title: Turboréacteur

text: Le canal d'éjection est constitué, pour les moteurs sans postcombustion, d'un carter d'échappement et d'une tuyère. Pour les moteurs avec postcombustion, le canal d'éjection comprend un système de réchauffe situé entre le carter d'échappement et la tuyère d'éjection.


title: Turboréacteur

text: Le carter d'échappement situé derrière la turbine assure la continuité intérieure et extérieure de la veine permettant de séparer, sur les moteurs à double-flux, le flux chaud du flux froid.


title: Turboréacteur

text: À l'intérieur du turboréacteur l'écoulement du flux est subsonique et si on prolonge la sortie de la turbine par une tuyère cela permet d'accélérer la masse de gaz jusqu'à la section de sortie appelée Col, convergente pour les plus simples, section qui détermine le débit maximal de gaz pouvant être éjecté. La tuyère assure donc l'éjection des gaz brûles et leur retour à la pression ambiante pour que l'accélération du flux qui en résulte génère la poussée du turboréacteur.


title: Turboréacteur

text: La section d'éjection de la tuyère est déterminée en pratique pour que, au régime maximum du moteur, la vitesse de l'écoulement y atteigne la vitesse du son, soit Mach 1, et que la pression statique au Col soit égale à la Pression Atmosphérique.


title: Turboréacteur

text: Si la vitesse de l'écoulement est inférieure à la vitesse du son, le débit masse éjecté n'est pas maximum, les gaz se détendent à la Pression Atmosphérique au col et la tuyère est dite adaptée : ce cas correspond à tous les régimes inférieurs au régime maximal.


title: Turboréacteur

text: Le fonctionnement optimal de la tuyère étant obtenu pour une tuyère adaptée (pression au col = Pression Atmosphérique) il a été développé le principe de tuyère à section variable permettant d'adapter la section de sortie aux différents régimes du moteur.


title: Turboréacteur

text: Pour les moteurs sans réchauffe, la tuyère convergente-divergente permet, l'écoulement au col étant sonique, d'accélérer le flux dans le divergent pour obtenir une poussée supplémentaire, la vitesse d'éjection des gaz pouvant être alors supersonique.


title: Turboréacteur

text: Le régime d'utilisation des moteurs étant variable suivant le domaine de vol, la partie divergente doit être variable sinon en cas d'écoulement subsonique au col le divergent ralentirait le flux et le rendement de la tuyère chuterait.


title: Turboréacteur

text: Quand la pression statique des gaz est trop forte (supérieure à deux fois la pression atmosphérique) le simple tronc de cône conduit à un éclatement du jet ; on observe alors une série d'ondes de choc jusqu'à ce que la pression statique du jet soit égale à la Pression Atmosphérique. Ces chocs qui se traduisent par une perte d'énergie inutilisable dans la propulsion font chuter le rendement global de la tuyère.


title: Turboréacteur

text: La tuyère se situe en aval de la turbine et est composée pour la plus simple d'un tronc de cône dont la section amont est supérieure à la section aval. Pour éviter l'éclatement du jet et la création d'ondes de choc on utilise des tuyères convergente-divergente. Pour les moteurs avec réchauffe on peut utiliser des tuyères à sortie divergente et de section variable.


title: Turboréacteur

text: Certaines tuyères peuvent également recevoir des accessoires tels que :


title: Turboréacteur

text: Dans un turboréacteur l'ensemble compresseur;chambre de combustion;turbine fournit des gaz comprimés et chauds qui libèrent leur énergie dans le but d'assurer la propulsion de l'avion. Il convient de libérer cette énergie avec le maximum d'efficacité en consommant le moins de carburant possible. Il est nécessaire d'optimiser alors le rendement propulsif.


title: Turboréacteur

text: D'une manière générale le rendement propulsif diminue lorsque croît la vitesse d'éjection ce qui nous amène à la conclusion que pour les vitesses subsoniques il faut ralentir la vitesse d'éjection et augmenter la masse de fluide éjectée afin d'obtenir la poussée nécessaire. Cela étant il a fallu trouver des solutions peu gourmandes en carburant et aujourd'hui la technique du double-flux à fort taux de dilution est couramment employée en aviation commerciale.


title: Turboréacteur

text: Le principe général en est le suivant :


title: Turboréacteur

text: Autrement dit le fluide servant à la propulsion se scinde en deux flux :


title: Turboréacteur

text: Le rendement propulsif du moteur est augmenté dans des proportions importantes pour des valeurs de dilution voisine de 5 et les vitesses d'éjection sont telles que le flux froid produit 80 % de la poussée totale.


title: Turboréacteur

text: Parmi les turbomachines utilisées dans l'aviation on distingue dans la catégorie des turboréacteurs plusieurs types :


title: Turboréacteur

text: Dans chacun de ces types de machines ont été développées des structures de type :


title: Turboréacteur

text: De ces deux caractéristiques ont été développées des variantes répondant chacune à des problématiques de caractéristiques de poussée, de rendement, de coût, etc. en fonction des besoins des avionneurs.


title: Turboréacteur

text: Une chronologie dépendante des évolutions techniques et technologiques a fait que les premiers turboréacteurs étaient simple-flux et mono-corps. Ils étaient équipés d'un générateur de gaz comprenant un seul ensemble compresseur-turbine liés, le compresseur pouvant être de type centrifuge ou axial.


title: Turboréacteur

text: Actuellement pour accroître les performances en poussée et consommation de carburant le compresseur a été scindé en plusieurs parties tournant à des vitesses différentes. Afin de permettre l'entrainement de ces compresseurs, des turbines elles-mêmes différentes leur ont été couplées.


title: Turboréacteur

text: Chaque couple compresseur-turbine liée est appelé Corps ou Attelage et aujourd'hui un turboréacteur simple flux ou double flux peut être de type Mono-Corps, Double-Corps ou Triple-Corps suivant les constructeurs et les domaines d'utilisation.


title: Turboréacteur

text: Dans ce type de machine, le générateur de gaz comprend un seul ensemble tournant appelé corps et qui comprend un compresseur et une turbine accouplés sur un même arbre et tournant donc à la même vitesse.


title: Turboréacteur

text: La solution double-corps peut s'appliquer au turboréacteur double-flux aussi bien qu'au turboréacteur simple-flux. C'est une technologie complexe qui permet de gagner du poids et de la longueur et qui en outre permet des démarrages nécessitant une plus faible puissance.


title: Turboréacteur

text: Dans ce type de machine, le générateur de gaz comporte deux ensembles tournants mécaniquement indépendants :


title: Turboréacteur

text: La turbine liée au compresseur BP est appelée turbine et celle liée au compresseur HP est appelée turbine


title: Turboréacteur

text: Chacun des couples "compresseur-turbine" tourne à sa vitesse propre et on parle alors de turboréacteurs "double corps" ou "double attelage". La vitesse de rotation des deux corps étant différente, ces moteurs nécessitent deux arbres concentriques plus longs et plus lourds. En contrepartie, le rendement est nettement amélioré.


title: Turboréacteur

text: Les deux arbres tournent généralement dans le même sens, afin de ne pas imposer aux roulements (ou paliers) les reliant, des vitesses de rotation trop importantes. Dans certains cas toutefois, ils tournent dans des sens différents, ce qui a pour avantage de ne pas cumuler les couples gyroscopiques, et de permettre un meilleur rendement aérodynamique. Par contre, l'excitation dynamique qui résulte de deux corps contra-rotatifs est fonction de la somme des régimes de rotation des deux corps — au lieu d'être fonction de la différence des régimes, dans le cas co-rotatif — donc très élevée, ce qui pose des problèmes de tenue aux vibrations.


title: Turboréacteur

text: Tous les moteurs de nouvelle génération sont à double corps, voire à triple corps pour ceux à très fort taux de dilution. Cette dernière configuration est une spécificité de la famille de moteurs Rolls-Royce "Trent" pour l'aviation civile. Elle se caractérise par la présence d'un ensemble compresseur-turbine supplémentaire dit PI (pour Pression intermédiaire).


title: Turboréacteur

text: Dans ce type de machine tout le débit d'air passe dans le générateur de gaz.


title: Turboréacteur

text: La poussée produite dépend de la masse d'air pénétrant dans le générateur de gaz et de l'accélération donnée à celle-ci. Le point de fonctionnement de ce type de turboréacteur est essentiellement caractérisé par la vitesse de rotation de l'ensemble compresseur-turbine et de la température entrée turbine.


title: Turboréacteur

text: Les turboréacteurs à simple flux sont bruyants, polluants et ont une consommation spécifique élevée. Ils n'atteignent leur meilleur rendement qu'au-delà de Mach 1.


title: Turboréacteur

text: En raison de son rendement et de sa consommation, le turboréacteur Simple Flux est surtout utilisé pour les grandes vitesses de vol et dans le domaine militaire. Ces moteurs peuvent être équipés de post-combustion pour une grande augmentation de poussée sur de courtes périodes.


title: Turboréacteur

text: Dans ce type de turboréacteur, on admet plus d'air qu'il n'est nécessaire au générateur de gaz afin de réduire la consommation de carburant et d'augmenter le rendement de propulsion. Le débit (ou flux) supplémentaire s'écoule en dérivation autour du générateur de gaz.


title: Turboréacteur

text: Bien plus économiques aux vitesses subsoniques et moins bruyants, les turboréacteurs à "double flux" (ou "turbofans" en anglais) sont apparus dans les années 1960. Dans ces moteurs une soufflante de grande dimension permet d'absorber un gros débit massique qui ne passe qu'en partie dans le compresseur BP. L'air pré-comprimé par la soufflante qui ne passe pas dans le compresseur BP, appelé "flux froid", contourne la partie chaude jusqu'à la tuyère où il est éjecté, mélangé ou non avec les gaz chauds (flux chaud). Cela permet, pour des vitesses modérées, en dessous de Mach 1,5 environ, d'augmenter la poussée par augmentation du débit de gaz, et de réduire considérablement le niveau de bruit. Dans de rares cas, comme sur le General Electric CF700 ou le General Electric CJ805-23, la soufflante n'est pas placée à l'avant du moteur, mais à l'arrière. Cette caractéristique est désignée « "aft fan" », dans les pays anglophones.


title: Turboréacteur

text: La proportion d'air constituant le flux froid qui est variable selon les moteurs est exprimée par le rapport du débit massique secondaire (ou flux froid) au débit massique primaire (ou flux chaud). Ce rapport est appelé taux de dilution. Les moteurs militaires optimisés pour le vol supersonique ont des taux de dilution inférieurs à 1, alors que les moteurs civils ou militaires optimisés pour des croisières autour de Mach 0,8, ont des taux de dilution entre 5 et 10. Les moteurs à double flux et fort taux de dilution tirent l'essentiel de leur poussée du flux froid (80 %), le flux chaud représentant 20 % de la poussée.


