5 • Cycles
thermodynamiques
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5.3 Les cycles moteurs à gaz
© Dunod – La photocopie non autorisée est un délit.
Des rendements de propulsion η p , thermique η th et global η g sont définis
respectivement par :
[5.34]
Le rendement de propulsion est d’autant plus grand que la vitesse relative est faible et que la vitesse de l’avion est élevée.
Dans ce cycle, le rôle de la combustion est donc d’échauffer l’air,
ensuite, le rôle de la tuyère est de transformer cette énergie en énergie
cinétique. La vitesse ainsi acquise par l’air sert alors à transformer l’énergie cinétique en poussée pour la propulsion du turboréacteur et donc de
l’avion ou du missile. Notons que la thermodynamique ne peut pas, à
elle seule, traiter le problème de la tuyère. En effet, pour concevoir le
dessin de la tuyère, il faut avoir recours à la mécanique des fluides (c’està-dire étudier les bilans des moments et des forces et pas uniquement les
bilans de matière et d’énergie).
5.3.6 Le cycle de Beau de Rochas (ou de Otto)
C’est le cycle idéalisé des moteurs à combustion interne à allumage
commandé. Le cycle réel est ouvert et comporte six phases :
– une compression (supposée adiabatique et réversible) d’un mélange
d’air et d’essence;
– une combustion, commandée par l’allumage d’une bougie, quasi instantanée donc supposée isochore;
– une détente (supposée adiabatique et réversible) des gaz brûlés et de
l’air en excès;
– une détente irréversible, obtenue par ouverture de la soupape d’échappement, vers l’atmosphère;
– un refoulement isobare;
– une aspiration d’air frais.
On peut représenter l’ensemble de ces phases par un pseudo-cycle
fermé constitué de deux isentropes et deux isochores (Figure 5.27). Les
1
1
ˆ
1
ˆ
2
p
p
c
r
W
W
V
V
h =
=
+
4
1
s.c.
3
2
1
c
th
W
T T
Q
T T
-
h = -
= -
-
s.c.
p
g
p t h
W
Q
h = -
= h h