC est allumée, la vitesse de sortie des gaz est de 880 m/s, soit 2.75 fois la vitesse du son. C'est justement ce qui explique le niveau de bruit "effroyable". Source : "Les avions de transport modernes et futurs", André Peyrat-Armandy, Teknea. Plxdesi fév 08
Si je comprends bien ce qui est expliqué, le fait de chauffer le mélange gazeux augmente la vitesse à laquelle se situe le mur du son --Virgil Scipion (d) 25 juillet 2008 à 17:21 (CEST)
Précision: La vitesse du son à considérer est celle du gaz en sortie de tuyère, pas celle de l'atmosphère. Plus la température augmente, plus la vitesse du son de ce gaz augmente.
PC, plus 28 %[modifier le code]
Concorde. Les différents chiffres que l'on trouve sont environ 14.7 à 15.75 t de poussée à sec et 17.25 à 17.40 t avec PC, soit une augmentation inférieure à 20%.
Détails de l'article Turboréacteur[modifier le code]
En faisant le ménage dans l'article Turboréacteur, excessivement détaillé et non sourcé, je suis tombé sur ce long développement sur la postcombustion, que je repporte ici, afin de garder une trace de ce qui a été écrit. Je laisse chacun libre de sélectionner ce qui mérite d'être mis dans l'article :
«
Rôle de la postcombustion[modifier le code]
Dans un turboréacteur, ce qui limite la température dans la chambre de combustion principale ce sont les matériaux constituant l'étage de turbine. La poussée fournie par le turboréacteur est proportionnelle à la vitesse d'éjection en sortie de tuyère qui est elle-même limitée par la température en sortie de la turbine. Pour augmenter la vitesse d'éjection entre la sortie de la turbine et la tuyère d'éjection, on injecte du carburant dans le flux de gaz qui contient encore de l'oxygène du fait de la dilution pour refroidissement dans le cas des moteurs simple flux ou du fait dans les moteurs double flux que le flux secondaire n'a pas participé à la combustion primaire.
Cet apport de puissance supplémentaire permet d'augmenter le domaine de vol et de permettre des missions d'interception. Certaines possibilités comme le décollage sur piste courte ou le dégagement en combat aérien sont possibles grâce à cet équipement. Ce système de réchauffe a équipé à ce jour seulement deux avions civils, le Concorde franco-britannique et le Tupolev Tu-144 russe. Il reste que, même en étant rendu nécessaire par la limite métallurgique de la turbine, il n'est utilisé que transitoirement, car c'est un gros consommateur de carburant et il reste essentiellement l'apanage des avions de combat rapides[1].
Généralités[modifier le code]
Pour éjecter un gaz à travers une tuyère, il suffit que sa pression génératrice amont soit supérieure à la statique extérieure aval. La vitesse d'éjection est une fonction croissante de la pression génératrice jusqu'à une valeur particulière du rapport pression amont sur pression aval. Au-delà la vitesse d'éjection reste constante.
Le débit massique et le débit de quantité de mouvement à travers la tuyère n'ont pas de limite et augmente comme la pression génératrice. La vitesse limite d'éjection dépend de la température du gaz : plus le gaz sera chaud, plus la vitesse d'éjection sera élevée.
Si la température augmente, pour une pression génératrice donnée le débit massique éjecté décroît mais la quantité de mouvement éjectée augmente et donc la poussée augmente.
De ce fait on peut augmenter la poussée d'un turboréacteur donné caractérisé par une pression génératrice maximale de son plein gaz « SEC » en réchauffant le gaz avant son éjection.
Ce réchauffage s'appelle post-combustion ou réchauffe et le point de fonctionnement moteur le plein gaz « PC ».
Particularités[modifier le code]
Avantages[modifier le code]
C'est un moyen techniquement simple, car sans pièces mécaniques mobiles supplémentaires, qui le rend léger et exempte des contraintes thermiques auxquelles sont soumises les autres parties du moteur. Il permet une augmentation de la poussée [+ 50 %] d'un turboréacteur sans modification de sa taille ni du fonctionnement de son compresseur. C'est un moyen nécessaire pour atteindre les Mach élevés lorsque la tuyère ne peut être adaptée en permanence aux caractéristiques du vol.
Inconvénients[modifier le code]
Pour les militaires, la « PC » présente une signature infrarouge importante et augmente nettement la consommation spécifique (CS en kg/(daN⋅h)) du moteur. Pour les civils, le bruit et la CS sont des inconvénients majeurs.
Enfin, l'apparente simplicité mécanique n'écarte pas l'obligation d'avoir une tuyère à section de col variable, afin d'éviter une augmentation de la pression de sortie du compresseur en amont de la réchauffe. Cette augmentation de pression, appelée blocage thermique, risquerait de faire décrocher le compresseur.
Augmentation de la poussée[modifier le code]
Pour un débit gazeux D éjecté à la vitesse Vs, d'une tuyère adaptée de section de col Sc et de section de sortie S les formules d'aérodynamique indiquent que le nombre de Mach en sortie de tuyère est strictement lié au rapport des sections de col et de sortie ainsi qu'au rapport (Cp/Cv) de la chaleur massique de l'air à pression constante sur la chaleur massique de l'air à volume constant.
La poussée est proportionnelle au Mach en sortie de tuyère et à la vTt (Température totale du gaz). Dans un turboréacteur le débit étant fixé par le compresseur, si on maintient constante la géométrie de tuyère on rend la poussée uniquement dépendante de la Température totale du gaz.
On obtient alors la formule simplifiée F ˜ vTt
Exemple : si Tt = 1 000 K au PG sec et si Tt = 2 000 K au PGpc alors le rapport de poussée entre le PGsec et le PGpc est de v2 = 1,414
Augmentation de la vitesse des gaz[modifier le code]
La conservation du débit entre l'entrée et la sortie associée à la dilatation des gaz par son réchauffement conduisent à augmenter la vitesse en sortie proportionnellement au rapport de dilatation si on prend un conduit cylindrique et un écoulement subsonique. »
Borvan53 (discuter) 26 septembre 2023 à 15:41 (CEST)
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