Moteurs à turbines ATPL Avion 2 Série

Moteurs à turbines
ATPL Avion
2ème Série
CORRIGÉ – Version 1
QUESTION 1
REPONSE B
Cf. « Moteurs à turbines ATPL » Pages 183, 184 et 208.
QUESTION 2
REPONSE B
A) Le stator de turbine ne subit pas de fluage car il n'y a pas de contrainte mécanique associée
à la température.
C) Le fluage n'est pas du pompage.
D) Le fluage n'est pas le coulage, procédé de fabrication.
Cf. « Moteurs à turbines ATPL » Pages 188 et 189.
QUESTION 3
REPONSE A
Dans un distributeur de turbine, les aubages sont déviateurs et convergents. Par conséquent, la
vitesse augmente et la pression statique diminue.
Cf. « Moteurs à turbines ATPL » Pages 185 et 204.
QUESTION 4
REPONSE C
La séquence de mise en place d'un dispositif d'inverseur strictement limité au sol sur un GTR
nécessite dans l'ordre l'effacement de toutes les interdictions :
- contact sol établi (électriquement en général),
- commande des gaz sur ralenti pour le déverrouillage de la commande d'inversion,
- commande reverse sur ralenti pour le déblocage de la cinématique du système d'inversion.
Cf. « Moteurs à turbines ATPL » Pages 241, 242 et 243.
QUESTION 5
REPONSE A
Cf. « Moteurs à turbines ATPL » Page 217.
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QUESTION 6
2ème Série
REPONSE C
L'alarme colmatage d'un filtre est réglée pour signaler le début de colmatage de celui-ci.
Cf. « Moteurs à turbines ATPL » Page 268.
QUESTION 7
REPONSE A
Les boîtiers de roulement doivent être pressurisés avec de l'air dont la pression est inférieure à
la pression d'huile et dont la température est relativement faible pour refroidir les roulements.
L'origine de cette pression d'air est donc nécessairement celle du compresseur BP ou des
premiers étages du compresseurs HP.
Cf. « Moteurs à turbines ATPL » Page 256.
QUESTION 8
REPONSE D
Une augmentation de quantité d'huile indiquée au poste de pilotage ne peut provenir que d'un
défaut de l'indication de quantité ou de la contamination de l'huile par un autre fluide
(carburant en général utilisé dans l'échangeur thermique).
Cf. « Moteurs à turbines ATPL » Pages 264 et 265.
QUESTION 9
REPONSE C
La régulation carburant d'un turboréacteur est équipé d'un contrôleur de débit qui agit
directement sur le débit carburant pour maintenir un dosage constant en fonction d'une
position fixe de la manette. L'objectif principal est de soulager et faciliter la conduite du GTR.
On rappelle que le dosage ne reste pas optimum lors des accélérations et décélérations du GTR.
De même, les injecteurs ne sont pas à section variable mais à double débit.
Cf. « Moteurs à turbines ATPL » Page 292.
QUESTION 10
REPONSE C
Cf. « Moteurs à turbines ATPL » Pages 279 et 280.
QUESTION 11
REPONSE C
Cf. « Moteurs à turbines ATPL » - Page 183.
QUESTION 12
REPONSE C
Une turbine axiale à action est une turbine dont le degré de réaction est nul. Par conséquent,
si σ = 0, la détente des gaz ne se produit pas dans le rotor entre les ailettes et celles-ci doivent
présenter une section de passage constante.
Cf. « Moteurs à turbines ATPL » - Pages 208 et 209.
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QUESTION 13
2ème Série
REPONSE D
Cf. « Moteurs à turbines ATPL » - Pages 188 et 189.
QUESTION 14
REPONSE A
La postcombustion sur un GTR en général permet :
- une augmentation de la température (énergie calorifique),
- une augmentation de la vitesse d'éjection (énergie cinétique),
- la combustion s'effectue à débit constant et à pression constante.
Cf. « Moteurs à turbines ATPL » - Page 230.
QUESTION 15
REPONSE D
Cf. « Moteurs à turbines ATPL » - Page 255.
QUESTION 16
REPONSE B
Cf. « Moteurs à turbines ATPL » - Page 255.