title: Turboréacteur

text: Le développement des turbopropulseurs, et des réacteurs double flux munis d'une très large soufflante s'est largement développé pour les domaines de vitesse subsonique. Avec un débit d'air plus élevé et une température des gaz plus basse pour une même poussée, leur rendement est plus élevé et leur consommation plus faible. La charge en carburant étant diminuée, cela permet une charge utile supérieure.


title: Turboréacteur

text: Le rendement de propulsion qui est le rapport de la puissance nécessaire au vol et de la puissance thermique produite fait apparaître pour une poussée donnée que ce rendement serait d'autant plus élevé que le débit d'air serait lui aussi plus élevé : la solution qui consisterait à augmenter le débit d'air sans augmenter le débit carburant serait de ce fait acceptable or il n'en est rien car cela a pour conséquence de diminuer le rendement thermique. Donc pour augmenter le débit d'air sans diminuer le rendement thermique, une solution s'impose : partager le débit d'air total en deux flux :


title: Turboréacteur

text: Le double flux réalise un compromis entre le turboréacteur simple flux dont le rendement n'est intéressant qu'à vitesse élevée et le turbopropulseur limité en vitesse. Par ailleurs la consommation spécifique est améliorée et le fonctionnement moins bruyant. La postcombustion peut néanmoins être intégrée à l'ensemble, avec un rendement plus élevé que dans le cas du turboréacteur à simple flux. Beaucoup d'avions de chasse modernes possèdent d'ailleurs des turbofans dotés de postcombustion ("Rafale", Soukhoï Su-27, F-22 "Raptor", etc.).


title: Turboréacteur

text: Dans un turboréacteur double flux, l'air servant à la pressurisation des joints labyrinthes est prélevé en aval du compresseur basse pression. L'air de refroidissement des parties chaudes comme les distributeurs et les aubes de turbine HP est prélevé en sortie du compresseur HP.


title: Turboréacteur

text: Le circuit d'air interne permet aussi d'exercer des contre-pressions sur les disques de compresseur et de turbine afin de diminuer les forces axiales sur les paliers.


title: Turboréacteur

text: Afin de conserver un rendement suffisant on limite les fuites d'air en disposant des joints labyrinthes tout au long du moteur. Un contrôle actif des jeux radiaux entre les rotors et les carters des turbines (haute et basse pression) est assuré par l'envoi d'air prélevé à la sortie du compresseur haute pression, dont le débit et contrôlé par une vanne elle-même commandée par la régulation du moteur. Cet air "frais" est utilisé pour refroidir le carter via des jets d'air impactant. La gestion de ce débit d'air permet de piloter la dilatation du carter, et ainsi les jeux radiaux entre le stator et le rotor (plus précisément entre les ailettes et les abradables). L'objectif de la manœuvre étant d'être en mesure de limiter les débits "bypass" (les pertes) et ce à toutes les phases du vol. Ce système est appelé ACC, pour Active Clearance Control, et précédé de LPT ou HPT (Low Pressure Turbine Active Clearance Control et High Pressure Turbine Active Clearance Control). La distinction est importante car la gestion du débit n'est pas la même pour les deux turbines.


title: Turboréacteur

text: Dans un turboréacteur double flux le circuit d'air externe assure des fonctions diverses sur le moteur lui-même et sur l'avion.


title: Turboréacteur

text: L'air est généralement prélevé sur le compresseur HP et peut être utilisé :


title: Turboréacteur

text: Certains accessoires, qui subissent un échauffement important, sont refroidis par circulation d'air et la ventilation de la nacelle moteur est réalisée à partir du flux secondaire ou de l'air extérieur.


title: Turboréacteur

text: La lubrification consiste à assurer l'établissement et le renouvellement du film d'huile sur les pièces nécessitant un graissage, telles que les paliers, ainsi que l'évacuation des calories. Les huiles utilisées dépendent des conditions de charges et de températures et sont actuellement majoritairement d'origine synthétique à cause de leur plus grande plage de température et de leur plus grande durée de vie que les huiles d'origine minérale.


title: Turboréacteur

text: Le circuit d'huile assure les fonctions de :


title: Turboréacteur

text: La fonction de démarrage doit assurer :


title: Turboréacteur

text: Cette fonction consiste à entrainer en rotation l'ensemble tournant du générateur de gaz afin que le compresseur puisse alimenter en air la chambre de combustion. Le couple (C) nécessaire à l'entrainement est fonction de la vitesse de rotation et de la température. Au début il croît fortement et diminue lorsque l'allumage se produit et que la machine accélère. À partir d'un certain régime ce couple devient nul et le moteur est dit autonome.


title: Turboréacteur

text: Cette fonction commande l'alimentation des injecteurs principaux et de démarrage. Les injecteurs de démarrage permettent la propagation de la flamme et l'allumage du carburant pulvérisé par les injecteurs principaux. L'alimentation en carburant est faite sous pression à l'aide d'une pompe et le débit nécessaire au démarrage est déterminé par un dispositif de dosage spécifique.


title: Turboréacteur

text: Cette fonction permet de réaliser l'inflammation du mélange carburé à l'aide d'étincelles produites par des bougies haute tensions.


title: Turboréacteur

text: Ce cycle est caractérisé par l'évolution des paramètres :


title: Turboréacteur

text: La séquence de démarrage est réalisée par une fonction spécifique dédiée du turboréacteur.


title: Turboréacteur

text: La procédure de rallumage en vol est différente de l'allumage au sol par le fait que le lancement est déjà réalisé.


title: Turboréacteur

text: Cette procédure de rallumage se base sur le phénomène dit de "windmilling" (de l'anglais windmill = moulin à vent). En effet, lorsque le moteur est dit "arrêté", il ne produit plus de poussée, mais la vitesse relative de l'avion force l'air à circuler dans le moteur. Ces filets d'air suffisent à créer une rotation des éléments tournants du moteur.


title: Turboréacteur

text: Comme évoqué précédemment les conditions de démarrage du moteur sont assez restrictives (température, vitesse de rotation, masse volumique du mélange...), ainsi dans cette configuration de rallumage il est nécessaire de se placer dans une certaine fourchette de vitesse (alors corrélée à la vitesse de rotation du moteur) et d'altitude (masse volumique de l'air).


title: Turboréacteur

text: Le rallumage d'un moteur au sol demande une attention particulière également. Le principal risque engendré par une telle opération est le "Rotor Lock". Ce phénomène touche les turbines, particulièrement la turbine basse pression. Lors du refroidissement de la turbine, les pièces refroidissent à des vitesses différentes (selon leur masse et leur inertie thermique). Le carter, plus fin, refroidit plus vite que le rotor, et se rétracte ainsi plus vite, alors que le rotor reste dilaté. Le carter va alors venir pincer et bloquer le rotor. En cas de redémarrage du moteur à ce moment-là, certains étages de la turbine peuvent rester bloqués. Cette panne, sans gravité, peut être corrigée en éteignant le moteur et le rallumant. L'air chaud qui a traversé le moteur à ce moment-là suffit à dilater le carter et libérer le rotor.


title: Turboréacteur

text: Pour éviter le "rotor lock" un temps de refroidissement doit être respecté entre deux démarrages. Cependant cette durée est complexe à déterminer car dépend de beaucoup de paramètres (température ambiante, cycle subit par le moteur avant extinction, usure des abradables...).


title: Turboréacteur

text: Il est parfois nécessaire au sol et dans le cadre d'essais ou de procédure particulière de réaliser le lancement de l'attelage compresseur-turbine sans allumage et avec ou sans injection de carburant.


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text: La ventilation sèche peut être utilisée : La ventilation humide peut être utilisée après essais pour le stockage des moteurs avant leur installation sous l'aile.


title: Turboréacteur

text: La commande d'un turboréacteur par le pilote s'effectue par un moyen simple, en général une commande unique appelée manette des gaz. L'objectif est d'obtenir pour une position donnée de la manette des gaz les performances de poussée adaptées aux conditions de vol. La pression, la température et la vitesse de l'air admis dans le moteur variant en permanence avec l'altitude et la vitesse de vol, il a été nécessaire d'interposer entre la commande pilote et le moteur un système de régulation.


title: Turboréacteur

text: Les positions caractéristiques de la manette des gaz pour un turboréacteur civil sont :


title: Turboréacteur

text: On sait que la poussée est fonction du débit d'air qui entre dans le turboréacteur et de sa vitesse d'éjection en sortie. On peut dire, en première approximation, que le débit d'air est proportionnel à la vitesse de rotation et que la vitesse d'éjection est proportionnelle à la température devant la turbine.


title: Turboréacteur

text: En conséquence contrôler la poussée revient à contrôler :


title: Turboréacteur

text: La fonction contrôle a en outre pour objet :


title: Turboréacteur

text: Cette fonction est réalisée à partir de mesures effectuées sur des paramètres comme :


title: Turboréacteur

text: la mesure des vibrations au niveau des paliers est essentielle en termes de surveillance pour la sécurité du vol


title: Turboréacteur

text: Un turboréacteur qui ne disposerait que d'un robinet de carburant à commande manuelle pour son pilotage serait inutilisable. Un tel dispositif, bien que permettant de faire varier la poussée, n'offrirait aucune protection vis à vis des limitations à respecter comme le pompage, l'extinction, la survitesse ou la surchauffe. Ce sera justement le rôle de la fonction de régulation de fournir ce moyen en s'interposant entre la machine, son environnement et le pilote.


title: Turboréacteur

text: L'objectif essentiel étant de maintenir automatiquement le turboréacteur dans des limites déterminées de vitesse de rotation et de température turbine.


title: Turboréacteur

text: Cette régulation agit sur le seul paramètre physique généralement disponible : le débit carburant injecté dans la chambre de combustion.


title: Turboréacteur

text: Le système de régulation est constitué de différents équipements qui doivent assurer des fonctions :


title: Turboréacteur

text: Ces équipements sont les constituants du circuit carburant, des commandes d'organes mobiles (tuyère, vannes de décharge, stators variables, etc.), du circuit électrique, des différents capteurs et du calculateur de régulation.


title: Turboréacteur

text: La régulation en fonctionnement stabilisé d'un turboréacteur maintient un régime de rotation et une température optimale devant turbine afin que la poussée correspondant à la position manette choisie soit fournie quelles que soient les perturbations extérieures. Elle maintient de manière automatique le point de fonctionnement correspondant par l'optimisation du couple (débit-carburant ; section de tuyère) en assurant aussi la gestion des limitations de fonctionnement de la machine.


title: Turboréacteur

text: La régulation directe de la température devant turbine étant très délicate, on choisit de réguler des paramètres moteurs représentatifs de cette température : Pour agir sur ces paramètres et les contrôler on dispose de moyens appelés [paramètres réglants] en nombre variable suivant le type de turboréacteur :


title: Turboréacteur

text: Des lois de fonctionnement invariables et propres à chaque type de turboréacteur relient ces différents paramètres et permettent à la régulation de maintenir stable le point de fonctionnement moteur correspondant à la poussée choisie par le pilote.


