Turboréacteur SNECMA ATAR 101 E3

    Composition

Le groupe propulsif se compose :
- d'une manche d'entrée d'air
Placée à l'avant du réacteur, elle fait partie de la cellule.
Ayant une importance prépondérante pour l'obtention des performances, elle doit permettre une alimentation à flux axial nécessaire au fonctionnement optimum du réacteur.
- du turbo-réacteur proprement dit qui se décompose en :
. Carter d'admission,
. Compresseur,
. Carter d'entrée de la chambre de combustion,
. Chambre de combustion,
. Turbine,
. Canal d'éjection et tuyère.

    Description

Carter d'admission
Placé à l'avant du réacteur, le carter d'admission est composé principalement de quatre bras creux reliant la partie centrale à la couronne extérieure.
La partie centrale renferme le porteur de réducteur, le palier avant du compresseur, la pompe avant de récupération d'huile. Elle est équipée à l'avant du démarreur électrique, protégé par son capotage, et supporte à l'arrière, la couronne directrice d'entrée du compresseur.
Les quatre bras creux sont dégivrés par de l'air chaud et permettent le passage de l'arbre d'entraînement du renvoi d'angle (prise de mouvement avant) et des câbles électriques d'alimentation du démarreur, et la récupération de l'huile.
La couronne extérieure est équipée de la prise de mouvement avant et de la prise "FOCK" de démarrage électrique.
Compresseur
Du type axial à huit étages, il se compose :
- de la couronne directrice d'entrée,
- du rotor constitué par :
. huit disques,
. huit étages d'aubes,
. les tourillons avant et arrière,
. une rotule pour l'accouplement avec l'arbre de turbine.
- du carter de compresseur, en deux demi-coquilles, avec ses sept couronnes d'aubes directrices.
- d'un dispositif de refroidissement et d'anti-givrage.
Carter d'entrée de la chambre de combustion
Placé après le compresseur, il porte :
- le support d'accessoires,
- le groupe pompe à huile,
- la suspension principale du réacteur constituée par deux tourillons,
- deux anneaux de hissage.
Il est fixé par boulons au compresseur et à la chambre de combustion et renferme :
- l'anneau porte-brûleurs et ses vingt brûleurs,
- les deux pré-chambres d'allumage,
- les deux bougies d'allumage,
- les deux injecteurs de démarrage,
- les vingt injecteurs à deux débits,
- le palier arrière du compresseur,
- le labyrinthe arrière du compresseur,
- le manchon d'accouplement de l'arbre de turbine,
- les prises de mouvement pour l'entraînement des accessoires, des pompes à huile et de la pompe du palier de turbine.
Une circulation d'huile assure la lubrification de l'ensemble.
Le palier arrière du compresseur et l'accouplement de l'arbre de turbine sont refroidis par
un circuit d'air prélevé au 6ème étage du compresseur.
Le carter d'entrée de la chambre de combustion comporte également des prises pour prélèvement d'air sous pression P2 servant essentiellement pour le conditionnement cabine, la pressurisation des circuits carburant et hydraulique et la régulation du réacteur.
Chambre de combustion
Du type annulaire, elle est située entre son carter d'entrée et la turbine.
Elle est constituée par :
- un carter cylindrique ou enveloppe extérieure,
- un mélangeur extérieur,
- un mélangeur intérieur,
- un purgeur de chambre, situé à la partie inférieure du carter.
Le carter cylindrique est fixé par boulons, à l'avant, au carter d'entrée, et à l'arrière au raccordement.
L'espace de combustion, qui est annulaire, est limité à l'extérieur par le mélangeur extérieur et à l'intérieur par le mélangeur intérieur.
Ceux-ci, en tôle d'acier spécial, s'appuient à l'avant sur l'anneau porte-brûleurs.
Turbine
C'est un ensemble turbine à un étage. Il est constitué par :
- le palier support de palier de turbine,
- l'arbre de turbine,
- l'accouplement du compresseur et de l'arbre de turbine, assuré par un manchon et une rotule,
- le distributeur de turbine et ses vingt neuf aubes creuses,
- la roue de turbine qui porte cinquante neuf aubes pleines.
Le carter support comprend un circuit de graissage pour la lubrification de l'ensemble.
Les parties supportant des températures élevées sont refroidies par de l'air prélevé au 6ème étage du compresseur et une partie de l'air secondaire.
Canal d'éjection et tuyère
L'ensemble canal d'éjection et tuyère comprend :
- le raccordement cinq bras,
- la rallonge,
- la tuyère à volets mobiles.
Le raccordement et la rallonge sont en tôle réfractaire et calorifuges. Le système de calorifugeage employé résiste à une température de 1 200°C.
Le raccordement est équipé d'une enveloppe soudée, ou enveloppe de réchauffage. Cette enveloppe est pourvue de deux orifices diamétralement opposés, utilisés l'un pour l'arrivée d'air froid et l'autre pour la sortie de l'air réchauffé.
A l'intérieur du raccordement, se trouve un cône dit cône d'échappement, sur lequel sont soudés les cinq bras. L'ensemble canalise les gaz chauds à la sortie de la turbine.
La rallonge est un conduit cylindrique placé entre le raccordement et la tuyère.
La tuyère constitue la partie terminale du réacteur. Elle est équipée de volets mobiles actionnés au moyen de deux vérins hydrauliques commandés par le régulateur.

