Classification des moteurs. Types de moteurs, leur objectif, dispositif et principe de fonctionnement

2024 Auteur: Howard Calhoun | [email protected]. Dernière modifié: 2023-12-17 10:27

La classification des moteurs comprend plusieurs grands groupes de ces appareils. Il convient de noter que chaque groupe individuel, à son tour, est divisé en plusieurs groupes plus petits. Cela se justifie par le fait qu'aujourd'hui, un grand nombre de types de moteurs différents ont été inventés par l'homme.

Méthode de préparation du mélange

La classification des moteurs à combustion interne peut également être effectuée en fonction de la manière dont le carburant a été préparé pour leur fonctionnement. Par exemple, on distingue deux types principaux - ceux avec formation de mélange externe et avec formation de mélange interne. Le mélange est le processus par lequel le carburant est obtenu pour le fonctionnement du moteur. La formation de mélange externe est comprise comme le processus de préparation du carburant pour le fonctionnement du moteur en dehors de ses limites, c'est-à-dire dans un carburateur ou dans un mélangeur. Naturellement, ce groupe comprend les types de ces appareils qui ne sont pas capables de produire un mélange par eux-mêmes.

La formation du mélange interne fait référence au cas où le processus de production du mélange se produit directement dans le cylindre du moteur lui-même.

Combustibles liquides

Les moteurs à carburant liquide sont un type de moteurs de fusée, c'est-à-dire qu'ils sont utilisés pour lancer des fusées. Un tel appareil se compose des parties suivantes:

• Chambre de combustion avec buse. Ces éléments servent à convertir l'énergie chimique du combustible en énergie thermique. Après l'achèvement de ce processus, le suivant commence, dont l'essence est la transformation ultérieure de l'énergie thermique déjà existante en énergie cinétique. Il est important de noter ici que la chambre de combustion, ainsi que la buse et le dispositif d'injection, sont considérés comme une unité distincte.
• Les éléments suivants sont les soupapes de commande de carburant, ainsi que le moteur lui-même. Le but de ces vannes, comme leur nom l'indique, est de réguler l'alimentation en carburant. C'est un processus assez important, car les performances d'un moteur comme celui-ci dépendent de la quantité de carburant fournie. En fonction de la quantité de substance de travail entrant dans le moteur, sa poussée changera.

Appareils à combustible liquide

Dans la classification des moteurs avec une substance liquide comme carburant, ils sont classés comme dispositifs de fusée. Il est important de noter qu'une variété de carburants peuvent être utilisés comme fluide de travail. Ici, il faut comprendre que le choix du mélange pour démarrer l'unité dépendra des caractéristiques, de l'objectif, de la puissance, ainsi que de la durée du moteur lui-même.

Parmi toutes les exigences qui s'appliquent le plus souvent à cette classe particulière d'appareils figurentla consommation la plus faible du mélange de travail ou, ce qui revient au même, la poussée spécifique maximale. Lorsqu'il devient nécessaire de choisir un mélange pour faire fonctionner un moteur au carburant liquide, faites attention à des paramètres tels que: taux d'allumage et de combustion, densité, volatilité, toxicité, viscosité et plusieurs autres caractéristiques importantes.

Unité de combustible solide

La classification des moteurs comprend un autre type d'appareil. Ces unités fonctionnent avec un combustible solide légèrement inhabituel. Il est important de noter ici que la portée de ces moteurs est également explosive. La poudre à canon est devenue la substance principale qui est le carburant de cet appareil. La particularité du travail est que l'unité fonctionne jusqu'à ce qu'elle ait épuisé tout le stock jusqu'à la fin. La poudre à canon elle-même est placée directement dans la chambre de combustion du moteur. Ces dispositifs sont devenus connus sous le nom de moteurs-fusées à propergol solide ou de moteurs-fusées à propergol solide.

Il est important de noter ici que cette classe particulière de moteurs est l'une des plus anciennes. De plus, c'est ce type d'appareil qui a été le premier à trouver son application pratique. Un autre fait important est que la poudre noire était auparavant utilisée comme combustible. Avec le développement de la technologie, le type de mélange a également changé. Les humains ont réussi à inventer de la poudre à canon sans fumée pour l'utiliser comme carburant de fusée.

Moteur sans carburant

L'un des plus intéressantsclasses d'unités est un moteur qui n'utilise aucun mélange de carburant pour son fonctionnement. Le plus souvent, ces types d'appareils sont utilisés comme entraînements de rotation. Cette unité se compose de pièces telles que: un disque ou un volant, qui est fixé sur l'essieu. La même pièce a un ou plusieurs aimants de rotor permanents.

