Définition
Un moteur à turbine à gaz éjecte l'air à une vitesse élevée à travers une buse pour générer une poussée. Pour obtenir cette vitesse élevée, l'air passe généralement à travers un diffuseur, un compresseur, une chambre de combustion et une turbine pour ajouter de l'énergie à l'écoulement avant d'entrer dans la tuyère. Bien que l'utilisation d'un moteur à turbine à gaz ne se limite pas aux applications aérospatiales, le turboréacteur et turbopropulseurs sont les types les plus courants de moteur à turbine à gaz.
Diffuseur
Un diffuseur est un dispositif destiné à réduire la vitesse du flux d'air. La surface en coupe transversale du diffuseur à sa sortie est plus grande que la surface en section transversale à l'entrée. Parce que la masse doit être conservée, le débit massique, définie comme la densité multipliée par zone multipliée par la vitesse, doit être constante tout au long du diffuseur. Cela signifie zone de section transversale a une relation proportionnelle inverse avec la vitesse. Comme la zone augmente, la vitesse diminue. Cette diminution de la vitesse de baisse de la pression dynamique, et étant donné que l'équation de Bernoulli indique que la pression totale - la somme des pressions dynamique et statique - est constante, la pression statique augmente.
Compresseur
Le diffuseur débouche directement dans le compresseur, ce qui augmente la pression totale de l'écoulement. Habituellement, ce sera un compresseur axial à plusieurs étages, où les pales du compresseur tournent autour d'un axe central. Certains modèles plus petits ou plus, cependant, l'utilisation d'un compresseur centrifuge, qui doit tourner l'écoulement d'air jusqu'à 90 degrés. efficacité de la compression est une grande partie de la conception de la turbine à gaz car le compresseur nécessite le plus d'énergie pour fonctionner.
Chambre de combustion
Après que l'air est comprimé, la chambre de combustion augmente la pression totale en augmentant la température de l'écoulement de manière spectaculaire. Selon l'équation des gaz parfaits, la pression est proportionnelle à la température. flux de carburant dans le flux d'air et enflamme, qui élève la température à des valeurs autour de 1.940 degrés F (1060 ° C).
Turbine
Le flux perd de l'énergie après sa sortie de la chambre de combustion. La prochaine, qui ressemble beaucoup à un compresseur axial avec moins de jeux de lames, est la turbine. Les lames prennent l'énergie de l'écoulement et de la transmettre à un arbre qui entraîne le compresseur. Ceci est la raison pour laquelle l'efficacité de compression est si important. Le plus d'énergie qu'il faut pour entraîner le compresseur, moins l'énergie du flux devra générer une poussée.
Ajutage
Une buse est à l'opposé d'un diffuseur. Que l'écoulement se rapproche de la sortie, la section transversale diminue, ce qui crée une augmentation de la vitesse. Cette vitesse, ainsi que la variation de pression qui l'accompagne, est ce qui crée une poussée dans un moteur à turbine à gaz.