    Fonctionnement

Le turbo-réacteur "ATAR" 101.E.3 appartient à la classe des machines thermiques. La source d'énergie est en effet le carburant qui, par combustion, libère sous forme thermique, l'énergie qu'il renfermait sous forme chimique.
L'énergie ainsi libérée sert à échauffer la masse d'air destinée à fournir la poussée.
L'air nécessaire au fonctionnement du réacteur est tout d'abord canalisé par la manche d'entrée d'air qui doit alimenter le réacteur avec un minimum de perte de charge et de perturbations aérodynamiques aux grandes incidences.
Le carter d'admission, situé entre les manches à air et le compresseur, détermine la section d'entrée au compresseur.
Cet élément se trouvant en tête du réacteur, est dégivré par de l'air chaud.
L'air est ensuite aspiré par le compresseur dont le taux de compression total est de l'ordre de 4,8.
Le volume de la masse d'air diminue au cours de la compression. La section de passage du flux décroît en dépit d'une diminution simultanée de la vitesse axiale.
Dans la chambre de combustion, une partie de l'air débité par le compresseur, sert à assurer la bonne combustion du carburant injecté et finement pulvérisé par les injecteurs ; c'est l'air primaire.
La combustion assurée par les brûleurs, exige une richesse air/combustible voisine du mélange théorique, ce qui a pour effet de porter la masse d'air primaire à une température de 1 500 à 1800°C.
Il est impossible d'admettre des gaz dans la turbine à une température aussi élevée ; le reste de l'air comprimé, ou air secondaire, refroidit les parois de la chambre de combustion et ensuite les gaz brûlés auxquels il se mélange.
Une faible partie de l'air secondaire, environ 2,5 à 3 % du débit total, refroidit les paliers, le distributeur de turbine ainsi que le disque de la roue elle-même.
La turbine à veine axiale, prélève l'énergie nécessaire pour l'entraînement du compresseur.
Le distributeur de turbine redresse le flux et augmente la vitesse des gaz.
Ceux-ci arrivent ensuite, à la tuyère qui transforme par simple détente, l'énergie de pression en énergie cinétique, transformation qui doit se faire avec le maximum de rendement.
La tuyère, par sa section variable, est également un élément de réglage du réacteur. Elle permet un fonctionnement du réacteur, proche de l'optimum.

    Caractéristiques de fonctionnement au sol et en vol

Caractéristiques de fonctionnement au sol

Caractéristiques de fonctionnement en vol
Les différents paramètres réacteurs varient considérablement en fonction des conditions de vol. Le seul paramètre précisé est la température "T5" qui doit toujours être inférieure à 750° C, à toutes les altitudes, en utilisation normale.

Pression d'utilisation

* Quelle que soit l'altitude de vol, la pression fournie par les pompes B.P., doit toujours être supérieure de 0,15 bar à la pression ambiante, sans jamais descendre en dessous de 0,55 bar en valeur absolue.

    Sources documentaires

UCB-102-1-1. Manuel de l'équipage de l'avion Vautour B. Septembre 1970.