Une condition importante est que ces aimants, comme le disque lui-même ou le volant, doivent être installés de manière à ce que rien n'interfère avec leur libre rotation autour de son axe. Une autre partie importante d'un moteur sans carburant est un aimant d'arrêt permanent cylindrique, qui est monté fixement sur une tige montée parallèlement au disque ou au volant. Un aimant cylindrique permanent peut se déplacer avec la tige vers la zone où, à un moment donné, se produit un champ magnétique créé par les aimants du rotor.

Le principe de fonctionnement d'une unité sans carburant

Le principe de fonctionnement de cet appareil réside dans le fait que tous ses aimants sont tournés avec les mêmes pôles les uns vers les autres. Puisque les pôles magnétiques du même nom se repousseront toujours, leur mouvement fera tourner le disque ou le volant autour de son axe. En plus de ce type de moteur, il en existe un autre qui est très similaire dans son principe de fonctionnement à un moteur sans carburant.

Cet appareil était un moteur magnétique, qui a un stator sous la forme d'un anneau magnétique permanent, ainsi qu'un rotor (ou on l'appelle aussi une ancre). Cet élément est un aimant permanent en barre, qui est placé à l'intérieur du stator dans un plan.

L'inconvénient de ces types de moteurs est qu'ils ont besoin d'un approvisionnement en électricité pour effectuer leur travail. Plusieurs objectifs ont été fixés pour l'invention de ce type d'appareil. Il était nécessaire de parvenir à un type de moteur respectueux de l'environnement qui n'aurait pas d'émissions nocives pendant son fonctionnement, et qui fonctionnerait également sans consommer aucun type de carburant et sans fournir d'énergie électrique à partir de sources externes. En même temps, il ne devrait pas non plus avoir pollué l'environnement ou l'air atmosphérique.

Moteurs d'avions

Avant de commencer à décrire une classe spécifique de moteurs, il est préférable de déterminer sur quelle base ils sont divisés. Actuellement, ce groupe est classé en deux types fondamentalement différents. La seule caractéristique qui distinguait un groupe d'un autre était la capacité de l'appareil à fonctionner en dehors de l'atmosphère. En d'autres termes, la première catégorie d'unités nécessite la présence d'une atmosphère pour son fonctionnement, tandis que la seconde n'est pas liée à cet indicateur et peut fonctionner en dehors de celui-ci. Le premier groupe s'appelait atmosphérique ou aérien, tandis que le second s'appelait fusée.

Il convient de noter que ces types d'appareils sont traditionnellement appelés moteurs pneumatiques à hélice et moteurs à réaction d'avion.

Groupe d'appareils réactifs

La deuxième catégorie d'appareils, c'est-à-dire réactifs, comprend des unités telles que: les turboréacteurs à air, les statoréacteurs. La principale différence entre ces deux types d'appareils est queappareils à jet à flux direct, la compression de l'air se produit en raison de l'apport d'énergie mécanique aux voies du moteur. Pour le fonctionnement de cet appareil, il est nécessaire de créer une pression statique accrue. Cet effet est obtenu en freinant l'air se déplaçant dans l'entrée d'admission d'air.

Jets à double circuit

Le moteur à réaction de ce type d'avion - un turboréacteur à double flux - est né du fait que les gens avaient besoin de créer un appareil qui aurait une efficacité de traction accrue. Il était nécessaire d'obtenir une augmentation de cet indicateur à des vitesses subsoniques énormes. Le principe de fonctionnement de cet appareil ressemble à ceci.

Le flux d'air s'écoule dans le moteur, puis il pénètre dans l'admission d'air, où il est divisé en plusieurs parties. Une partie traverse le dispositif haute pression situé dans le circuit primaire. La seconde partie de l'air aspiré passe par les pales du ventilateur dans le circuit secondaire. Il convient de noter ici que le principe de construction du circuit primaire dans le turboréacteur est similaire à celui utilisé dans le circuit de son prédécesseur, le turboréacteur, et fonctionne donc en conséquence. Mais l'action du ventilateur situé dans le deuxième circuit du moteur est similaire au fonctionnement d'une hélice multipale, qui tourne dans un canal annulaire.

On peut ajouter que le turboréacteur peut également être utilisé à des vitesses supersoniques, mais pour cela il faut prévoir la présence d'un système de combustion du carburant dans son circuit secondaire,pour augmenter la traction de l'appareil.