Moteurs à Piston de l'Aéronautique - Formation à distance

Programme

• CAHIER DES CHARGES DES MOTEURS AÉRONAUTIQUES

  • Rappels sur les moteurs à piston. Rappels technologiques aéronautiques.
  • Positionnement technique : type d’utilisation, conditions d’utilisation, gamme de puissance, rendement de propulsion, type d’aéronef associé.
  • Enjeux et contexte : consommation, bruit, masse, puissance spécifique, suralimentation, fiabilité, sûreté, durabilité, performance, maintenance, intégration, pollution, prix de revient de fabrication, notion de durée de vie vs coût.
  • Émissions, consommation. Maintenance, coût d’exploitation et d’opération.
  • Motoristes et alliances majeurs. Produits, stratégies et marchés des motoristes vis-à-vis des moteurs à piston.
  • Profils de mission : profils de mission des moteurs selon le type d’aéronef et le type d’utilisation des aéronefs.
  • Conception et production : maquette numérique, les différents matériaux utilisés dans un moteur à piston aéronautique et leurs localisations, assemblage et production.
  • Réglementation et certification.

• PERFORMANCES DES MOTEURS À PISTON AÉRONAUTIQUE

  • Rappels sur les écoulements d’air : propriétés physiques, couche limite, onde de choc, problèmes de similitude ; voilures tournantes et profils des hélices (caractéristiques géométriques, efforts aérodynamiques, décrochage, troubles transsoniques) ; vitesse des gaz- mach ; notion de pression statique, dynamique et de pression totale.
  • Rappels de thermodynamique : définition des grandeurs thermodynamiques, principes fondamentaux de la thermodynamique, cycles thermodynamiques de référence, calcul des puissances et des rendements (bilan énergétiques).
  • Performance des moteurs à piston : puissance spécifique, efficacité thermique et propulsive, calcul des rendements, optimisation des paramètres, choix d’architecture optimum (moteur 2 temps, 4 temps, diesel ou à allumage commandé), choix de matériaux, premières notions sur l’impact de l’altitude sur le dimensionnement de la suralimentation, performances en fonction du profil de mission du vol, performances en utilisation APU, exercices de calcul et de dimensionnement macroscopiques.

• SURALIMENTATION EN AÉRONAUTIQUE

  • Rappels : technologies de suralimentation, compresseurs volumétriques, compresseur à ondes, turbocompresseurs… - Quelles sont les technologies adaptées à l’aéronautique ?
  • Intérêt et limitations de la suralimentation par turbocompresseur : utilisation de l’énergie des gaz d’échappement, augmentation de la puissance spécifique du moteur, de la pression cylindre, des températures, des contraintes thermiques, pilotage de la turbine.
  • Compresseur centrifuge : aérodynamique dans le compresseur, pompage, rendement isentropique de compression, régime critique ; travail de compression de l’air ; champ compresseur ; paramètres de réglage du compresseur ; technologie, limitations.
  • Turbine centripète : énergie fournie par la turbine, rendement isentropique de détente, rendement mécanique ; courbes caractéristiques ; choix de turbine ; technologie de la turbine et du carter central et limitations ; paliers, étanchéités.
  • Exercice dirigé en salle : adaptation d’un turbocompresseur à un moteur à piston, effet de l’altitude.
  • Effet des fonctions de correction environnementales sur les points de fonctionnement du turbocompresseur. Spécificités du dimensionnement d’un turbocompresseur pour un moteur aéronautique.

• SPÉCIFICITÉS TECHNOLOGIQUES DES MOTEURS À PISTON AÉRONAUTIQUES

  • Spécificités des moteurs à allumage commandé et diesel aéronautiques : architecture (2 temps,4 temps, nombre et disposition des cylindres), dimensionnement (fonction de l’utilisation) spécificités de l’attelage mobile, du système d’équilibrage, du bloc moteur, de la culasse, de la distribution, de la suralimentation, du circuit d’alimentation en carburant, du système d’injection, du circuit de lubrification, de l’allumage (pour les moteurs à allumage commandé), de la chaîne d’air admission et échappement, du contrôle moteur, de la dépollution, des matériaux, de la durée de vie des pièces, des phases de vie du moteur, de la certification.
  • Matériaux et alliage (Ti, Mg).

• CARBURANT AÉRONAUTIQUE & MOTEURS À PISTON

  • Rappels sur le carburant aéronautique : spécification, nature, propriétés recherchées ; évolution du carburant, bio-carburant.
  • Compatibilité carburant : compatibilité du carburant aéronautique avec les moteurs à piston.

• ÉVOLUTION DES MOTEURS À PISTON AÉRONAUTIQUES

  • Enjeux : amélioration des rendements, réduction du bruit, réduction de la masse, réduction des vibrations.
  • Évolutions technologiques : projets aéronautiques, annonce des constructeurs et des motoristes.