title: Turboréacteur

text: Les lois de fonctionnement moteur sont les relations qui permettent de connaître les variations des paramètres réglés ou régulés (ceux que l'on veut contrôler) lorsque varient les paramètres réglants. Ces lois moteur sont des caractéristiques intrinsèques du moteur et sont variables avec les conditions de vol et la valeur des paramètres réglants. Elles ne doivent pas être confondues avec les lois de régulation.


title: Turboréacteur

text: Par exemple pour un réacteur à tuyère fixe, sans stators variables ou sans vannes de décharge, et pour une condition de vol donnée :


title: Turboréacteur

text: Par cet exemple simple l'on voit que la régulation d'un turboréacteur sera l'intégration de ses caractéristiques intrinsèques dans un système plus global tenant compte d'éléments extérieurs.


title: Turboréacteur

text: Pour fixer le point de fonctionnement du moteur, on doit agir sur les paramètres réglants à travers une fonction de régulation qui peut être :


title: Turboréacteur

text: Il existe deux modes principaux qui peuvent être associés et qui sont les modes :


title: Turboréacteur

text: Ce type de régulation est stable mais peu précise car les perturbations réelles sont souvent différentes, voire très différentes, des conditions programmées du moment. Le paramètre réglé n'aura pas toujours la valeur désirée et cela recale définitivement ce type de régulation pour garantir la stabilité du point de fonctionnement en fonction des conditions extérieures.


title: Turboréacteur

text: Par exemple, si à une altitude donnée une position manette fixe une valeur de débit carburant qui va elle-même fixer une valeur de régime et que l'altitude change sans que la régulation en soit informée, il va se produire un écart entre le régime réel et le régime qu'il faudrait avoir.


title: Turboréacteur

text: Par contre en régime transitoire, là où les limitations risquent d'être atteintes il est préférable d'utiliser un programme qui intégrera toutes les butées en tenant compte des écarts entre moteurs et du vieillissement des pièces à durée de vie limitée.


title: Turboréacteur

text: Par exemple pour un chasseur embarqué, le temps d'établissement de la poussée maximum est souvent aussi important que le niveau de poussée lui-même, car en cas d'appontage raté la remise des gaz doit se faire en toute sécurité sans que le moteur subisse une perte de puissance liée à un pompage ou une extinction riche.


title: Turboréacteur

text: Le principe d'une régulation bouclée est de détecter l'écart entre la valeur de sortie et la consigne d'entrée puis d'utiliser cet écart pour commander un ou plusieurs paramètres réglants. Ce type de régulation permet de s'affranchir des variations extérieures mais présente le défaut d'être instable. Cette instabilité est liée aux temps de réponse des transmissions et au gain de boucle c'est-à-dire au rapport qu'il y a entre la variation de sortie et la variation à l'entrée.


title: Turboréacteur

text: Les performances de la boucle seront celles de l'ensemble régulation + moteur, ce dernier ayant ses propres gains et temps de réponse. Les caractéristiques du turboréacteur variant dans des proportions très importantes en fonction des conditions de vol (Mach, Altitude) il faudra donc, pour conserver une bonne réponse de l'ensemble quelles que soient les conditions extérieures, que les caractéristiques du régulateur varient également. C'est ce qui complique les régulations des turboréacteurs par rapport aux régulations de processus industriels.


title: Turboréacteur

text: L'avantage de ce type de régulation est qu'elle permet de mieux protéger le moteur, en fixant de manière sûre les paramètres de fonctionnement qui seront atteints en fin de transitoire. En effet, le paramètre régulé est un paramètre de fonctionnement du moteur et l'estimation des autres paramètres à partir de celui-ci n'est pas affectée par la dispersion éventuelle existant entre la valeur du débit carburant et la valeur prise par ce paramètre régulé.


title: Turboréacteur

text: Les moteurs civils, à la différence des moteurs militaires, ne délivrent, en position extrême de la manette des gaz qu'une fraction de la poussée qui serait disponible avec un fonctionnement à la température maximum. Il s'agit donc de piloter un paramètre régulé dont la corrélation avec la poussée soit la moins dispersée possible.Ce sera pour les moteurs civils, le régime de rotation de la soufflante.


title: Turboréacteur

text: Il faudra néanmoins conserver la modulation du débit carburant par l'intermédiaire du régime de rotation du générateur de gaz qui a une constante de temps plus faible que le corps BP (compresseur Basse Pression)


title: Turboréacteur

text: La consigne de poussée sera donnée par la position de la manette en pourcentage de poussée maximum autorisée afin d'avoir toujours la même position manette au décollage.


title: Turboréacteur

text: La consigne de poussée, traduite en régime de rotation du corps BP (pour les avions civils ) ou du taux de détente dans la tuyère (pour les avions militaires) est comparée au régime mesuré et l'écart influera en plus ou en moins sur la consigne de vitesse du générateur de gaz.


title: Turboréacteur

text: Ce sera donc finalement l'écart entre cette dernière consigne et la vitesse vraie de rotation du générateur de gaz qui ajustera la vanne carburant.


title: Turboréacteur

text: Ce système de régulation permet de piloter directement la poussée du moteur tout en permettant des transitoires rapides et une protection optimum du générateur de gaz.


title: Turboréacteur

text: L'utilisation du turboréacteur consiste à le maintenir en fonctionnement stabilisé pour chaque condition de vol et le faire fonctionner en régime transitoire entre deux états stables. Cela montre la nécessité de prévoir deux modes principaux de régulation :


title: Turboréacteur

text: D'autres fonctions sont aussi gérées par le système de régulation :


title: Turboréacteur

text: Le point de fonctionnement stabilisé d'un moteur se trouve sur une ligne particulière du champ compresseur, mais lorsque le pilote demande un régime compresseur différent à l'aide de sa manette des gaz la régulation doit : Pendant les variations de régime, le point de fonctionnement du compresseur quitte la ligne de fonctionnement stabilisé du champ compresseur. Physiquement, une augmentation de carburant dans la chambre de combustion produit une sur-dilatation de l'air d'où une montée brutale du taux de compression du compresseur : le travail produit par la turbine augmentant plus vite que le travail absorbé par le compresseur, le moteur accélère. L'inverse se produit en cas de diminution de carburant, le moteur décélère.


title: Turboréacteur

text: La régulation du moteur fournit donc le carburant nécessaire en fonction du régime de rotation, de la pression et de la température en certains points du turboréacteur.


title: Turboréacteur

text: Pour passer d'un point de fonctionnement à un autre, on s'écarte de la courbe stabilisée initiale et l'on se heurte à des limitations :


title: Turboréacteur

text: Pour se protéger de ces phénomènes dangereux la régulation possède une limitation de débit carburant :


title: Turboréacteur

text: Tous les régulateurs sont constitués d'un système dédié au calcul des lois et d'un autre à leur exécution (débit carburant et géométrie variable). Si depuis les premiers turboréacteurs la partie exécution a peu varié (le système "Doseur-Soupape régulatrice" existait sur l'ATAR101 SNECMA en 1949), une évolution considérable a été réalisée sur la partie calcul.


title: Turboréacteur

text: Jusqu'en 1970 le calcul des lois est réalisé par des systèmes hydromécaniques mettant en action des leviers, cames, capsules anéroïdes, servomoteurs, réducteurs de pression, etc.


title: Turboréacteur

text: À partir des années 1970, l'électronique apparaît progressivement, c'est l'époque des systèmes de calcul mixtes à "faible autorité" où les lois de régulation sont en partie réalisées par des fonctions électroniques analogiques avec :


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text: Vers le milieu des années 1980, la technologie numérique ayant évolué, apparaissent les premiers systèmes où l'électronique associée à l'informatique prend complètement en charge la fonction calcul qui traite alors non seulement des lois de régulation mais aussi des lois de protection moteur, de la maintenance intégrée et de la sûreté de fonctionnement de l'ensemble du moteur.


title: Turboréacteur

text: Les régulations qui ont d'abord été hydromécaniques ont évolué vers la mixité avec une part de plus en plus importante de l'électronique pour actuellement être des systèmes dits "Pleine Autorité" et "redondants" ce qui signifie une autonomie complète pour le fonctionnement du moteur et la détection de panne avec reconfiguration sans intervention du pilote.


title: Turboréacteur

text: La régulation du moteur ATAR9C SNECMA entièrement hydromécanique avec de l'huile pour fluide précède celle du moteur ATAR9K50 SNECMA qui est équipée d'un système à fuite variable commandé par un moteur électrique pilotant la régulation hydromécanique de tuyère. Sur les moteurs Rolls-Royce/Snecma Olympus-593 du Concorde fut installé le premier système de régulation analogique.


title: Turboréacteur

text: Le moteur SNECMA M53-5 fut équipé d'une régulation "Analogique Pleine Autorité" puis le moteur SNECMA M53-P2 fut équipé d'une régulation "Numérique Pleine Autorité".


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text: Depuis le milieu des années 1980 la régulation Numérique Pleine Autorité Redondante a commencé à équiper les Pratt & Whitney PW2000 et CFMI/CFM56-A. Ce système s'est généralisé sur les avions commerciaux de toutes tailles. C'est également le cas de la totalité des avions militaires récents.


title: Turboréacteur

text: La régulation de ce paramètre moteur a pour objectif d'éviter les régimes de sur-vitesse et de sous-vitesses tout en permettant un pilotage précis du niveau de poussée désiré.


title: Turboréacteur

text: Les premières régulations fonctionnaient sur le même principe que les régulateurs à boules des premières machines à vapeur. La déformation du parallélogramme, fonction du régime, était utilisée pour agir sur le débit carburant. Une action sur la commande des gaz permettant de fournir une nouvelle consigne de régime en modifiant le point d'équilibre du parallélogramme.


