Différence entre moteur à turbine à gaz et moteur alternatif (moteur à piston)

Moteur à turbine à gaz et moteur à piston alternatif (moteur à piston)
 

Comme toutes les autres machines, l'avion a besoin d'une source d'énergie pour fonctionner, en particulier pour générer la poussée nécessaire à l'avancement de l'avion. Dès les premières tentatives, des moteurs alternatifs fonctionnant à l’essence ont été utilisés pour le vol propulsé..

Le Wright Flyer I a réalisé son premier vol au monde plus pneumatique que l'air. Il était équipé d'un seul moteur à piston refroidi par eau à 4 cylindres produisant une puissance maximale de 12 chevaux. Jusqu’à la Seconde Guerre mondiale, chaque avion était équipé de moteurs à pistons et à pistons.

Aux dernières étapes de la Seconde Guerre mondiale, les Allemands utilisèrent le moteur à réaction pour propulser les avions, et d'autres pays suivirent bientôt. Bien que le concept et la conception aient 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 leurs multiples avantages par rapport aux moteurs alternatifs, le moteur à réaction et ses variantes sont devenus la forme de centrale prédominante pour les avions..

En savoir plus sur le moteur alternatif (moteur à piston)

Un moteur alternatif, également appelé moteur à pistons, est une machine à pistons alternatifs qui convertit l'énergie thermique issue d'un processus de combustion en un travail mécanique, tel qu'un travail d'arbre. Les principaux types de moteurs utilisés dans les aéronefs 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. En fonction de la manière 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 ont été utilisés dans la plupart des avions au début des années 20.^th siècle. Habituellement, ils sont utilisés pour entraîner une hélice, qui génère la poussée. Tous les aéronefs utilisant des moteurs à pistons ont des vitesses maximales relativement basses et la puissance produite par les moteurs est comparativement inférieure à celle des moteurs à réaction. La raison en est que le rapport poids / puissance des moteurs à pistons est très faible et que, si davantage de puissance est requise, la taille du moteur doit être augmentée, ce qui augmente le poids total de l'avion, ce qui n'est pas souhaitable pour les aéronefs. La conception et la fabrication des moteurs à pistons sont moins complexes et nécessitent moins d’entretien. Le coût des moteurs à pistons est également faible..

En savoir plus sur le moteur à turbine à gaz

Un 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 à base de composants rotatifs et, par conséquent, un fluide de travail circule de manière continue à travers le moteur dans des directions radiales ou axiales. Ils sont la composante principale sous-jacente du moteur à réaction.

Les composants principaux du moteur à turbine à gaz sont le compresseur, la chambre de combustion et la turbine, et parfois une buse. 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 on utilise la poussée générée par l'échappement, on parle de turboréacteur; si la turbine extrait une partie du travail et entraîne un ventilateur, on parle alors de moteur à double flux. Le type de moteur qui extrait presque tout le travail comme le travail d’arbre de la turbine est connu sous le nom de moteur à turbomoteur; si une hélice est entraînée par l’arbre, on parle de moteur à turbopropulseur.

Il existe de nombreuses variantes des turbines à gaz, conçues pour des tâches spécifiques. Ils sont préférés aux autres moteurs (principalement les moteurs alternatifs) en raison de leur rapport poids / puissance élevé, de moins de vibrations, de leur vitesse de fonctionnement élevée et de leur fiabilité..

Quelle est la différence entre une turbine à gaz et un moteur à piston alternatif (moteur à piston)?

• Les moteurs à piston ont des mécanismes alternatifs (de mouvement) et 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 poids / puissance des moteurs à turbine à gaz est beaucoup plus élevé que celui des moteurs à mouvement alternatif..

• Les turbines à gaz sont sophistiquées dans leur conception et leur fabrication, tandis que les moteurs alternatifs sont plus simples dans leur conception et plus faciles à fabriquer..

• La maintenance des moteurs alternatifs est plus simple et doit être effectuée fréquemment, tandis que la maintenance des moteurs à turbine à gaz est complexe, mais l'inspection et la maintenance ont lieu à intervalles plus espacés..

• Les moteurs à turbine à gaz ou leurs variantes sont coûteux, tandis que les moteurs alternatifs sont relativement peu coûteux.

• Les moteurs à turbine à gaz équipent des aéronefs gros et puissants, tels que des avions de combat militaires ou des avions de ligne, mais les moteurs à pistons sont utilisés dans des aéronefs plus petits et à courte portée..