Le circuit de lubrification est un circuit intégré à retour d'huile, ce qui oblige une étanchéité
parfaite des zones lubrifiées. Celles-ci sont limitées aux roulements, paliers GTR et aux
boîtiers d'engrenages. Les équipements du GTR possèdent leur propre circuit de lubrification
(ex CSD).
QUESTION 17
REPONSE A
Cf. « Moteurs à turbines ATPL » - Page 253.
QUESTION 18
REPONSE D
Les fonctions essentielles ou principales d'un régulateur carburant sont :
- sélection manuelle ou affichage de la poussée,
- régulation d'un paramètre caractéristique du GTR (Nt/min par exemple),
- contrôle des régimes transitoires et protection des limitations en accélération et
décélération du GTR.
Toutes les autres fonctions au régulateur sont des fonctions secondaires.
Cf. « Moteurs à turbines ATPL » - Pages 294 à 300.
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QUESTION 19
2ème Série
REPONSE C
Cf. « Moteurs à turbines ATPL » - Pages 279 et 286.
QUESTION 20
REPONSE C
Cf. « Moteurs à turbines ATPL » - Pages 186, 188 et 189.
On rappelle que l'ensemble des aubages sont soumis :
- à des sollicitations mécaniques
. appui des gaz sur les aubages et les ailettes,
. force centrifuge sur les ailettes,
. effort gyroscopique sur les ailettes,
. vibrations liées au passage des gaz.
- à des sollicitations thermiques sur les aubages et les ailettes
. fluage sur les ailettes = contrainte centrifuge + contrainte thermique
- à des sollicitations et attaques chimiques sur les ailettes et aubages liées aux résidus de
combustion, corps étrangers, ....
QUESTION 21
REPONSE B
L'étage de turbine axiale est une machine dynamique au travers de laquelle, on subit une
détente isentropique et un amortissement d'énergie.
Cf. « Moteurs à turbines ATPL » - Page 207.
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QUESTION 22
2ème Série
REPONSE A
La température d'entrée turbine d'un GTR dépend :
- de la température ambiante,
- de l'énergie dispensée dans le GTR en fonction du régime de rotation et du débit carburant.
Cf. « Moteurs à turbines ATPL » - Pages 348, 349 et 350.
QUESTION 23
REPONSE B
Cf. « Moteurs à turbines ATPL » - Page 240.
Si on considère un GTR double flux sans inverseurs arrières et sachant que l'efficacité de
l'inversion sur un débit est équivalente à 50 % de la force de propulsion :
Globalement :
Frev total = - 40 % Ftotal + 20 % Ftotal
= - 20 % Ftotal
QUESTION 24
REPONSE A
Cf. « Moteurs à turbines ATPL » - Pages 230.
QUESTION 25
REPONSE A
Cf. « Moteurs à turbines ATPL » - Pages 266 à 270.
- L'ouverture du by-pass du filtre à huile ne donne pas lieue à une alarme.
- La surpression circuit est une alarme qui n'est pas toujours rencontrée sur les circuits
d'huile.
- La surchauffe est une valeur importante d'alarme, surveillée au poste, comme l’indication
de quantité d’huile.
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QUESTION 26
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REPONSE D
Cf. « Moteurs à turbines ATPL » - Page 262.
- Le trop plein d'huile ne donne pas d'indication de surpression mais une indication de trop
plein, à l'indication de quantité. La pression est établie par une pompe et non pas par le
volume d'huile.
- La détérioration d'un palier peut donner une fuite d'huile et des particules métalliques
retenues dans les filtres.
- Le colmatage d'un filtre donnera une alarme colmatage avec by pass du filtre, sans
augmentation de pression d'huile.
QUESTION 27
REPONSE B
Cf. « Moteurs à turbines ATPL » - Pages 281 et 294.
Le régulateur carburant est un dispositif intermédiaire entre la commande de poussée et le
GTR qui permet un contrôle de dosage sur le débit carburant directement ce qui permettra une
modification par la suite de la vitesse de rotation de l'attelage, de l'EPR, du débit d'air, de la
température turbine (régime transitoire).
QUESTION 28
REPONSE B
Cf. « Moteurs à turbines ATPL » - Page 283.
QUESTION 29
REPONSE C
Pour des raisons de sécurité et d'autonomie vis à vis du réseau électrique de bord, les systèmes
FADEC sont alimentés par un alternateur spécifique entraîné par le boîtier d'accessoires.