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text: Les inconvénients de ce type de régulation étaient de deux ordres :


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text: Dans un premier temps ces inconvénients ont été supprimés par une correction du gain de la chaine de retour en y intégrant des capsules barométriques et des amortisseurs mécaniques afin de conserver un gain fort en contre-réaction. Ce type de régulation équipait les moteurs Marboré de Turbomeca équipant les avions Fouga. Malgré ces correctifs, les variations rapides de position manette étaient prohibées au-dessus de , afin d'éviter les inconvénients décrits ci-dessus.


title: Turboréacteur

text: Par contre, ce système permet une régulation sans manette des gaz. Ce procédé est employé sur le TURMO IIIC4 de Turbomeca équipant le SA330 Puma. La vitesse du rotor (NR) étant désirée constante, la vitesse de rotation de la turbine (mécaniquement liée au rotor) permet de détecter une variation du NR à la suite d'une variation de la commande de pas collectif. La vitesse de rotation de la turbine (NTL) est appliquée à un système de doseur à masselotte qui modifie le Qc (débit carburant) afin de conserver NTL constant et donc NR constant. Ce système induit une régulation "a posteriori". Si le pilote modifie l'équilibre Puissance moteur fournie / Puissance absorbée par le rotor, le régime rotor évolue, la régulation détecte cette variation et corrige le débit carburant afin de retrouver le NR souhaité. Cette régulation est assez molle et toujours par défaut : lorsque le NR baisse, le Qc est augmenté mais insuffisamment pour récupérer le NR d'origine. Inversement, si le Nr augmente, le Qc est diminué mais le nouveau Nr régulé sera supérieur à l'ancien. Ce système a fait ses preuves et est toujours en service car il jouit d'une grande simplicité et donc d'une grande fiabilité, indépendante de toute source électrique.


title: Turboréacteur

text: Dans un deuxième temps le paramètre piloté n'a plus été le débit carburant mais la richesse du mélange air-carburant afin d'éliminer l'influence de la pression donc de l'altitude. Cette régulation a nécessité un mécanisme plus complexe qui permettait d'intégrer des butées hautes et basses sur la variation de la richesse afin de supprimer les limitations sur la vitesse de la manette. Les moteurs ATAR SNECMA ont été les premiers équipés par ce système plus performant.


title: Turboréacteur

text: La connaissance approximative du paramètre richesse à partir du débit carburant et de la pression est améliorée par l'introduction du paramètre Température puis les conditions de vol (altitude, pression d'impact) sont utilisées dans la détermination des butées hautes et basses de la richesse. Toutes ces informations apparaissent sur les moteurs ATAR 9K50 SNECMA sous forme électriques.


title: Turboréacteur

text: Sur les moteurs double-corps un seul corps est régulé en régime, l'autre suit : par exemple sur les F404 en « SEC » c'est le corps HP qui est piloté alors qu'en « PC » c'est le corps BP


title: Turboréacteur

text: À venir.


title: Turboréacteur

text: La postcombustion, parfois dénommée réchauffe, est un système utilisé sur les turboréacteurs équipant les avions militaires et certains avions civils supersoniques pour augmenter la vitesse d'éjection des gaz, ce qui conduit à une augmentation de poussée, permettant d'élargir le domaine de vol.


title: Turboréacteur

text: Le principe est d'injecter du kérosène — après la turbine, d'où le terme « post » — dans le flux des gaz avant la sortie par le col de tuyère du réacteur. La combustion de cet apport de carburant se fait à l'aide de l'oxygène résiduel encore présent après la combustion primaire.


title: Turboréacteur

text: 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.


title: Turboréacteur

text: 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. 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.


title: Turboréacteur

text: 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.


title: Turboréacteur

text: 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.


title: Turboréacteur

text: 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.


title: Turboréacteur

text: Ce réchauffage s'appelle post-combustion ou réchauffe et le point de fonctionnement moteur le plein gaz « PC ».


title: Turboréacteur

text: 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.


title: Turboréacteur

text: 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.


title: Turboréacteur

text: 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.


title: Turboréacteur

text: 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.


title: Turboréacteur

text: 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.


title: Turboréacteur

text: On obtient alors la formule simplifiée F ˜ vTt


title: Turboréacteur

text: Exemple : si Tt = au PG sec et si Tt = au PGpc alors le rapport de poussée entre le PGsec et le PGpc est de v2 =


title: Turboréacteur

text: 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.


title: Turboréacteur

text: C'est un système (avions de transport, ravitailleurs) qui équipe certains avions de combat comme le Panavia Tornado ou le Saab 37 Viggen mais qui est monté principalement sur les avions civils commerciaux équipés de réacteurs. Cet équipement qui n'est pas obligatoire sur ce type d'avion n'est pas pris en compte dans la certification d'un appareil.


title: Turboréacteur

text: Sur les gros porteurs commerciaux ou militaires, c'est un système qui a pour objectif de dévier la poussée vers l'avant afin de réduire la distance d’arrêt lors des phases d’atterrissage tout en soulageant le système de freinage principal.


title: Turboréacteur

text: L'inversion de poussée est un dispositif qui consiste à introduire un obstacle dans l'écoulement afin d'en dévier une partie dans le sens du roulage et de ce fait créer une poussée négative qui tend à ralentir l'appareil dans la phase de roulage qui suit le posé du train afin de réduire les distances de freinage lors de l'atterrissage. Sur les moteurs double-flux, l'inversion peut se faire sur les deux flux, la contre-poussée obtenue étant la différence entre la poussée négative obtenue sur le flux secondaire et la poussée du flux primaire.


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text: Généralement seul le flux secondaire est dévié par les dispositifs d'inversion.


title: Turboréacteur

text: Plusieurs types d'inverseurs sont utilisés comme :


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text: L'inverseur ne peut se déployer qu'une fois l'avion au sol et des systèmes de sécurité redondants empêchent toute ouverture ou déploiement de celui-ci en vol.


title: Turboréacteur

text: L'inverseur est commandé par des manettes spécifiques équipant la commande des gaz.


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text: Spécificité des avions militaires les plus performants, notamment les intercepteurs, la tuyère des réacteurs est prolongée par un dispositif orientable permettant de dévier le jet et donc la direction de la poussée pour augmenter la manœuvrabilité de l'appareil. On parle généralement de poussée bidimensionnelle (respectivement tridimensionnelle) lorsque la poussée est dirigée dans un (respectivement deux) plan directionnels. Outre cet aspect, elle permet aussi de se déplacer dans des milieux où les ailerons et les gouvernes sont inutiles, c'est-à-dire à très haute altitude où l'air est raréfié.


title: Turboréacteur

text: Ce dispositif équipe notamment des prototypes russes Soukhoï (SU-37, MiG 1.44 et MiG-29 OVT) et des chasseurs américains (F-22, F/B-22 Concept et JSF). Le plus récent développement (2005) est le Rockwell-MBB X-31. La poussée peut aussi être déviée vers le sol afin de permettre les décollages et atterrissages verticaux, comme sur le Harrier, le F-35 et le Yak-141. Sous la dénomination de nacelle on identifie l'ensemble des capotages qui enveloppent le moteur et sa suspension à l'aile ou au fuselage de l'avion.


title: Turboréacteur

text: Les fonctions principales d'une nacelle sont :


title: Turboréacteur

text: Les turboréacteurs nécessitent généralement l'aide d'un moteur auxiliaire pour être démarrés, le GAP (groupe auxiliaire de puissance) ou APU ("Auxiliary Power Unit"). Il s'agit d'un petit turbomoteur, souvent dérivé d'une turbomachine d'hélicoptère et situé dans le fuselage de l'aéronef, souvent dans la partie arrière, qui fournit l'air comprimé pour alimenter les démarreurs pneumatiques des turboréacteurs, ainsi que l'énergie électrique avant les démarrages. Le GAP peut parfois servir à la génération hydraulique, en secours.


title: Turboréacteur

text: Le GAP est démarré par la ou les batteries électriques de l'avion, ou par un groupe de puissance extérieur. Le GAP peut aussi être utilisé en générateur électrique de secours, lorsque toutes les génératrices et alternateurs des turboréacteurs ou turbopropulseurs sont inopérants. Des essais récents ont été menés avec succès avec des piles à hydrogène en tant que GAP. Ces dispositifs sont plus légers et ne nécessitent pas d'entrée d'air, mais ils sont plus onéreux.


title: Turboréacteur

text: L'ensemble des activités liées au développement d'un turboréacteur et à sa certification ont pour objectif de démontrer qu'à son entrée en service il remplira les conditions de qualité et de sécurité imposées par le client, en l'occurrence l'avionneur. L'aspect qualité sera traité par les essais de développement tandis que les critères liés à la sécurité seront évalués lors des essais de certification.


title: Turboréacteur

text: Les essais de développement qui ont pour objectifs d'optimiser les performances et d'acquérir des données d'ingénierie portent principalement sur :


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text: Pour assurer le développement d'un nouveau moteur il fallait dans les années 2000 :


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text: Le développement et la fabrication des turboréacteurs utilisés pour motoriser des aéronefs doivent répondre aux exigences d'organismes tels que la DGAC (JAR-E) pour la France ou la FAA (FAR33) pour les États-Unis. Certains constructeurs comme Safran Aircraft Engines pour la France et GE pour les États-Unis coopèrent sur des moteurs communs ce qui les obligent à satisfaire à la norme la plus contraignante en cas de désaccord.


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text: La certification se fait en deux grandes étapes :


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text: Le motoriste signe avec l'avionneur un contrat sous forme de spécifications définissant et garantissant toutes les données techniques du moteur qui sera installé sur l'avion. Ce contrat comporte deux clauses fondamentales :


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text: La démonstration de la capacité du moteur à satisfaire les exigences de poussée et de consommation spécifiques s'effectue à travers le programme de certification avion dont les étapes principales pour le moteur sont les suivantes :


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text: L'établissement des différents réglages du moteur pour les régimes d'utilisation (ralenti sol et vol, décollage, montée, croisière) et la demande de poussée de l'avionneur s'effectue dans tout le domaine de vol et pour chacune des versions du moteur.


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text: Ce processus se fait en trois étapes :


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text: L'évaluation de la poussée que devra fournir le moteur est le résultat d'un processus qui démarre chez l'avionneur par des études de marché qui ont pour objectif de définir les besoins des compagnies aériennes en termes de taille, poids, distance franchissable, et qui conduisent à la définition de la classe de poussée de l'ensemble propulsif.


title: Turboréacteur

text: Le motoriste propose à l'avionneur un modèle mathématique du moteur qui intègre son expérience industrielle, les exigences du client et ce que propose la concurrence. À partir de ce modèle et après de nombreuses révisions le motoriste et l'avionneur se mettent d'accord sur une spécification contractuelle qui intègre les garanties de poussée et de consommation spécifique.


title: Turboréacteur

text: Chaque moteur de démonstration ("compliance engine") est testé équipé de la même nacelle dans un banc d'essai ouvert (à l'air libre) suivant la même procédure que celle qui sera déroulée pour les futurs moteurs de série :


title: Turboréacteur

text: ces essais serviront de base pour l'établissement des limites de réception des moteurs de série.


title: Turboréacteur

text: Les moteurs de démonstration sont testés avec la nacelle suivant la même procédure qu'avec la nacelle ATC. Les résultats d'essais seront utilisés pour :


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text: La poussée en vol est calculée car on ne sait pas la mesurer et cela nécessite des moteurs fortement instrumentés. Le principe est de calculer la variation de quantité de mouvement au travers du moteur en s'appuyant sur l'équation d'Euler.


