Turboréacteur du simple au double corps Pietro DIRIX, Nitya DUELLA, Malik FAHRNI & Jean-Philippe KUNTZER

Professeur Jürg Schiffmann

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180Flight speed [km/h]

10

15

20

25

30

35

40

45

50

Thru

st [N

]

ThrustVsFlightSpeed

Thrust of Wren at 100000RPMThrust of Wren at 150000RPMThrust of modified Wren at 100000RPM

1 2 3 4 5 6 7 81

1.2

1.4

1.6

1.8

Pres

sion

[Pa]

×105 T et P dans le Reacteur modifie

C8 =117.1678[m/s]

C7 =93.2382[m/s]

N =9.4153[N]Wt2 =3.0945[kW]

200

400

600

800

1000

Tem

pera

ture

[K]

0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5RPM THP ×105

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

Pous

see

[N]

Poussee sur banc d essai

Poussee WrenPoussee Wren ModifieChambre de

combustion

Entrée d'air froid

Compresseur

Fuel

Turbine Travail

1

2

3 4

5

Transformer un turboréacteur monocorps, mono-flux:

en un turboréacteur double corps, double flux:

Energie du gaz en sortie de tuyère pour un simple corps/double corps:

1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5 61

1.5

2

Pres

sion

[Pa]

×105 T et P dans le reacteur

C6 =143.9588[m/s]

C5 =110.0356[m/s]

N =18.9155[N]

0

500

1000

Tem

pera

ture

[K]

THERMODYNAMIQUE

PRINCIPE GENERAL

Simple corps

Double corps

Graphiques de la pression et de la température en chaque point dumonocorpsetdelapar4eprincipaledudoublecorps:

BUT DU PROJET

RESULTATS Finalement, avec notre modèle thermodynamique et notre design de turbine, nous obtenons une poussée en moyenne deux fois plus élevée que le turboréacteur de base,

ETUDE VIBRATOIRE & DES CONTRAINTES Avec le logiciel ABACUS nous avons effectué différentes simulations sur la turbine et le fan.

CONCLUSION Les résultats de nos simulations montrent que nous avons bien réussi à augmenter la poussée du turboréacteur de base sur une certaine plage de régime. Toutefois ces résultats restent théoriques et nécessitent une validation expérimentale à l’aide d’un prototype.

DESIGN DE LA TURBINE

Wren54 original monocorps

Wren54 modifié double corps

Wren54 modifié, double corps vue en coupe

Nous avons décidé de modifier un turboréacteur de la compagnie WRENINDUSRTIES, le Wren54,

Chambre de combustion

Entrée d'air froid

Compresseur

Fuel

TurbineHP

Travail

1

2

3 4

5Turbine

BP

7

Convergent

8

11

Fan

Convergent

22 33

Entrée d'air froid

Le déplacement d’un avion est rendu possible grâce à l’accélération d’un certain débit d’air. Cette poussée induite par le réacteur peut être générée de deux façons différentes, illustrées ci-dessous:

L’augmentation de la vitesse d’un gaz est plus énergivore que l’augmentation de son débit. Les turboréacteurs double corps mettent à profit cette astuce énergétique et parviennent ainsi à accroître leur rendement.

fan

P =