Pour déplacer un avion dans l’air, la poussée est générée par une sorte de système de propulsion. La plupart des avions de chasse modernes utilisent une postcombustion sur un turbofan à faible dérivation ou un turboréacteur. Sur cette page, nous aborderons certains des principes fondamentaux d’un turboréacteur à postcombustion.
Pour que les avions de chasse puissent voler en supersonique, ils doivent surmonter une forte augmentation de l’indragne par rapport à la vitesse du son. Un moyen simple d’obtenir la poussée nécessaire est d’ajouter une postcombustion à un turboréacteur de base. Dans un turboréacteur de base, une partie de l’énergie des gaz d’échappement du brûleur est utilisée pour faire tourner la turbine. La postcombustion permet de restituer une partie de l’énergie en injectant du carburant directement dans les gaz d’échappement chauds. Sur le schéma, vous remarquerez que la tuyère du turboréacteur de base a été allongée et qu’il y a maintenant un anneau de porte-flammes, de couleur jaune, dans la tuyère. Lorsque la postcombustion est allumée, du carburant supplémentaire est injecté à travers les anneaux et dans le flux d’échappement chaud du turboréacteur. Le carburant brûle et produit une poussée supplémentaire, mais il ne brûle pas aussi efficacement que dans la section de combustion du turboréacteur. Vous obtenez plus de poussée, mais vous brûlez beaucoup plus de carburant. Avec l’augmentation de la température des gaz d’échappement, la surface d’écoulement de la tuyère doit être augmentée pour passer le même flux de masse.Par conséquent, les tuyères de postcombustion doivent être conçues avec une géométrie variable et sont plus lourdes et plus complexes que les simples tuyères de turboréacteur.Lorsque la postcombustion est éteinte, le moteur fonctionne comme un turboréacteur de base.Vous pouvez étudier le fonctionnement de la tuyère à l’aide de notre simulateur interactif de tuyères.
La tuyère d’un turboréacteur est généralement conçue pour ramener la pression d’échappement à la pression du flux libre.L’équation de poussée d’un turboréacteur à postcombustion est alors donnée par l’équation de poussée généraleavec le terme pression-zone fixé à zéro. Si les conditions du flux libre sont désignées par un indice « 0 » et les conditions de sortie par un indice « e », la poussée F est égale au débit massique m multiplié par la vitesse V à la sortie moins le débit massique du flux libre multiplié par la vitesse.
F = e – 0
Cette équation comporte deux termes. Les aérodynamiciens se réfèrent souvent au premier terme(m dot * V)e comme la poussée brute car ce terme est largement associé aux conditions dans la tuyère. Le second terme (m dot * V)0 est appelé traînée dynamique et est généralement associé aux conditions dans l’entrée. Pour plus de clarté, la poussée du moteur est alors appelée la poussée nette. Notre équation de poussée indique que la poussée nette est égale à la poussée brute moins la traînée du bélier.
Les postcombusteurs ne sont utilisés que sur les avions de chasse et l’avion de ligne supersonique, le Concorde. Le Concorde éteint les postcombustion une fois qu’il est en croisière. Sinon, il tomberait en panne de carburant avant d’atteindre l’Europe. Les postcombustions offrent un moyen mécaniquement simple d’augmenter la poussée et sont utilisées sur les turboréacteurs et les turbofans.
Vous pouvez explorer la conception et le fonctionnement d’un turboréacteur à postcombustion en utilisant l’applet interactiveEngineSimJava. Réglez le EngineType sur « Jet with Afterburner » et vous pouvez faire varier n’importe lequel des paramètres qui affectent la poussée et le débit de carburant.
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Turboréacteurs à postcombustion : 
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