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text: Après avoir déterminé les coefficients de tuyère au moyen d'essais maquette et déterminé les corrélations de pression amont et aval du moteur à partir des essais au sol avec nacelle les essais en vol se poursuivent en palier stabilisé (Trainée = Poussée) pour différents régimes.


title: Turboréacteur

text: À partir du calcul de la poussée en vol :


title: Turboréacteur

text: Les essais en vol permettent :


title: Turboréacteur

text: Cette étape permet d'établir les régimes de pilotage en rapport de la garantie de poussée qui a été vendue à l'avionneur. Pour cela les moteurs de démonstration étant considérés comme des moteurs de série moyen (en performances) les caractéristiques poussée / régimes issues des essais en vol permettent d'y parvenir.


title: Turboréacteur

text: Ces caractéristiques moyennes intègrent :


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text: La représente la consommation de carburant par unité de poussée et est utilisée pour évaluer l'efficacité du moteur. C'est un critère de conception très important et un moteur est conçu en ayant pour objectif d'optimiser ce paramètre aux conditions de vol les plus courantes, la croisière généralement c'est-à-dire pour une altitude de et Mach .


title: Turboréacteur

text: La formule de la consommation spécifique est :


Turboréacteur


title: Turboréacteur

text: Le critère de permet de corréler la consommation de carburant du moteur avec la vitesse air de l'avion afin de permettre une correspondance entre la poussée du moteur et la vitesse de l'avion.


title: Turboréacteur

text: La formule du est :


title: Turboréacteur

text: D'après la définition de la on peut déduire que formula_46


title: Turboréacteur

text: La finesse de l'avion est formula_47


title: Turboréacteur

text: Sachant que dans le cas d'un vol stabilisé :


title: Turboréacteur

text: on en déduit que la finesse de l'avion est alors :


title: Turboréacteur

text: on en déduit


title: Turboréacteur

text: et


title: Turboréacteur

text: soit à masse et vitesse avion constantes une augmentation de a pour conséquence une réduction du même ordre du


title: Turboréacteur

text: Pour les moteurs à taux de dilution élevé, les caractéristiques du cycle thermodynamique qui affectent la sont :


title: Turboréacteur

text: Évidemment le rendement de chaque composant (compresseurs, chambre de combustion, turbines, etc.) affecte également la .


title: Turboréacteur

text: L'estimation initiale des niveaux de d'un nouveau moteur est basée sur un modèle théorique intégrant l'expérience du motoriste sur les modèles déjà en ligne. Le niveau de garantie signé avec l'avionneur est l'aboutissement de nombreuses itérations qui intègrent les offres de la concurrence. Le niveau de garantie vendu par le motoriste est alors utilisé par l'avionneur pour établir les performances de l'avion proposé aux compagnies aériennes.


title: Turboréacteur

text: Comme pour la poussée, la démonstration des garanties de est réalisée pendant le programme de certification de l'avion motorisé avec les moteurs de démonstration. Les résultats des essais en vol (calcul de la poussée et mesure du débit carburant) sont utilisés pour calculer la et ensuite la comparée aux niveaux de garantie initialement vendus.


title: Turboréacteur

text: Le motoriste et l'avionneur se mettent d'accord sur le niveau de performance du moteur qui conditionnera :


title: Turboréacteur

text: Le paramètre ÉQUIVALENT SPEC sert à calculer les pénalités financières que le motoriste sera amené à donner à l'avionneur en cas de déficit des garanties sur la . Deux possibilités :


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text: Le nouveau niveau de est déterminé à partir de la moyenne des moteurs de démonstration à laquelle on retranche le déficit mesuré en vol. Ensuite on calcule le paramètre ÉQUIVALENT SPEC qui est la transposition au sol de la situation des moteurs vis-à-vis de la garantie initiale en vol.


title: Turboréacteur

text: La production des moteurs de série est sanctionnée par un essai de réception défini dans des documents ayant fait l'objet d'accord avec les autorités (FAA, DGAC, etc.) et les avionneurs. Ces documents traitent des aspects sécurité et sûreté de fonctionnement pour une part et d'autre part décrivent dans les moindres détails l'essai de réception ainsi que les limites de réception.


title: Turboréacteur

text: Cet essai qui permet de valider en une seule fois la totalité des versions du moteur qui, lui, n'est livré qu'à sa version de vente, comprend deux phases principales :


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text: Les performances du moteur en essai ne sont pas comparables directement car elles dépendent :


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text: Pour sanctionner les performances d'un moteur, il est indispensable de les ramener à des conditions connues de fonctionnement. La méthode utilisée est de :


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text: Ces corrections sont appliquées sur les paramètres contractuels tels que :Les fluctuations sur les performances du moteur au banc d'essai ont plusieurs origines et se répartissent en gros de la manière suivante sur 100 % de variation :Cette correction permet de ramener la valeur des paramètres de poussée et de débit carburant du moteur en essai à des conditions de pression ambiante standard afin de les comparer aux limites contractuelles vendues à l'avionneur.


title: Turboréacteur

text: Cette correction affecte les paramètres de régime de rotation, de température et de débit carburant par des coefficients calculés à partir d'un modèle théorique du moteur et de sa régulation dont on fait varier les conditions de température ambiante dans toute la gamme des températures susceptibles d'être rencontrées en essai de réception.


title: Turboréacteur

text: La qualité de ces coefficients et donc des corrections apportées dépend étroitement de la représentativité du modèle (moteur + régulation) ayant servi à leur détermination. La modélisation du dévrillage du en fonction du régime du corps et des systèmes variables pilotés par la régulation sont déterminants dans l'obtention d'un modèle théorique (moteur + régulation) de haute qualité.


title: Turboréacteur

text: La présence de vapeur d'eau dans l'air modifie les performances du moteur du fait de la différence de chaleur spécifique entre un air sec et un air chargé en vapeur d'eau ce qui nécessite de corriger les performances du jour de l'essai afin de les ramener en air sec.


title: Turboréacteur

text: Les corrections à appliquer sur les paramètres de poussée, de régimes, de débit carburant et d' sont déterminées à partir d'un modèle moteur dont on fait varier la richesse en vapeur d'eau, de 0 % jusqu'à la saturation, en gardant constante la température d'entrée et la puissance moteur. Par balayages successifs des différents points de régimes du moteur et de température d'entrée que l'on peut rencontrer en essai réel on détermine les différents facteurs de correction qui seront apportés aux paramètres moteurs en fonction du taux d'humidité qui sera mesuré pendant l'essai réel.


title: Turboréacteur

text: En fonction de la température ambiante et du degré d'humidité le jour de l'essai du moteur, la manche d'entrée peut être le siège d'une condensation lorsque localement la pression partielle de la vapeur d'eau devient inférieure à la pression de vapeur saturante : le phénomène est exothermique, l'eau cède de la chaleur et donc l'air ambiant voit sa température augmenter. À l'entrée dans le il y a compression donc élévation de température et évaporation ce qui prélève de l'énergie au moteur. Ce prélèvement d'énergie doit être compensé par des correctifs qui ne portent que sur le régime du corps .


title: Turboréacteur

text: Les essais de moteur qui se font à proximité de zones habitées génèrent une pollution acoustique du même ordre que les zones d'approche d'aéroport. La législation imposant de limiter fortement les nuisances sonores oblige les fabricants de moteur à réaction à réaliser leurs essais en banc fermé. Le bruit est alors limité par leur configuration aérodynamique qui canalise les flux d'entrée d'air et d'éjection à travers des tunnels équipés de traitements acoustiques des parois et présentant des configurations d'entrée et de sortie verticales. Malheureusement la poussée du moteur n'est plus exactement la même que dans un banc d'essai à l'air libre pour un débit carburant identique car le débit d'air supplémentaire à entrainer, lié à l'effet venturi du collecteur de gaz de la cheminée d'échappement, demande de l'énergie au moteur et le résultat final doit être corrigé par calcul pour obtenir la poussée réelle du moteur. Les correctifs apportés sont de l'ordre de 3 % à 10 % suivant les installations.


title: Turboréacteur

text: Les débits d'air à l'entrée des moteurs peuvent varier de pour les moteurs militaires à pour les moteurs subsoniques de forte poussée ce qui engendre des débits induits très variables en fonction des essais.


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text: Un facteur correctif est alors déterminé pour chaque banc d'essai fermé en évaluant les écarts de performances donnés avec un banc d'essai à l'air libre en utilisant les moteurs de référence ayant servi dans tous les essais de certification. Ce facteur correctif est alors appliqué pour chaque moteur de série passé au banc d'essai fermé. La phase d'essais permettant de déterminer ce facteur correctif s'appelle la « corrélation de banc d'essai ». Cette phase de corrélation n'est obligatoire que dans le cas où l'aérodynamique interne du banc d'essai viendrait à être modifiée de manière significative.


title: Turboréacteur

text: Les installations de mesure et de contrôle d'essai induisent des écarts dans la réponse du moteur et doivent être corrigés dans les résultats finaux pour obtenir les performances réelles du moteur. Les facteurs correctifs à appliquer sur les résultats d'essais sont déterminés par calcul à partir d'un modèle moteur dont on simule le fonctionnement avec et sans instrumentation.


title: Turboréacteur

text: Les nacelles utilisées pour les essais de production doivent être comparées à celles utilisées pour les essais au sol des moteurs de démonstration ayant servi aux essais de certification. Les écarts constatés à la suite d'essais menés comparativement se traduisent par des facteurs correctifs que l'on applique aux résultats d'essais de chaque moteur de série.


title: Turboréacteur

text: Pour déterminer une dérive lente des installations d'essai, on détermine un coefficient de suivi faisant intervenir les températures d'entrée et de sortie du banc ainsi que le carburant consommé lors de l'essai. On établit alors la quantité de travail fournie et, si elle est stable, cela veut dire que le banc d'essai n'évolue pas.


title: Turboréacteur

text: Une fois toutes les corrections d'installation réalisées, il faut ajuster les paramètres moteur contractuels pour chaque point d'essai par rapport au régime BP contractuel vendu à l'avionneur. On utilise alors les tables d'interpolation établies lors des essais au sol des moteurs de démonstration pendant la phase de certification.


title: Turboréacteur

text: Les paramètres concernés sont la poussée, le débit carburant, la température EGT et le régime HP pour les double-corps.


title: Turboréacteur

text: Le principe est le même que pour se ramener à régime de référence, mais seul le débit carburant est concerné (utile au calcul de la SFC)


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text: Les opérations devant être réalisées pour passer un moteur au banc d'essai sont les suivantes dans l'ordre chronologique :


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text: Durant l'essai du moteur, le personnel responsable doit :


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text: En cas d'anomalie le moteur n'est pas livré au client et part sur une chaîne hôpital afin d'être expertisé ; le retour en essai de production se fera après traitement complet du problème.


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text: Une fois le moteur vendu et réceptionné par l'exploitant, sa vie opérationnelle commence et sera ponctuée d'opérations de maintenance préventive et curative légères sous l'aile ainsi que d'opérations de maintenance lourde en atelier afin de permettre une durée d'utilisation de plusieurs dizaines d'années.


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text: Voici quelques définitions sur certains concepts liés à l'exploitation des moteurs.


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text: Efficacités et coûts


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text: L'efficacité regroupe la qualité intrinsèque du matériel et le coût de possession qui comprend :


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text: Sûreté et sécurité


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text: La sûreté exprime l'aptitude d'un matériel à assurer son fonctionnement nominal. La sécurité est l'aptitude d'un matériel à ne pas occasionner de dommages aux personnes.


