Tutorial 2 PowerPoint présentation

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Projet Fly Higher : Tutorial II
Des Avions dans le Ciel: Comment
fonctionne un moteur à réaction ?
Image Source: Rolls Royce Plc. 2013
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Introduction:
Comment les oiseaux peuvent-ils voler ?
Les oiseaux sont capables de voler
grâce à une variété d'adaptations très
spécialisées. L’énergie nécessaire pour
voler provient de leur métabolisme
spécifique. En raison de leur corps très
léger, les oiseaux sont capables de
produire la sustentation et la
propulsion nécessaire à l'aide de leurs
ailes.
Image source http://gimnasioaltair.com/webquest/flight/
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Introduction:
Comment les oiseaux peuvent-ils voler ?
Une petite vidéo pour montrer comment les oiseaux peuvent voler :
S'il vous plaît regarder la vidéo 1
How do birds fly? - English video
Video source – Youtube
Acknowledgement: www.pendulumswingmedia.com
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Introduction:
La Poussée
Comme les oiseaux, pour que les avions restent en l'air, la Poussée
et de Sustentation sont nécessaires. D'où proviennent-elles ?
Pourquoi ne pouvons nous pas simplement copier les oiseaux ?
Image source http://www.kids.ct.gov/kids/cwp/view.asp?q=330926
Et ce qui concerne la Poussée ? Penchons-nous sur le
concept de base.
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Introduction:
La physique derrière la Poussée
Troisième loi de Newton:
Pour chaque action, il existe
une réaction égale et opposée
Démonstration:
Gonfler un ballon et lâcher le
dans l'espace
- Que ce passe t’il ?
Source http://www.bloodhoundssc.com/shop/balloon-car-kit
Voilà donc ce qui se passe avec un aéronef équipé d'un moteur à réaction !
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Introduction:
Un Avion en vol
Les gaz d'échappement chauds des moteurs d’un avion à réaction
produisent une poussée sur l'air qui produit en retour une réaction
opposée sur les moteurs.
Comme les moteurs sont solidement fixés au fuselage de l'avion,
celui-ci se déplace vers l'avant.
Qui a eu cette brillante idée ?
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L’Histoire
Commet a t’elle débuté ?
Au XVIIIe siècle – Sir Isaac Newton, un physicien et
mathématicien anglais a proposé une théorie sur
«l’explosion canalisée vers l'arrière», qui pouvait
propulser une machine vers l'avant à grande vitesse. Il
avait envisagé une utilisation de sa loi No 3 du
mouvement que nous prenons aujourd'hui pour acquis.
Newton’s Steam Wagon
Source
http://www.globalsecurity.org/military/libr
ary/policy/army/fm/1-506/Ch2.htm
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L’Histoire
Le début de l’histoire ?
En 1903, lors du premier vol des frères Wright, leur biplan en bois et
toile était équipé d'un moteur à essence d’une puissance de 12
chevaux.
Leur moteur avait une conception
mécanique de base, similaire à un
moteur de voiture moderne équipé
de quatre cylindres.
Image courtesy:
http://wright.nasa.gov/airplane/Images/eng2.gif
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Histoire
Comment cela a t’il commencé ?
Leur avion, nommé « Kitty Hawk », utilisait une hélice pour sa
Poussée, et le moteur faisait simplement tourné l'hélice.
Au cours des 30 ou 40
années suivantes, l'avion
devint métallique, avec des
moteurs plus puissants et
plus
économes
en
carburant... mais le principe
n'a pas changé.
Actuellement, les avions légers utilisent encore
des hélices...
Pouvez-vous suggérer pourquoi?
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Histoire
Comment cela a t’il commencé ?
En 1930, Sir Frank Whittle, un Anglais,
dépose le brevet du moteur Turbojet .
En avril 1941 (au début de la seconde guerre
mondiale), le nouveau moteur était prêt pour les
essais en vol. Le premier vol d'un turboréacteur, le
Gloster E28/39, a été fait le 15 mai 1941 à Cranwell
dans le Lincolnshire, Angleterre.
Source:
www.frankwhittle.co.uk/content.php?act=vie
wDoc&docId=15&level=top
PAS d’HELICES !!
Les gaz d'échappement du
moteur propulsaient l'avion
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Les Fondamentaux
Le fonctionnement d’un moteur
Principes de Base :
- Aspiration de l’air par le Piston qui descend
- Compression de l’air dans le Cylindre par le Piston qui remonte
- Combustion par addition et allumage du carburant
- Echappement des gaz chauds qui dégagent une forte énergie
Et le cycle recommence !
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Les Fondamentaux
Le fonctionnement d’un moteur
Dans le principe de la combustion interne du moteur, la combustion
est en réalité, une explosion. Cette énergie explosive est utilisée pour
déplacer un ensemble de pistons, et le gaz d'échappement est
considéré comme un déchet.
