Réponse 1:

La réponse courte:

Un turbomoteur est un appareil rotatif entraîné par un fluide. Sa sortie d'énergie rotative est utilisée pour allumer ou alimenter un autre appareil. Il peut être autonome ou non.

Un moteur à réaction est un appareil respiratoire autonome qui peut comprendre une ou plusieurs turbines parmi ses principaux composants. Un moteur à réaction utilise le principe de la troisième loi du mouvement de Newton * pour fournir sa force de propulsion, appelée «poussée». Un turboréacteur est généralement un turbomoteur, mais un turbomoteur n'est généralement pas un turboréacteur.

La réponse longue:

Un moteur est tout ce qui convertit différentes formes d'énergie en énergie ou force mécanique. S'il est conçu pour transmettre un mouvement, il peut être appelé moteur, mais les deux termes sont utilisés de manière interchangeable.

  • Plus précisément, un moteur est un appareil qui convertit le carburant en énergie en modifiant sa composition chimique, puis utilise cette énergie pour entraîner le moteur.Un moteur est un appareil entraîné par l'électricité, l'air ou la pression hydraulique, qui ne modifie pas la composition chimique de sa source d'énergie. Cependant, les moteurs Rocket sont appelés «moteurs» et changent définitivement la composition chimique de leur source d'énergie. Il existe plusieurs types de moteurs mécaniques qui brûlent du carburant pour créer de l'énergie thermique, puis convertissent cette énergie en énergie mécanique ou poussée vers l'avant. La plupart des moteurs à turbine entrent dans cette catégorie. Les moteurs qui brûlent des combustibles fossiles pour créer des gaz chauds, puis convertissent cette énergie en mouvement rotatif, comme le font les moteurs à turbine à gaz, seront abordés en premier. La majorité des moteurs à réaction sont des turbines à gaz.L'énergie thermique contenue dans les combustibles fossiles ou nucléaires est utilisée pour produire de la vapeur, également un gaz chaud, qui est utilisé pour alimenter les turbomachines.Les turbines qui utilisent le vent ou l'eau comme source d'énergie également être abordé.

Qu'est-ce qu'une turbine?

Une turbine est un appareil mécanique rotatif qui extrait l'énergie d'un écoulement de fluide et la convertit en travail utile. Il produit une puissance continue en faisant tourner une roue ou un rotor, généralement équipés d'aubes, en faisant passer un flux rapide d'eau, de vapeur, de gaz, d'air ou d'autres fluides devant ses aubes. Ce mouvement rotatif résultant est utilisé pour effectuer des travaux, tels que la rotation d'une hélice, d'un ventilateur, d'un arbre ou d'un générateur électrique.

  • Turbine à vapeur

Moteurs à réaction:

La plupart des moteurs à réaction contiennent une turbine comme l'un de leurs principaux composants. Les turboréacteurs peuvent être classés comme turboréacteurs ou turboréacteurs.

Tous les moteurs à réaction convertissent le carburant en poussée grâce aux processus suivants:

  1. Suck: L'entrée d'air à l'avant du turboréacteur.Squeeze: Le processus de compression de l'air dans la section de compression.Bang: introduction de carburant dans l'air comprimé dans la section de combustion. La combustion s'ensuit. Les gaz chauds se forment.Blow: Les gaz chauds sortant de l'arrière du moteur à une vitesse accélérée.

Les types de moteurs à réaction sont le turboréacteur et le turboréacteur, qui contiennent tous deux des turbines, et le Ramjet et le Scramjet qui n'ont pas de turbines. Tous les moteurs à réaction sont à «respiration d'air», ce qui les différencie des moteurs de fusée, qui transportent leur propre comburant.

Turbofan et turboréacteurs:

Dans le turboréacteur à double flux et le turboréacteur archaïque, la turbine est située à l'arrière du moteur. Lorsque les gaz de combustion chauds passent au-dessus des aubes de turbine, il tourne rapidement. Ce mouvement rotatif est utilisé pour entraîner le compresseur du moteur à l'avant du moteur. Dans le turboréacteur à double flux, il entraîne également un ventilateur caréné qui est situé juste en avant du compresseur.