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text: Disponibilité La disponibilité (D) exprime le fait qu'un matériel est en mesure, à un moment donné, d'assurer toutes les fonctions pour lesquelles il a été conçu.


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text: On distingue la disponibilité apparente et la disponibilité réelle. Comme le contrôle total de la disponibilité est généralement impossible, seule la disponibilité apparente est accessible.


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text: L'évaluation de la disponibilité peut se faire en considérant la moyenne des temps de bon fonctionnement (MTBF : Mean Time Between Failure) et la moyenne des temps nécessaires aux réparations (MTTR : Mean Time To Repair).


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text: On peut donc obtenir la disponibilité par la fiabilité et par les moyens mis en œuvre pour réparer le matériel.


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text: Fiabilité La fiabilité est l'aptitude d'un matériel à accomplir une fonction déterminée dans des conditions données, pour une période déterminée. C'est donc la probabilité de fonctionnement sans panne. Pour la définir, on distingue le taux d'avarie L (Lambda) et le MTBF (Mean Time Between Failure).


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text: Le taux d'avarie L est le pourcentage d'échantillons de la population N tombant en panne pendant le temps unité x.


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text: avec N1 = Echantillons à l'instant t et N2 = Echantillons à l'instant (t + x)


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text: Le MTBF est l'inverse du taux d'avarie :


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text: On exprime souvent la fiabilité en nombre de pannes par heure, par exemple 1.10-6 ce qui signifie que la panne intervient au bout de 1 million d'heures de fonctionnement.


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text: Le taux d'avarie du matériel évolue dans le temps que ce soit pour des organes mécaniques ou électroniques, suivant trois périodes distinctes :Maintenabilité


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text: La maintenabilité est l'aptitude d'un matériel à être maintenu en état de fonctionnement. Les constituants de la maintenabilité (exploitation, fiabilité, démontabilité, testabilité...) sont en général déterminés lors de la phase de conception du matériel.


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text: Maintenance


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text: On peut définir la maintenance comme l'ensemble des moyens et actions nécessaires pour "maintenir" le matériel en service.


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text: La dépose d'un moteur, module ou accessoire majeur peut être justifiée par 3 limites :


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text: Potentiel


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text: Le potentiel entre révisions (en anglais : TBO = Time Between Overhaul) est la durée d'utilisation autorisée avant qu'une révision générale ne s'impose sur un moteur, un module ou un accessoire majeur.


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text: Le potentiel d'un moteur ou d'un module est déterminé en fonction d'essais justificatifs et de l'expérience acquise. Il est généralement exprimé en heures de fonctionnement, mais aussi en année pour les potentiels calendaires existant pour ces mêmes éléments.


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text: Le potentiel peut être l'objet d'un programme d'extension fondé sur l'expertise des moteurs arrivant en fin de potentiel.


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text: Limites calendaires


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text: C'est la durée maxi disponible après la remise en service sur aéronef consécutive à une révision générale ou réparation majeure.


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text: Limites d'utilisations


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text: Pour certains éléments (ex : Roulements ou pignons), il existe une limite d'utilisation exprimée en heures ou cycle indépendante du potentiel moteur.


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text: Compteur de Potentiel


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text: Sur certains moteurs équipés de calculateur de régulation et de surveillance, une fonction de comptage de potentiel est disponible.


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text: Cette fonction prend en considération les régimes et température turbine du moteur durant son fonctionnement sous l'aile afin de calculer les taux de fatigue sur les ensembles tournants.


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text: Durée de vie limitée


title: Turboréacteur

text: Certains éléments du moteur ont une durée d'utilisation autorisée avant leur retrait du service.


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text: Cette durée de vie est déterminée par des calculs et des essais justificatifs. Elle est exprimée en nombre d'heures de fonctionnement et en cycles (1 cycle = 1 démarrage, 1 mise en puissance, 1 arrêt).


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text: Bulletins de service


title: Turboréacteur

text: Toutes les modifications apportées au matériel sont classées selon les modalités d'application et le degré d'urgence. Ces modifications peuvent être facultatives, recommandées ou impératives.


title: Turboréacteur

text: Toute modification fait l'objet de bulletins de service émis par le constructeur et approuvés par les Services Officiels de l'aéronautique.


title: Turboréacteur

text: En exploitation des procédures de conduite et une gestion de la poussée du moteur sont mises en œuvre par les compagnies aériennes sur recommandations des constructeurs afin de permettre une dégradation minimum des performances pour que les opérations de maintenance à mettre en œuvre soient minimisées sur une période d'exploitation donnée.


title: Turboréacteur

text: Un suivi en temps réel des performances du moteur est assuré par le traitement des données émises par l'aéronef durant chacun de ses vols.


title: Turboréacteur

text: Un certain nombre de limitations, qui pour certaines sont spécifiques à chaque type de moteur, imposent le suivi opérationnel et le changement de certaines pièces à durée de vie limitée.


title: Turboréacteur

text: Les procédures de conduite du moteur sont définies par une documentation officielle (manuel d'utilisation, manuel de vol...). On distingue les procédures de conduite dites normales et celles de secours.Elles définissent les actions de conduite pour les différentes phases de fonctionnement : démarrage, mise en puissance, conduite en vol, arrêt moteur, rallumage, ventilation... Dans les phases du cycle ou la puissance demandée à la motorisation est la plus importante il a été mis l'accent sur une gestion au besoin pour des raisons économiques. La procédure de "Réduction de la poussée à Take-Off" a été mise au point et est utilisée systématiquement dès que possible.Elles définissent les actions de conduite dans des conditions exceptionnelles : arrêt moteur en vol, pannes de systèmes, incendie... permettant de conserver une sécurité maximum pour les passagers en mode de fonctionnement dégradé.


title: Turboréacteur

text: Tous les avions de transport commerciaux sont construits avec une motorisation présentant une marge de poussée excédentaire permettant de satisfaire aux obligations de certification. L'avionneur et le motoriste réalisent un ensemble avion plus motorisation pour les plus sévères conditions (charge maxi, jour chaud, haute altitude, etc.) pouvant être rencontrées dans les missions qui lui seront attribuées.


title: Turboréacteur

text: De ce fait, dans la plupart des conditions d'utilisation de l'avion, il existe une importante réserve de poussée qu'il n'est pas utile d'utiliser. La réserve de poussée non utilisée durant le décollage est appelée DERATE et est exprimée le plus souvent en % de la poussée maximum que le moteur peut fournir.


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text: Cette réserve peut atteindre plus de 25 % de la poussée max en fonction de l'ensemble avion/moteur et des conditions de décollage (Take Off) du jour.


title: Turboréacteur

text: Le décollage d'un avion commercial respecte une procédure codifiée où les caractéristiques telles que :


title: Turboréacteur

text: sont prises en compte pour effectuer le réglage des moteurs au décollage.


title: Turboréacteur

text: La poussée maximum autorisée limitera la masse maximum au décollage en conditions extrême de température et dans des conditions plus favorables la poussée maximum ne sera pas utilisée, afin de préserver la durée de vie des moteurs, la longueur de piste étant dans ce cas plus largement exploitée.


title: Turboréacteur

text: Il est donc nécessaire de pouvoir régler facilement la poussée des moteurs à partir de paramètres facilement mesurables. Pour les moteurs à fort taux de dilution il a été développé une méthode basée sur l'affichage du régime de rotation de la soufflante.


title: Turboréacteur

text: La poussée du moteur, à vitesse "réduite" de soufflante et à Mach de vol donné, est proportionnelle à la pression atmosphérique. Le dispositif de réglage de la poussée, pour une poussée de consigne désirée, réglera le régime de rotation de la soufflante en fonction de la pression atmosphérique, de la température extérieure et du Mach de vol.


title: Turboréacteur

text: Lorsque la température extérieure augmente (Jours chauds), le maintien de la poussée de consigne ne sera plus possible car la température entrée turbine maximum autorisée sera atteinte. Le dispositif assurera par là la limitation de cette température.


title: Turboréacteur

text: Par exemple, un moteur réglé à ISA + 15°C au décollage signifie que ce moteur est autorisé à délivré la poussée maximum au niveau de la mer jusqu'à la température de (+15°C + 15°C) soit 30°C de température extérieure.


title: Turboréacteur

text: En phase de montée, ce sera le dispositif de réglage de la poussée qui assurera la conduite du moteur à la poussée dite de "maximum montée".


title: Turboréacteur

text: Au cours de cette montée, la vitesse de l'aéronef sur trajectoire sera maintenue constante par le pilote automatique agissant sur le gouvernail de profondeur.


title: Turboréacteur

text: En phase de croisière, ce sera le PA (pilote automatique) qui assurera a conduite complète de l'avion en maintenant l'altitude par action sur les gouvernes et en maintenant la vitesse par action sur le moteur


title: Turboréacteur

text: En croisière, le réglage de la poussée est la conséquence des besoins de l'aéronef et non plus la réalisation d'une consigne indépendante.


title: Turboréacteur

text: Les moteurs se détériorent par usure mécanique et les effets thermodynamiques résultants ont des conséquences sur le rendement et le débit massique. L'exploitation à la poussée maximum n'a pas d'impact sur la poussée mais contribue à réduire fortement la marge EGT. Cela à des conséquences directes sur la détérioration des performances de consommation et sur la durée de vie sous l'aile.


title: Turboréacteur

text: À partir de ces constatations, les industriels ont développé le principe de réduction ou détarage de la poussée dans la phase de décollage prioritairement, principe qui consiste à n'utiliser que le niveau de poussée requis par les conditions du jour tant que la charge maximum au décollage n'est pas atteinte.


title: Turboréacteur

text: La réduction de poussée utile au décollage (voir en montée vers le niveau de croisière) à aussi un impact positif sur la sécurité des vols en diminuant la probabilité de panne occasionnée par l'usure prématurée du moteur s'il est soumis plus souvent à des cycles (décollage, montée, croisière, attente, atterrissage) et à poussée maximum dans certaines phases du cycle.


title: Turboréacteur

text: Le concept de décollage à poussée réduite a été développé par les industriels car une étroite relation entre la réduction de la poussée au strict niveau nécessaire et les bénéfices attendus en termes de durée de vie sous l'aile a été démontrée de manière statistique sur une flotte importante de moteurs. Il est apparu aussi que cela avait un impact positif sur les coûts de maintenance.


title: Turboréacteur

text: Les aspects et concepts suivants permettent de construire les procédures opérationnelles visant à atteindre cet objectif économique : La température EGT (Exhaust Gas Temperature) est la température d'entrée turbine ou l'image de celle-ci car du fait des très hautes températures, les sondes sont souvent placées en aval dans une zone plus froide.La marge EGT au décollage est la différence entre le maximum certifié et la plus haute valeur que le moteur peut atteindre durant un décollage à pleine puissance en fonction des conditions de pression et de température du jour. Cet écart, important pour un moteur en début de vie, tend à se réduire fortement jusqu'à atteindre une limite qui oblige la dépose et le passage en atelier pour intervention sur les parties chaudes.


