MÉCANIQUE DU VOL
COURBES DE POUSSÉE UTILE ET DE POUSSÉE NÉCESSAIRE
Poussée utilisable et puissance utilisable
Les courbes de poussée utilisable des réacteurs en fonction de la vitesse sont fournies par les motoristes. Ces courbes sont sensiblement des droites horizontales dans les conditions normales d'utilisations.
Nous supposerons par la suite qu'à nombre de tours turbine donné, la poussée est indépendante de la vitesse.
La poussée ou puissance fournies par le ou les réacteurs Tu et Wu devront être ajustés aux Tn et Wn demandés.
Wu = Tu.V si Tu est constante, Wu = ƒ (V) est une droite passant par l'origine. Si le nombre de tours turbine augmente, la droite pivote vers le haut.
Courbe de Tu et Tn
Courbe de Wu et Wn
Influence sur Tu
La poussée d'un turboréacteur peut être calculée approximativement à partir de l'équation :
Tu = Qm . ( V sortie - V entrée )
Qm = Débit massique de l'air passant dans le moteur, le débit du carburant étant négligeable (kg/s)
V entrée = Vitesse d'entrée des gaz dans le compresseur (en m/s)
V sortie= Vitesse de sortie des gaz de la tuyère (en m/s)
Pour un nombre de tours turbine et une vitesse donnés, le réacteur absorbe un débit volumique.
Or nous savons qu'il existe une relation entre le débit massique et le débit volumique :
Qm = Qv . ρ (masse volumique de l'air variant avec l'altitude).
Le débit massique sera donc proportionnel à ρ.
Influence de la pression statique
Si la pression statique Ps diminue, la masse volumique de l'air ρ diminue entraînant la diminution de Tu.
Influence de la température
Lorsque la température de l'air Ø augmente, la masse volumique de l’air ρ diminue, entraînant également une diminution de Tu.
Influence de l'altitude
Si l'altitude Z augmente, la pression statique Ps diminue et
Ø diminue. Le bilan se traduit par une diminution de Tu.
Récapitulatif
Consommation spécifique
La consommation spécifique de carburant pour les turboréacteurs, est la masse de carburant nécessaire pour fournir la poussée pour une période donnée, elle est exprimée en Kg/Kg poussée/heure ou en Kg/N/heure.
La poussée nécessaire Tn restant la même quelle que soit l'altitude, il faut que la poussée utile Tu reste aussi la même. Pour garder la même poussée utile Tu il faut augmenter le nombre de tours N du réacteur.
Nous savons (Cours sur les moteurs, non développés sur ce site) que la Consommation spécifique Csp diminue avec l'augmentation de N, puis augmente ensuite.
En résumé pour une Tu donnée lorsque l'altitude Z augmente la Consommation spécifique Csp diminue jusqu'à Nopti puis augmente ensuite.
Si à Tu et Z données lorsque la température extérieure diminue Csp diminue également.