Cf. « Moteurs à turbines ATPL » - Page 309.
QUESTION 30
REPONSE C
Les conditions de refroidissement des parties chaudes turbine HP nécessitent un débit d'air à
pression suffisamment élevée pour établir un circuit en libre circulation. Celui-ci ne peut
provenir que d'un piquage en sortie compresseur HP.
Cf. « Moteurs à turbines ATPL » - Pages 199 à 201.
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ATPL Avion
QUESTION 31
2ème Série
REPONSE C
Dans le cas de deux turbines respectivement dotées d'un degré de réaction 0 et 0,5, il s'agit
d'une turbine à action et d'une turbine à réaction.
Comme on sait qu'à même vitesse de rotation, la turbine à action est deux fois plus puissance
que la turbine à réaction, on peut dire :
Paction = 2 × Préaction
D'où :
Préaction
Préaction
=
= 1/2 = 50 %
2 × Préaction
Paction
Cf. « Moteurs à turbines ATPL » - Pages 208 à 210.
QUESTION 32
REPONSE A
Cf. « Moteurs à turbines ATPL » - Pages 238 et 239.
Frev = - Qa (V"5 + V0)
La valeur de la poussée inverse dépend donc du débit Qa et de la vitesse d'éjection V"s, ce qui
correspond pour des valeurs maximum à un régime maximum.
De même, la vitesse avion doit être aussi élevée que possible.
QUESTION 33
REPONSE A
Cf. « Moteurs à turbines ATPL » - Pages 222 et 223.
QUESTION 34
REPONSE B
Pour une tuyère simplement convergente, le taux détente représente le rapport de pression
totale et pression statique.
γ −1
Pt
= (1 +
M²) γ/γ-1
Ps
2
Donc, 1,5 = (1 + 0,2 M²)3,5
==> M =
1,5 0, 286 − 1
= 0,784
0,2
Donc, M < 1 ==> vitesse d'éjection subsonique
Cf. « Moteurs à turbines ATPL » - Page 221.
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Moteurs à turbines
QUESTION 35
ATPL Avion
2ème Série
REPONSE B
A - Une usure des roulements provoquera une présence de particules métalliques aux
bouchons magnétiques et une contamination des filtres avec alarme de colmatage.
B - Vrai, car une usure des joints d'étanchéité des boîtiers de roulement permet plus
facilement à l'air de pressurisation de pénétrer à l'intérieur du boîtier et une augmentation de
la pression reniflard. Une consommation d'huile par fuite sera attendue.
C - La dégradation des qualités du lubrifiant provoque une baisse de pression d'huile et une
augmentation de température d'huile.
D - Une usure de la pompe pression d'huile amène une baisse de pression d'huile.
Cf. « Moteurs à turbines ATPL » - Pages 269 et 270.
QUESTION 36
REPONSE D
Le régulateur carburant assure une prise en compte ou une mesure à l'aide de sondes les
valeurs qui concernent les limitations mécaniques et thermiques du GTR :
- Nt/min max.,
- Température turbine maximum.
On rappelle que le dosage n'est pas une limitation de type mécanique mais il doit y avoir un
respect du dosage en accélération et décélération.
Cf. « Moteurs à turbines ATPL » - Pages 290, 294 et 297.
QUESTION 37
REPONSE B
Cf. « Moteurs à turbines ATPL » - Pages 296 et 297.
La stabilité de la flamme dépend des conditions incontournables dosage, pression,
température et vitesse en chambre de combustion. Le maintien d'un dosage constant en
fonction de la pression ambiante ou de l'altitude garantit une stabilité optimum. Cette fonction
est réalisée par une correction barométrique dans le régulateur carburant.
QUESTION 38
REPONSE B
Cf. « Moteurs à turbines ATPL » - Pages 293, 294 et 302.
La régulation hydromécanique d'un GTR utilise un paramètre caractéristique proche de la
poussée et du débit en qualité et quantité avec une prise de mesure facilement réalisable pour
exécuter une boucle d'asservissement. Le paramètre qui répond à toutes ces conditions est la
vitesse de rotation des attelages.
QUESTION 39
REPONSE C
Cf. « Moteurs à turbines ATPL » - Pages 302 et 307.
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