title: Turboréacteur

text: Le taux de détérioration de ce paramètre détermine le temps de fonctionnement sous l'aile et donc le coût horaire pour la compagnie.La régulation de certains moteurs permet de conserver au décollage une poussée constante sur une plage de température ambiante tout en ayant un accroissement de la température EGT et cela jusqu'à une température air ambiant limite au-delà de laquelle la poussée diminue alors que la température EGT est maintenue constante.


title: Turboréacteur

text: La poussée maximum d'un moteur est une caractéristique qui lui est propre mais qui dépend néanmoins des conditions du jour (température et pression) et qui est fournie pour une température EGT maximum que le générateur de gaz ne doit pas dépasser sous peine de détérioration.


title: Turboréacteur

text: L'utilisation ou non des options d'air conditionné (Bleeds) au décollage à un effet sur la température EGT. L'utilisation de cette option au décollage faisant augmenter la consommation de carburant fait grimper de fait la température EGT pour une même poussée demandée.


title: Turboréacteur

text: Le concept de réduction de la poussée au décollage peut être réalisé suivant deux méthodes :Toutes les parties du moteur ainsi que les composants de celles-ci sont soumises à des niveaux de stress résultants :Il en résulte de fortes contraintes mécaniques, thermiques et aérodynamiques de deux types :Toutes les pièces du moteur n'étant pas soumises aux mêmes contraintes le bénéfice de réduction de la poussée n'est pas le même pour chacune d'elles.


title: Turboréacteur

text: Un moteur est conçu pour fonctionner à l'intérieur de certaines limites déterminées par le constructeur : domaine de vol, vitesses, températures, pressions, facteurs de charge, temps...Le moteur est conçu pour fonctionner dans un domaine déterminé de pression et de température extérieure correspondant à ses futures missions opérationnelles.


title: Turboréacteur

text: L'altitude de vol détermine la densité de l'air et par voie de conséquence le débit pénétrant dans le moteur, débit qui influence les performances de celui-ci.


title: Turboréacteur

text: L'augmentation de la vitesse de l'avion qui a pour effet une augmentation du rendement de propulsion du moteur tend à faire diminuer la poussée tant que celle-ci est insuffisante pour provoquer une augmentation du débit d'air d'entrée par effet de gavage.Le rallumage en vol à la suite d'une extinction n'est possible que dans certaines conditions de vol (altitude, vitesse...).Les régimes des différentes pièces tournantes du moteur font l'objet de limites en amplitude et en durée afin de protéger l'intégrité de la machine et de permettre une durée de vie sous l'aile compatible avec l'exploitation.Les limites sont imposées par la résistance des parties chaudes et notamment celles des aubes de turbine. Il peut y avoir plusieurs limites : température résiduelle avant démarrage, température maxi lors du démarrage, températures maxi en vol...Elles sont représentées par les limites de pression, température et consommation ; exemples : pression d'huile maxi, pression d'huile mini, température d'huile maxi, température d'huile mini pour démarrer, consommation d'huile maxi...Elles sont en général représentées par les limites de température mini et maxi et dans certains cas par les limites de pression...Limites de tension des circuits, limites de consommation, limites de prélèvements...Un certain nombre de limites sont associées au démarrage du moteur : domaine de démarrage, limites des paramètres (températures, vitesses...) et limites en temps (temps de démarrage, temps maxi de ventilation, temps de stabilisation avant l'arrêt, temps d'autorotation lors de l'arrêt...).Limites de prélèvement d'air, limites de vibrations, limites de facteurs de charge...


title: Turboréacteur

text: En cours d'exploitation les turboréacteurs présentent un certain nombre de dysfonctionnements pouvant plus ou moins gravement compromettre la sécurité des vols. Ces fonctionnements anormaux peuvent être de natures diverses, avoir des causes différentes et des conséquences plus ou moins importantes.


title: Turboréacteur

text: Les problèmes à l'origine d'un fonctionnement anormal peuvent être des fuites (air, huile, carburant), des pannes systèmes et accessoires, des phénomènes de cavitation dans les circuits haute pression. Les causes peuvent être humaines (maintenance), technologique (dégradation plus importante que prévu), externes (foudroiement, impact).


title: Turboréacteur

text: Les conséquences vont du retard au décollage à l'arrêt moteur en vol (décidé ou non par l'équipage). Évidemment l'ensemble des dispositions prises par le constructeur d'abord et par l'exploitant ensuite concourent à limiter très fortement le nombre de dysfonctionnements en exploitation et d'en limiter les conséquences pour que la vie des passagers ne soit pas mise en cause.


title: Turboréacteur

text: Les fuites d'air, de carburant et d'huile sont une des causes principales de panne « moteur » :La grande majorité des cas de fuite ont pour origine une opération de maintenance qui s'est mal déroulée :


title: Turboréacteur

text: Les fuites se produisent principalement au niveau des raccords ou à la suite d'une rupture de canalisation par fatigue vibratoire ou usure à la suite d'un frottement.


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text: Les fuites inter-circuit entre le carburant et l'huile ont des conséquences graves pouvant amener au feu moteur et à la destruction de pièces internes (par exemple emballement turbine BP et rupture de disques).


title: Turboréacteur

text: Par conception, les pannes systèmes et accessoires conduisent, en général, à une panne moteur sans dégât secondaire, voire sans impact opérationnel.


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text: Les pannes de cette nature sont responsables de la quasi-totalité des retards et annulations de vol et d'une grande proportion des arrêts en vol (IFSD).


title: Turboréacteur

text: Ces pannes sont généralement corrigées sans dépose moteur car les composants de ces systèmes et accessoires sont échangeables sur moteur sous l'aile (Line Replacable Unit).


title: Turboréacteur

text: Le circuit d'huile est à l'origine de la majorité des arrêts moteur en vol commandés par l'équipage. Cela se manifeste par:Les causes en sont multiples :Un défaut particulier appelé "cokéfaction du circuit d'huile" ayant pour origine une dégradation thermique de l'huile conduit à la formation de dépôts plus ou moins épais et en plus ou moins grande quantité dans les tuyauteries et les gicleurs. Ce phénomène peut conduire à une rupture de palier sans préavis.


title: Turboréacteur

text: Les turboréacteurs sont conçus et certifiés pour des carburants répondant à des spécifications civiles (ASTM ou IATA) ou militaires (MIL, AIR, etc.). Ces spécifications limitent certaines caractéristiques physiques ou chimiques mais en laissent d'autres sans contrainte particulière.


title: Turboréacteur

text: De ce fait il en résulte que même répondant parfaitement aux mêmes spécifications les carburants peuvent présenter des différences de qualité à l'origine quelquefois de dysfonctionnement moteur.Nous voyons qu'il y a un nombre important de caractéristiques physiques et chimiques du carburant qui ont un impact direct ou indirect sur le bon fonctionnement du turboréacteur. Voyons maintenant les dysfonctionnements moteur associés au système carburant et qui ont principalement des conséquences sur :Nous voyons que l'utilisation d'un carburant non adapté peut être la source de multiples dysfonctionnements pouvant avoir des conséquences sur la sécurité du vol.


title: Turboréacteur

text: Le système de démarrage est une source de pannes réelles affectant le lancement du moteur et le maintien de son intégrité dès les premiers tours de rotation. Les causes les plus fréquentes sont :


title: Turboréacteur

text: En plus de ces causes liées directement au système de démarrage il y a les ruptures d'aubes ou de disques turbines liées à la mise en rotation de l'ensemble conséquences de fatigue accélérée sur les pièces à durée de vie limitée ou de FOD.


title: Turboréacteur

text: Le système de prélèvement d'air est lui aussi une source de dysfonctionnements moteur à la suite :


title: Turboréacteur

text: L'inverseur de poussée peut pénaliser fortement la sécurité du vol dans certaines phases par son déploiement intempestif ou la perte d'un ou plusieurs capots mobiles en fin de course de déploiement à la suite d'une défaillance des butées.


title: Turboréacteur

text: Certaines pannes dites supposées par suite d'une alarme pilote non fondée et non vérifiable imposent un arrêt moteur commandé. Ces informations qui n'ont pas de manifestations sensitives comme les vibrations ou le feu moteur imposent au pilote de faire confiance à l'instrumentation.


title: Turboréacteur

text: Les alarmes les plus pertinentes pour la conduite du moteur sont :


title: Turboréacteur

text: L'arrêt moteur commandé par le pilote à la suite d'une mauvaise indication d'alarme est une forme de PANNE MOTEUR car elle peut avoir des conséquences sur la sécurité du vol.


title: Turboréacteur

text: Les régulations électroniques sont sensibles aux champs électromagnétiques et cela en fonction du spectre et de la puissance émises. Les deux sources principales d'émission étant la foudre et les rayonnements artificiels tels que ceux en provenance des radars primaires et des émetteurs radio fréquence.


title: Turboréacteur

text: La foudre peut avoir deux effets principaux :Les émissions artificielles de rayonnement électromagnétique peuvent aussi parasiter les câblages et les calculateurs électroniques lorsque les protections antiparasites sont défaillantes.


title: Turboréacteur

text: Contre les émissions artificielles de rayonnement électromagnétique les protections prévues suffisent si les blindages sont efficaces et que les systèmes sont robustes aux altérations de données.


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text: Contre les émissions naturelles telles que la foudre qui peuvent atteindre des puissances importantes les protections ne peuvent être que physiques car l'impulsion de foudre étant très brève elle n'a que peu de chance d'altérer l'information transmise par les systèmes.


title: Turboréacteur

text: Le risque finalement est de rencontrer une émission de puissance dépassant le niveau de celle pris en compte en conception.


title: Turboréacteur

text: Les champs électriques intenses se développant au sein des nuages de type cumulo-nimbus sont à l'origine de la foudre et du foudroiement des avions lorsque ceux-ci les traversent. De par sa forme allongée l'avion amplifie le champ électrique à ses extrémités, la cellule devient le siège d'une différence de potentiel entre le nez et la queue qui peut atteindre des dizaines de millions de volts. Lorsque les tensions d'amorçages sont atteintes un premier arc électrique part du nez de l'avion vers la base du nuage et quelques fractions de seconde plus tard un deuxième arc part de la queue de l'avion vers le sommet du nuage.


title: Turboréacteur

text: À ce moment un courant électrique constitué de brèves impulsions de quelques dizaines de micro-secondes et d'une intensité de plusieurs centaines de milliers d'ampères parcourt le fuselage sur l'extérieur de sa peau. L'intérieur de la cabine étant protégé par l'effet Faraday du fuselage métallique les occupants ne peuvent que voir les effets lumineux de la ionisation de l'air à proximité.


title: Turboréacteur

text: Le courant de foudroiement peut néanmoins avoir des effets directs et indirects sur l'avion et les moteurs. Les effets directs sont engendrés par le courant permanent existant entre les impulsions de courant alors que les effets indirects sont dus aux impulsions de courant de très haute intensité.


