Les moteurs à réaction ou à turbine fournissent de l’énergie aux avions de l’aviation commerciale et générale du monde entier. Les aéronefs à hélice ont des limites d’altitude de fonctionnement en raison des performances des hélices, mais les performances des moteurs à réaction ont tendance à augmenter à des altitudes plus élevées. Les performances des moteurs à turbine sont mesurées par la consommation de carburant, la poussée et la traînée à diverses altitudes de fonctionnement.
Un moteur à turbine produira une grande quantité de poussée à basse altitude en raison de la haute densité de l’air. Au fur et à mesure que l’avion monte, la densité de l’air diminuera jusqu’à ce que l’avion atteigne des altitudes de croisière normales, souvent au-dessus de 30,000 9,100 pieds (XNUMX mètres). Bien que la densité de l’air soit beaucoup plus faible à ces altitudes, l’aéronef peut voyager plus rapidement en raison de la réduction de la traînée ou de la friction de l’air.
Une poussée de jet élevée à basse altitude est un inconvénient pour l’efficacité du moteur. Un avion à réaction naviguant à basse altitude doit réduire considérablement sa puissance pour éviter une survitesse et des dommages à la cellule. La poussée plus faible qui en résulte avec une densité d’air élevée crée de mauvaises performances du moteur à réaction et la consommation de carburant sera plus élevée.
Les performances du moteur à réaction sont optimisées lorsque la turbine fonctionne à près de 100% de sa puissance. Cela se produit car seule une partie de la poussée du moteur est due à la combustion du carburant. Une grande partie de la poussée est l’air comprimé par la section de compresseur de turbine et passant par le moteur ou contournant le processus de combustion. La plupart des moteurs à turbine sont appelés moteurs de dérivation, car seule une partie du flux d’air est utilisée pour la combustion du carburant, le reste contournant la section de combustion.
Lorsque l’air pénètre dans l’admission du moteur, il traverse une série de rotors et de pales qui compriment l’air à une pression plus élevée lorsqu’il traverse une section transversale plus petite. L’air à plus haute pression est utilisé à la fois pour la poussée de dérivation et pour l’air de combustion. Une buse de décharge est conçue pour accélérer l’air à l’arrière du moteur lorsque la pression est convertie en vitesse, ce qui entraîne une poussée qui pousse l’avion vers l’avant. Les gaz de combustion entraînent également une série d’aubes reliées à un arbre qui fait fonctionner la section d’admission du compresseur.
Les performances des moteurs à réaction sont souvent mesurées par la consommation de carburant spécifique. Ceci est défini comme la quantité de carburant utilisée divisée par la poussée nette du moteur. La poussée nette est la poussée totale du moteur moins la quantité de poussée produite par les effets du vérin, ou l’air passant à travers le moteur en raison de la vitesse de vol. La consommation de carburant spécifique donne aux concepteurs des valeurs standard de performances du moteur qui peuvent être comparées pour différentes altitudes et vitesses.
Il est également important de comprendre les performances des moteurs à réaction pour les situations où un moteur tombe en panne sur un avion multimoteur. Le moteur restant doit produire suffisamment de poussée à une altitude spécifique pour permettre un vol contrôlé jusqu’à ce qu’un atterrissage puisse être effectué. De plus, le moteur qui ne fonctionne pas crée une traînée due au passage de l’air, un effet appelé moulinet. Les concepteurs doivent inclure la performance hors moteur dans les exigences de performance du moteur.