Moteur à turbine et moteur à pistons

Moteur à turbine à gaz vs moteur à pistons

Comme toutes les autres machines, les avions ont besoin d'une source d'alimentation pour générer de la poussée qui est nécessaire pour faire avancer l'avion. Dès les premières tentatives, les moteurs alternatifs fonctionnant à l'essence ont été utilisés pour le vol propulsé.

Le Wright Flyer I fut le premier avion au monde à voler plus lourd que l'air. Il était alimenté par un seul moteur à pistons refroidi par eau à 4 cylindres qui produisait 12 chevaux au maximum. Jusqu'à la Seconde Guerre mondiale, chaque avion était propulsé par des moteurs à pistons alternatifs.

Aux derniers stades de la Seconde Guerre mondiale, les Allemands utilisaient le turboréacteur pour propulser des avions, et d'autres pays suivirent bientôt. Même si le concept et le design ont été développés depuis les années 1930, la mise en œuvre réussie du moteur à réaction est venu seulement après la fin de la Seconde Guerre mondiale.

Depuis lors, en raison de leurs nombreux avantages par rapport aux moteurs alternatifs, le turboréacteur et ses variantes sont devenus la forme prédominante de centrale électrique pour les avions.

Moteur à pistons

Un moteur à pistons, également connu sous le nom de moteur à piston, est une machine à pistons alternatifs, qui convertit l'énergie thermique d'un processus de combustion en travail mécanique, comme le travail de l'arbre. Le type de moteur principal utilisé dans les aéronefs sont basés sur la combustion de combustibles fossiles et appelés moteurs à combustion interne.

La mécanique du moteur consiste à déplacer un arbre relié à un mécanisme de cylindre à piston en créant une pression importante à l'intérieur du cylindre. Selon la façon dont les cylindres sont disposés autour de l'arbre, ils sont classés en catégories droites (verticales), rotatives, radiales, en V et opposées horizontalement.

Les types de moteurs mentionnés ci-dessus fonctionnent selon le cycle Otto, et ils ont été utilisés dans la plupart des avions au début du XXe siècle. Habituellement, ils sont utilisés pour conduire une hélice, qui génèrent la poussée. Tout aéronef fonctionnant avec des moteurs à pistons a des vitesses maximales relativement faibles, et la puissance produite par les moteurs est comparativement inférieure à celle des moteurs à réaction. La raison en est que le rapport poids / puissance des moteurs à pistons est très faible et que, si plus de puissance est nécessaire, la taille du moteur doit être augmentée et cela augmente le poids total de l'avion, ce qui n'est pas souhaitable pour les avions.La conception et la production des moteurs à pistons sont moins complexes et nécessitent moins d'entretien et le coût des moteurs à piston est également faible.

En savoir plus sur le moteur à turbine à gaz

Le moteur à turbine à gaz ou simplement une turbine à gaz est un moteur à combustion interne utilisant des gaz tels que l'air comme fluide de travail. L'aspect thermodynamique du fonctionnement de la turbine à gaz est idéalement modélisé par le cycle de Brayton. Les moteurs à turbine à gaz fonctionnent à partir de composants rotatifs et, par conséquent, ont un fluide de travail circulant continuellement à travers le moteur dans des directions radiales ou axiales. Ils sont la composante principale sous-jacente du moteur à réaction. ^{Les composants principaux du moteur à turbine à gaz sont le compresseur, la chambre de combustion et la turbine, et parfois une buse. Ils fonctionnent en apportant le fluide de travail dans différents états thermodynamiques et en extrayant le travail de l'arbre ou la poussée à l'échappement. Si la poussée générée par les gaz d'échappement est utilisée, il est connu comme un turboréacteur; si la turbine extrait une partie du travail et entraîne un ventilateur, il est connu comme un turboréacteur. Le type de moteur qui extrait presque tout le travail comme le travail de l'arbre de la turbine est connu comme un turbomoteur; si une hélice est entraînée par l'arbre, il est connu comme un moteur turbo prop.} De nombreuses variantes de turbines à gaz existent, conçues pour des tâches spécifiques. Ils sont préférés aux autres moteurs (principalement les moteurs alternatifs) en raison de leur rapport puissance / poids élevé, de moins de vibrations, de vitesses de fonctionnement élevées et de fiabilité.

Quelle est la différence entre la turbine à gaz et le moteur à pistons (moteur à pistons)?

• Les moteurs à pistons ont des mécanismes de va-et-vient (aller-retour) tandis que les moteurs à turbine à gaz ont des mécanismes rotatifs.

• Les deux utilisent l'air comme fluide de travail, mais l'écoulement dans les turbines à gaz est continu tandis que les moteurs alternatifs ont un débit intermittent.

• Le rapport puissance / poids des moteurs à turbine à gaz est beaucoup plus élevé que celui des moteurs à pistons.

• Les turbines à gaz sont sophistiquées dans la conception et la fabrication, tandis que les moteurs alternatifs sont plus simples et plus faciles à fabriquer.

• L'entretien des moteurs à pistons est plus simple et doit être effectué fréquemment, tandis que la maintenance des moteurs à turbine à gaz est complexe, mais l'inspection et la maintenance ont lieu à intervalles plus longs.

• Les moteurs à turbine à gaz ou ses variantes sont chers, alors que les moteurs alternatifs sont relativement peu coûteux.

• Les moteurs à turbine à gaz alimentent des aéronefs de grande taille et puissants tels que les chasseurs à réaction ou les avions de ligne commerciaux, mais les moteurs à pistons sont utilisés dans les aéronefs de plus petite taille et de courte portée.