Les pistons peuvent faire
tourner les roues d'une
voiture, les lames d'une
pompe...ou l’Hélice d’un
avion.
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Les Fondamentaux
Le fonctionnement d’un moteur
Dans le réacteur, les gaz d'échappement ne sont pas simplement des
déchets, mais la source de la poussée qui propulse l'avion vers l'avant.
S'il vous plaît regarder la vidéo 2
C'est pas sorcier -MOTEURS D'AVION : ça va
décoller !
Source Youtube C'est pas sorcier
S'il vous plaît regarder la vidéo 3
Le moteur a reaction explication
Source Youtube le moteur a reaction
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Types de Moteurs
Les différents moteurs utilisés
Il existe différents types de moteurs à réaction.
L’Airbus A380 : avec 525 passagers, c’est le plus gros avion civil long-courrier
dans le monde – Il est équipé de moteurs Turbofan (à Double Flux) , version
optimisée qui inclue un ventilateur puissant pour accélérer l'air qui pénètre
dans le moteur afin de contribuer à l'orientation, exactement comme le fait
une hélice.
Turbofan
Turbofan
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Types de Moteurs
Le modèle Double Flux n’est pas le seul
Différents aéronefs ont besoin de différents types de moteur...
Pouvez-vous deviner ce qu'ils sont et pourquoi ils sont utilisés?
Turbo Réacteur
http://img.bhs4.com/64/e/64e5d996fcdce9
5195acd4621cb79fb4f8ec776a_large.jpg
Fusée
https://upload.wikimedia.org/wikipedia/co
mmons/d/d3/Atlantis_taking_off_on_STS27.jpg
https://encrypted-
StatoRéacteur
tbn2.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcQ1V5eCFRb
PSkLKrz68Ab_AGlud0UDUDQ0vR7dmp_OhHr1Xqu8
NDg
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Types de Moteurs
Le modèle Double Flux n’est pas le seul
Different aircraft need different types of engine… Can you guess
what these are and why they are used?
Piston-propuleur
Turbo-propulseur
http://www.instablogs.com/wpcontent/uploads/2012/07/hb350i_vM1uz_25013.jpg
http://air-and-space.com/20050812%20Hawthorne/DSC_3008%20An2%20N2AN%20cn43798%20left%20front%20landing%20l.jpg
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Types de Moteurs
Typologie
Le choix du moteur est
basée sur :
• La poussée utile
• La performance
• L’efficacité
• Le coût
• La maintenance
• Les avions civils
nécessitent un
carburant rentable
• Les Avions militaires
nécessitent des
moteurs à haute
performance.
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Types de Moteurs
Turbo-Réacteur
Composants du Moteur (Turboréacteur)
Le moteur original ‘Whittle’ était un
moteur Turboréacteur semblable à cela
source: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Turbojet_operation-axial_flow-en.svg
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Types de Moteurs
Réacteur à Double Flux
Les motorisations
Turbosoufflantes sont
semblables aux
turboréacteurs, mais
possèdent également
un grand ventilateur
afin d’accélérer
l'entrée de l'air dans le
moteur en ajoutant de
la Poussée comme le
ferait une hélice
interne.
source : http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/c/c0/Turbofan_operation.png
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Types de Moteurs
TurboPropulseur
Les Turbopropulseurs possèdent des propulseurs extérieurs mais exploitent le
moteur à réaction pour se diriger
Contrairement aux moteurs Piston-Propulseur,
les Turbopropulseurs n’ont pas de pistons
Source http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/4/4e/Turboprop_operation.png
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Types de Moteurs
Statoréacteurs
Les Statoréacteurs n'ont pas de compresseurs, de ventilateurs et de
turbines comme les autres moteurs à réaction.
Les Statoréacteurs sont la forme la plus simple du moteur à réaction.
Mais ils ne peuvent pas produire de poussée à vitesse zéro, donc un
avion de ce type a besoin d'autres mécanismes pour entamer son vol.
source - http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/6/6c/Ramjet_operation.svg/300px-Ramjet_operation.svg.png
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Types de Moteurs
Moteur de Fusée
Contrairement à un moteur d'avion, les moteurs des
fusées transportent à la fois du combustible et de
l'oxygène pour dynamiser le gaz dans la chambre de
combustion avant d’être éjecté par le cône.
Qu’en pensez-vous ?
source: http://www.grc.nasa.gov/WWW/k-12/VirtualAero/BottleRocket/airplane/Images/rockth.gif
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Résumé sur les Types de Moteurs
Animation TurboRéacteur
Résumé
S'il vous plaît regarder la vidéo 4
Source Video– Youtube
Remerciements : www.rendermedia.co.uk
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Approfondissements
General Electric : Simulateur de moteurs
Lien vers le Simulateur de Moteurs :
http://www.geaviation.com/education/engines101/
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Consortium
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