Compresseur de moteur à réaction:

Le compresseur comprime l'air entrant à l'avant du moteur pour le préparer au processus de combustion. Le compresseur est un appareil mécanique composé de plusieurs rangées de pales qui tournent et compriment de plus en plus l'air par étapes. Il est entraîné par un ou des arbres de moteur reliés à la ou aux turbines. La plupart des moteurs Turbofan et Turbojet ont des sections de compresseur qui ont deux sections à rotation indépendante, les compresseurs haute et basse pression (bobine divisée).

Section de combustion des moteurs à réaction:

Ensuite, l'air pénètre dans la chambre de combustion ou de combustion où le carburant est injecté dans le flux d'air comprimé. Un processus de combustion rapide produit du gaz chaud, qui sort des chambres de combustion dans la section de turbine.

Section de turbine de moteur à réaction:

Les gaz chauds traversent la turbine et dépassent les pales de la turbine, ce qui la fait tourner. Ce mouvement rotatif fait tourner un arbre qui entraîne les compresseurs, le ventilateur de propulsion à l'avant du moteur et divers dispositifs auxiliaires tels que des générateurs et des pompes hydrauliques. La plupart des moteurs Turbofan et Turbojet sont des moteurs à bobine divisée, ce qui signifie qu'ils ont deux sections de turbine à rotation indépendante, les turbines basse et haute pression.

Buse et cône d'échappement du moteur à réaction:

La dernière étape d'un moteur à réaction. Une buse concentre et accélère les gaz d'échappement chauds, et son cône intérieur crée un flux laminaire à l'arrière du moteur.

  • Buse d'échappement du turbomoteur
  • Cône d'échappement de moteur à réaction

La section de postcombustion ou de réchauffage en option:

Certains moteurs à réaction ont une section de postcombustion, qui peut être activée ou désactivée, et est utilisée pour augmenter la vitesse du flux de gaz après qu'il quitte la section de turbine du moteur à réaction. Du kérosène supplémentaire est injecté dans le flux de gaz chauds et, en brûlant, il augmente la température des gaz d'échappement et donc la vitesse des gaz sortant par l'arrière du moteur. Une vitesse de gaz accrue équivaut à une plus grande poussée totale du moteur.

Un système de postcombustion peut augmenter la puissance de poussée totale du moteur jusqu'à 70% avec une augmentation minimale du poids total du moteur, mais à quelques exceptions près, il est extrêmement inefficace. Ils augmentent considérablement la consommation de carburant, ils ne sont donc généralement utilisés qu'au décollage ou lorsque cela est nécessaire dans les opérations militaires, telles que la réalisation d'un vol supersonique, le maintien de l'énergie dans un virage difficile, la réalisation de taux de montée élevés ou d'accélération.

  • Moteur à réaction avec postcombustion
  • British Eurofighter Typhoon Fighter à l'aide de post-brûleurs au décollage

Moteur turboréacteur:

Dans le turboréacteur, toute sa poussée est développée par le flux de gaz chaud à grande vitesse sortant à l'arrière du moteur. Poussée = Force = Masse (d'air + carburant) X Accélération. La troisième loi du mouvement de Newton est utilisée pour expliquer la direction et l'ampleur de la force de propulsion résultante.

Turbofan Engine:

Dans le turboréacteur à double flux, un ventilateur enveloppé est utilisé pour coupler le moteur à l'air, et est le principal appareil utilisé par le turboréacteur pour fournir une poussée vers l'avant, qui est la force de propulsion des turboréacteurs.

  • Moteur Turbofan GEnx. Le ventilateur à l'avant du moteur fournit 90% de la poussée totale du moteur.

Les deux moteurs à réaction non turbines:

  • Moteur Ramjet. Ces moteurs à réaction utilisent des ondes de choc supersoniques pour comprimer l'air à l'avant du moteur.

Pas tout à fait un tour gratuit pour le statoréacteur, car ils ont une limitation majeure:

  • Ils nécessitent une autre source de propulsion pour atteindre les vitesses supersoniques requises pour une compression de vérin suffisante pour soutenir la combustion et produire une poussée. Leur vitesse de 0 à 60 est… ..finie.
  • Moteur Scramjet. Ces moteurs maintiennent un flux d'air supersonique dans tout le moteur, mais ne peuvent fonctionner qu'à des vitesses supérieures à Mach 4.Ils nécessitent des propulseurs de fusée pour atteindre des vitesses de fonctionnement suffisantes, et ne sont donc pas encore des systèmes de propulsion commerciaux pratiques. et pourraient être considérés comme des moteurs-fusées à respiration aérienne. Ils fonctionnent comme des fusées qui ne transportent qu'un propulseur et utilisent l'oxygène atmosphérique comme oxydant.

