Moteur à turbine à gaz vs moteur alternatif (moteur à piston)
Comme toutes les autres machines, les avions ont besoin d'une source d'énergie pour fonctionner, en particulier pour générer la poussée nécessaire pour faire avancer l'avion. Dès les premières tentatives, des moteurs alternatifs fonctionnant à l'essence ont été utilisés pour le vol motorisé.
Le premier vol au monde plus lourd que l'air a été effectué par le Wright Flyer I, et il était propulsé par un seul moteur à piston 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/à pistons.
Au cours des dernières étapes de la Seconde Guerre mondiale, les Allemands ont utilisé le moteur à réaction pour propulser les avions, et d'autres pays ont rapidement suivi. Même si le concept et la conception ont été développés depuis les années 1930, la mise en œuvre réussie du moteur à réaction n'a eu lieu qu'après la fin de la Seconde Guerre mondiale.
Depuis lors, en raison de leur multitude d'avantages par rapport aux moteurs à pistons, le moteur à réaction et ses variantes sont devenus la forme prédominante de centrale électrique pour les avions.
En savoir plus sur le moteur alternatif (moteur à piston)
Un moteur alternatif, également connu sous le nom de moteur à pistons, est une machine à pistons alternatifs, qui convertit l'énergie thermique d'un processus de combustion en travail mécanique, tel que le travail de l'arbre. Les principaux types de moteurs utilisés dans les avions 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, de type V et horizontalement opposées.
Les types de moteurs mentionnés ci-dessus fonctionnent sur le cycle Otto, et ils ont été utilisés dans la plupart des avions au début du 20th siècle. Habituellement, ils sont utilisés pour entraîner une hélice, qui génère 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 puissances/poids des moteurs à pistons est très faible et, si plus de puissance est nécessaire, la taille du moteur doit être augmentée et cela augmente le poids global 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 pistons est également faible.
En savoir plus sur le moteur à turbine à gaz
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 sur la base de composants rotatifs et, par conséquent, ont un fluide de travail circulant en continu à travers le moteur dans des directions radiales ou axiales. Ils sont le composant principal sous-jacent du moteur à réaction.
Les principaux composants d'un moteur à turbine à gaz sont le compresseur, la chambre de combustion et la turbine, et parfois une tuyère. Ils fonctionnent en amenant 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 à partir de l'échappement est utilisée, on parle de turboréacteur; si la turbine extrait une partie du travail et entraîne un ventilateur, on l'appelle un turboréacteur. Le type de moteur qui extrait presque tout le travail en tant que travail de l'arbre de la turbine est connu sous le nom de turbomoteur; si une hélice est entraînée par l'arbre, on parle de turbopropulseur.
De nombreuses variantes de turbines à gaz existent, conçues pour des tâches spécifiques. Ils sont préférés aux autres moteurs (principalement des moteurs alternatifs) en raison de leur rapport puissance/poids élevé, de leurs vibrations réduites, de leurs vitesses de fonctionnement élevées et de leur fiabilité.
Quelle est la différence entre une turbine à gaz et un moteur alternatif (moteur à piston) ?
• Les moteurs à piston ont des mécanismes alternatifs (vers et depuis le mouvement) tandis que les moteurs à turbine à gaz ont des mécanismes rotatifs.
• Les deux utilisent l'air comme fluide de travail, mais le débit 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 de conception et de fabrication sophistiquées, tandis que les moteurs alternatifs sont de conception plus simple et plus faciles à fabriquer.
• L'entretien des moteurs alternatifs est plus simple et doit être effectué fréquemment, tandis que l'entretien des moteurs à turbine à gaz est complexe, mais l'inspection et l'entretien se produisent à des intervalles plus longs.
• Les moteurs à turbine à gaz ou ses variantes sont chers, tandis que les moteurs alternatifs sont relativement bon marché.
• Les moteurs à turbine à gaz alimentent des avions gros et puissants tels que des chasseurs à réaction militaires ou des avions de ligne commerciaux, mais les moteurs à pistons sont utilisés dans des avions plus petits et à courte portée.