title: Turboréacteur

text: Les effets directs sont des dommages mécaniques tels que :


title: Turboréacteur

text: Les effets indirects sont des perturbations électromagnétiques liées au fait que le courant de foudre peut être assimilé à une antenne qui rayonne deux champs perpendiculaires entre eux et à la direction de leur propagation.


title: Turboréacteur

text: Le champ électromagnétique engendré excité par le courant de l'éclair qui est de nature impulsionnelle, se décompose en un spectre d'émission radio d'intensité variable en raison inverse des fréquences ce qui explique les décharges parasites dans les récepteurs grandes ondes et l'absence de perturbation des récepteurs ondes courtes.


title: Turboréacteur

text: Cette émission radioélectrique est à même d'induire des courants parasites dans les câblages électriques si ceux-ci ne sont pas suffisamment protégés par des blindages adaptés. Ces courants parasites peuvent être à l'origine de pannes sur les systèmes de commande électronique.


title: Turboréacteur

text: Les paramètres de fonctionnement du moteur nécessaires au pilotage en toute sécurité sont remontés en cabine mais n'ont pas vocation à permettre une maintenance prédictive en cours de vol ou une fois le vol terminé.


title: Turboréacteur

text: Il a été nécessaire de développer les moyens techniques pour surveiller le plus finement possible les écarts du moteur par rapport à son point de fonctionnement moyen et cela pour les différentes phases du vol (Décollage, Montée, Croisière, Descente).


title: Turboréacteur

text: Ce mode opératoire a permis une augmentation de la capacité de prédiction des pannes potentielles en permettant de stopper leur progression vers des pannes réelles.


title: Turboréacteur

text: Les retombées immédiates de cette façon de procéder ont été une augmentation de la sécurité des vols et une optimisation de la durée de vie sous l'aile par une meilleure gestion des déposes.


title: Turboréacteur

text: La surveillance du moteur en fonctionnement sous l'aile durant les phases d'exploitation commerciale a pour objectifs principaux :La méthodologie est basée sur :L'efficacité du cycle thermodynamique du générateur de gaz d'un turboréacteur décroit au fur et à mesure de sa détérioration en cours d'utilisation ou brutalement lors d'une panne. Une baisse de rendement liée à l'usure se traduit par une augmentation de la consommation de carburant et par une élévation de la température pour un même régime moteur ou pour maintenir une poussée identique.


title: Turboréacteur

text: La température EGT est le reflet du taux de dégradation des parties chaudes et sa surveillance pour chaque moteur sous l'aile permet :


title: Turboréacteur

text: Les facteurs influents dans la détérioration de la marge EGT sont :Les paramètres surveillés durant le vol sont issus du système avion et du moteur. Ils sont classés en trois catégories : obligatoire, recommandé et optionnel.


title: Turboréacteur

text: Liste des paramètres principaux enregistrés en cours de vol :Les paramètres les plus importants relatifs aux conditions opérationnelles sont :Afin d'obtenir des variations sur les paramètres surveillés qui soient le moins pollué possible par la conduite du système avion-moteur des critères d'acquisition préalables ont dû être définis.


title: Turboréacteur

text: Principalement ces critères sont :


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text: En acquisition automatique les conditions suivantes doivent être maintenues durant au moins :En acquisition manuelle une stabilisation des conditions de croisière est nécessaire durant plus de


title: Turboréacteur

text: Le décollage est une phase de vol imposant de très fortes contraintes thermiques et mécaniques aux moteurs. C'est en plus une phase de vol transitoire ayant des répercussions après le décollage (par exemple les disques de turbine continuent à se dilater plusieurs minutes après le retour des moteurs à puissance réduite) ce qui impose dans l'acquisition des paramètres de prendre les précautions suivantes :La surveillance du fonctionnement en vol a pour objectif principal d'anticiper une dépose moteur avant le début du vol ou d'identifier une défaillance prévisible en vol qui ne permettrait pas la fin de la mission dans les conditions prévues ou pire qui mettrait en cause la sécurité du vol.


title: Turboréacteur

text: Le principe est de comparer les performances mesurées lors du vol à celles d'une base de données récapitulant les caractéristiques moyennes du type de moteur considéré.


title: Turboréacteur

text: Les écarts constatés entre les données du vol et les valeurs attendues permettent de calculer les déviations à la base de données en y intégrant les conditions opérationnelles du vol (altitude, mach, TAT, air conditionning bleed effects)


title: Turboréacteur

text: La surveillance particulière de la pression d'huile permet de détecter précocement des pannes potentielles au niveau des paliers.


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text: Cette surveillance permet aussi dans le cadre des vols bi-moteurs (ETOPS) de déterminer si les marges EGT et régime compresseur du moment sont suffisantes pour assurer les missions. Les déviations sur ces paramètres permettent de fixer des limites de croisière.


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text: On peut distinguer trois modes de maintenance :


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text: Le choix d'appliquer l'un ou l'autre de ces modes à un ou plusieurs éléments du moteur résulte de l'analyse préalable des fonctions principales du moteur, des résultats obtenus dans les études de fiabilité, d'essais particuliers et aussi de l'expérience acquise dans la vie opérationnelle.


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text: Les opérations de maintenance sont décrites dans la documentation relative au moteur :


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text: Maintenance avec temps limite


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text: Dans ce mode de maintenance, les éléments sont déposés à échéance fixe et révisés s'il leur reste du potentiel de vie ou retirés du service en cas d'atteinte de la limite de durée de vie.


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text: Maintenance selon l'état


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text: Cela consiste à effectuer les procédures de maintenance selon l'état des éléments et donc de surveiller la dégradation des pièces concernées afin de déterminer une intervention en regard du défaut constaté. Cela fait appel à des moyens de surveillance comme l'analyse chimique de l'huile ou le contrôle visuel par une méthode endoscopique...


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text: Maintenance avec surveillance de comportement


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text: Ce type de maintenance est basée sur la surveillance permanente de certains paramètres significatifs du fonctionnement du moteur afin de permettre la détection anticipée des anomalies et d'appliquer les procédures de maintenance adéquates avant que la défaillance n'apparaisse.


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text: Echelons de maintenance


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text: la maintenance a été décomposée en plusieurs échelons déterminés en fonction des difficultés d'intervention, du temps nécessaire pour effectuer l'intervention et de considérations logistiques et législatives.


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text: Un exemple courant de répartition des niveaux est le suivant :


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text: On distingue principalement deux types de maintenance :


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text: Maintenance préventive


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text: La maintenance préventive comprend les procédures qui doivent être effectuées systématiquement afin de maintenir le moteur en service dans des conditions optimales de sécurité.


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text: Le programme de maintenance comprend les procédures dites de mise en œuvre telles que


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text: Maintenance corrective


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text: La maintenance corrective comprend toutes les procédures devant être réalisées en cas d'incident, panne, défaut... Les actions correctives doivent permettre de remettre le moteur en service normal le plus rapidement possible. La maintenance corrective recouvre : le diagnostic de panne, les contrôles fonctionnels, les contrôles d'état, les déposes et poses d'éléments, les réglages...


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text: Les procédures de maintenance qui sont spécifiques à chaque moteur présentent certaines parties communes telles que :


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text: Mise en œuvre des procédures de maintenance


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text: On peut mentionner les précautions d'usage telles que:


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text: Les Visites de mise en œuvre


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text: Elles sont comprises dans le programme d'entretien courant. On distingue :


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text: En général, elles se bornent à des inspections visuelles, en particulier de l'entrée d'air et de l'échappement.


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text: Elles se déroulent selon un cheminement particulier permettant de vérifier le maximum d'éléments de façon rationnelle.


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text: Le Point fixe de contrôle


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text: Ce point fixe est effectué moteur sous l'aile. Il a pour objet le contrôle des performances et de l'intégrité mécanique du moteur. Il est effectué à intervalles réguliers ou après échange d'éléments ou à la suite d'une analyse de panne. Dans certains cas, il est complété par un ou plusieurs essais en vol. Pour des raisons économiques, on cherche à réduire la durée et le nombre de points fixes.


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text: Lors d'un point fixe, les précautions classiques de mise en œuvre doivent être prises ; les différents paramètres moteurs servant à apprécier l'état du moteur sont relevés et consignés sur une fiche prévue à cet effet.


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text: Visites périodiques


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text: Ce sont des visites d'entretien devant être effectuées à intervalles réguliers. Elles comprennent un certain nombre d'interventions telles que :


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text: Une visite périodique est généralement complétée par un point fixe. Leur périodicité qui est fonction du matériel est de quelques heures ou dizaines d'heures (exemple : visite 25 - 50 - 100 - 300 heures).


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text: Les visites peuvent être réalisées de façon "bloquée" ou "étalée".


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text: Les visites dites "bloquées" correspondent à l'exécution de l'ensemble des opérations d'un type de visite à l'échéance indiquée. Dans le cas de "visites étalées" (ou progressives), l'appareil n'est pas immobilisé à échéances fixes. On profite des périodes de non-activité pour effectuer progressivement la totalité des opérations en respectant, néanmoins, la période pour chaque type d'intervention.


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text: Le choix de la méthode d'entretien (bloquée ou progressive) est laissé à l'initiative de l'utilisateur selon des critères qui lui sont propres.


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text: La liste suivante non exhaustive donne une idée de ce qui peut être réalisé :


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text: Contrôles


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text: L'activité de maintenance est aussi caractérisée par de nombreux contrôles fonctionnels ou d'états.


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text: Ci-après, la liste de quelques contrôles types :


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text: Stockage


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text: Lorsque, pour une raison quelconque, le moteur ne doit pas fonctionner pendant une certaine période, il faut le protéger contre la corrosion en appliquant une procédure dite de stockage.


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text: Cette procédure est fonction de la position du moteur (installé sur avion ou non) et de la durée d'immobilisation prévue.


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text: D'une manière générale, elle consiste à faire fonctionner le moteur avec un mélange de carburant et d'huile tout en pulvérisant de l'huile de stockage dans l'entrée d'air. À l'issue de ce point fixe de stockage, tous les orifices sont obstrués et le moteur protégé par un moyen quelconque (bâches, capots...).


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text: Pour les immobilisations de longue durée ou le transport, le moteur est déposé et placé dans un container spécial souvent pressurisé et muni de produits déshydratants.


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text: Le contrôle périodique du stockage est prévu dans les notices d'entretien.


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text: Note : En ce qui concerne le transport, des précautions doivent être prises pour ne pas détériorer les moteurs par chocs, ou vibrations excessives.


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text: Lavage compresseur


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text: Parmi les causes de déposes prématurées d'un moteur, celles dues à la détérioration du compresseur par érosion ou corrosion sont relativement fréquentes.


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text: En effet, la veine d'air (en particulier le compresseur) travaille avec de l'air pouvant être chargé d'éléments érosifs ou corrosifs. Par exemple, érosion en atmosphère sablonneuse, corrosion en atmosphère saline. De plus, l'amalgame avec des fuites éventuelles provoque un encrassement qui diminue les performances.