Ils ont besoin de vitesse et peuvent dépasser des vitesses supérieures à Mach 6.

  • Les régions de compression, de combustion et d'expansion: (a) du turboréacteur, (b) du statoréacteur et (c) des turboréacteurs.

Moteurs à turbine à gaz autonomes entraînant des arbres:

Les moteurs à turbine à gaz autonomes comprennent également les turbopropulseurs et les turbomoteurs.

Turbopropulseur:

Dispose d'une section de production de gaz autonome. Les gaz de combustion chauds font tourner une turbine et un compresseur, ainsi qu'une hélice. L'hélice est entraînée par la turbine via un arbre traversant un réducteur, nécessaire pour réduire sa vitesse de rotation en dessous de celle de la turbine.

Turbomoteur:

Les gaz de combustion chauds font tourner la turbine du compresseur, qui entraîne le compresseur. Une autre turbine, la turbine libre ou d'entraînement, située à l'arrière de la turbine du compresseur, fait tourner un arbre d'entraînement. L'arbre tournant est utilisé pour entraîner d'autres machines.

Moteur à turbine à vapeur à bord du navire:

La vapeur surchauffée est générée dans les chaudières chauffées par des combustibles fossiles ou nucléaires. La vapeur fait tourner la turbine de puissance, qui peut directement faire tourner les hélices du navire à travers une boîte de vitesses, ou tourner un générateur électrique. Les hélices peuvent être tournées avec un moteur électrique alimenté par le générateur à vapeur.

Turbines utilisées pour la production d'énergie électrique:

  • Turbine à gaz GE. Les gros moteurs à turbine à gaz séparent souvent la section de génération de gaz de la section de turbine.
  • Turbine à vapeur GE. Notez ses similitudes avec une turbine à gaz. Les grands moteurs à turbine à vapeur séparent toujours la source de génération de vapeur de la section de la turbine.

Production d'énergie électrique par turbine à vapeur alimentée par une source de chaleur de combustible fossile:

Les combustibles fossiles sont brûlés pour faire bouillir l'eau et créer de la vapeur surchauffée à haute pression. La vapeur est utilisée pour alimenter la turbine. La turbine fait tourner un générateur électrique ou un autre appareil.

Production d'énergie électrique alimentée par turbine à vapeur de source de chaleur de combustible nucléaire:

Mêmes concepts de base que la centrale électrique à combustible fossile, mais utilise le combustible nucléaire comme source de chaleur pour produire de la vapeur pour faire tourner la turbine électrique.

Production d'énergie électrique par turbine à gaz:

Mêmes concepts que les turbines à vapeur, mais brûle des combustibles fossiles dans une section de production de gaz pour produire le gaz chaud utilisé pour faire tourner la turbine.

Turbines à énergie verte utilisées pour la production d'énergie électrique:

"Ils restent au frais en n'utilisant pas de carburant."

Énergie hydroélectrique:

Centrale hydroélectrique. La pression de l'eau et le flux à grande vitesse qui en résulte sont utilisés pour faire tourner une turbine, la turbine fait tourner un générateur électrique.

  • Turbine électrique hydroélectrique et générateur électrique.

Turbine éolienne à grande échelle:

Générateur électrique de turbine éolienne. Un arbre rotatif éolien fait tourner un générateur électrique et génère de l'énergie électrique.

  • Système de génération électrique de turbine éolienne

Réponse 2:

Un moteur à réaction est conçu pour utiliser uniquement son échappement comme force de poussée principale. Un turbomoteur rassemble généralement son échappement à réaction pour faire tourner un ensemble de turbine à engrenages attaché à une boîte de vitesses (et de là à une hélice, par exemple). L'hélice est donc la principale source de poussée. En effet, un turboréacteur est également une turbine.


Réponse 3:

Un moteur à réaction est conçu pour utiliser uniquement son échappement comme force de poussée principale. Un turbomoteur rassemble généralement son échappement à réaction pour faire tourner un ensemble de turbine à engrenages attaché à une boîte de vitesses (et de là à une hélice, par exemple). L'hélice est donc la principale source de poussée. En effet, un turboréacteur est également une turbine.