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Bonjour à tous,
Je profite d’un beau projet pour les Ballastières pour faire un petit tuto sur l’intégration des turbines.
D’abord l’objet du délit : le Saunders ROE SR A/1
C’est un chasseur ‘à réaction’ prévu en hydravion… un beau sujet pour les Ballastières donc :
Conception des conduits de turbines
On part dans la conception de la FSA : Fan Swept Area, littéralement surface balayée par la turbine. C’est en gros la surface du disque dont le diamètre est le diamètre intérieur de la turbine moins la surface du disque dont le diamètre est celui du cone et/ou du logement moteur
Par exemple sur une turbine de 90mm :
Diamètre intérieur turbine : 90mm
Diamètre extérieur logement moteur : 40mm
FSA = Pi x D² / 4 – Pi xd² / 4 = Pi x (D²-d²)/4
FSA = 5100mm²
Ca sera donc notre surface de référence. Après cela il faut faire plusieurs choix, lié au typage ‘vitesse’ ou ‘accroche / perfo ascencionelle’…
Si on cherche la vitesse absolument, il n’est pas nécessaire d’intégrer de grosses lèvres en entrée turbine, prévoir un léger convergent (idéalement 3° max) vers la turbine. A l’éjection, il faut prvilégié une section ‘relativement constante’ avant d’intégrer un cone (maximum 5°) pour réduire la section d’éjection et augmenter la vitesse du flux. Y aller précautioneusement : 10% de réduction c’est jouable, 20% est un maximum (nécessite alors forcément un décollage à la catapulte, et à ne pas casser la vitesse en courbe…)
Dans le cas du Saunders, on vise un avion ‘de chasse’ mais ‘qui va pas trop vite’ (besoin de pouvoir ‘s’arracher’ de l’eau et ailes droites).
Dans l’idée, il faut privilégier une turbine grosse qui tournera pas trop vite (genre une 90mm pour un avion de 1250mm). Et du coup on veut de la traction, donc on va dimensionner les conduits différemment :
- Nécessité d’avoir une lèvre sur la turbine (favorable à la traction)
- Section de sortie identique à la FSA
Evidemment on tente d’avoir une évolution progressive des sections en gardant en tête que des pentes de 3° sont une bonne base sur les zones ‘convergentes’…
Pour optimiser les conduits, il faut aussi intégrer des ‘apex’ qui guident le flux progressivement pour ‘masquer’ le cone et le moteur à l’éjection.
A ne pas oublier, un rayon 'conséquent' sur l'entrée de la tuyère, côté intérieur (typiquement 8-10mm).
A l'opposé, le cone d'extraction doit avoir un bord fin et net comme une lame de rasoir pour limiter la perte par turbulences préiphériques.
Le conduit à l’admission sera idéalement légèrement divergent pour s’écarter vers le diamètre extérieur des lèvres. Si on applique ça au Saunders, voilà les designs et les vues associées :
Et en 3D ça donne quoi ?
Parce que vous pensez qu'en plus je vais me taper les 3D ???
Je profite d’un beau projet pour les Ballastières pour faire un petit tuto sur l’intégration des turbines.
D’abord l’objet du délit : le Saunders ROE SR A/1
C’est un chasseur ‘à réaction’ prévu en hydravion… un beau sujet pour les Ballastières donc :
Conception des conduits de turbines
On part dans la conception de la FSA : Fan Swept Area, littéralement surface balayée par la turbine. C’est en gros la surface du disque dont le diamètre est le diamètre intérieur de la turbine moins la surface du disque dont le diamètre est celui du cone et/ou du logement moteur
Par exemple sur une turbine de 90mm :
Diamètre intérieur turbine : 90mm
Diamètre extérieur logement moteur : 40mm
FSA = Pi x D² / 4 – Pi xd² / 4 = Pi x (D²-d²)/4
FSA = 5100mm²
Ca sera donc notre surface de référence. Après cela il faut faire plusieurs choix, lié au typage ‘vitesse’ ou ‘accroche / perfo ascencionelle’…
Si on cherche la vitesse absolument, il n’est pas nécessaire d’intégrer de grosses lèvres en entrée turbine, prévoir un léger convergent (idéalement 3° max) vers la turbine. A l’éjection, il faut prvilégié une section ‘relativement constante’ avant d’intégrer un cone (maximum 5°) pour réduire la section d’éjection et augmenter la vitesse du flux. Y aller précautioneusement : 10% de réduction c’est jouable, 20% est un maximum (nécessite alors forcément un décollage à la catapulte, et à ne pas casser la vitesse en courbe…)
Dans le cas du Saunders, on vise un avion ‘de chasse’ mais ‘qui va pas trop vite’ (besoin de pouvoir ‘s’arracher’ de l’eau et ailes droites).
Dans l’idée, il faut privilégier une turbine grosse qui tournera pas trop vite (genre une 90mm pour un avion de 1250mm). Et du coup on veut de la traction, donc on va dimensionner les conduits différemment :
- Nécessité d’avoir une lèvre sur la turbine (favorable à la traction)
- Section de sortie identique à la FSA
Evidemment on tente d’avoir une évolution progressive des sections en gardant en tête que des pentes de 3° sont une bonne base sur les zones ‘convergentes’…
Pour optimiser les conduits, il faut aussi intégrer des ‘apex’ qui guident le flux progressivement pour ‘masquer’ le cone et le moteur à l’éjection.
A ne pas oublier, un rayon 'conséquent' sur l'entrée de la tuyère, côté intérieur (typiquement 8-10mm).
A l'opposé, le cone d'extraction doit avoir un bord fin et net comme une lame de rasoir pour limiter la perte par turbulences préiphériques.
Le conduit à l’admission sera idéalement légèrement divergent pour s’écarter vers le diamètre extérieur des lèvres. Si on applique ça au Saunders, voilà les designs et les vues associées :
Et en 3D ça donne quoi ?
Parce que vous pensez qu'en plus je vais me taper les 3D ???
