Installations d’essais aérodynamiques des moteurs

Cascade linéaire subsonique à grande échelle

Cette installation d'essai subsonique comprend une soufflerie à circuit ouvert et un banc d'essai à cascade linéaire de type à incidence variable.

Le banc d'essai permet d'effectuer des recherches sur l'aérodynamique stationnaire et instationnaire des aubes d'une turbine et d'un compresseur, dans des conditions prises en compte ou non dans la conception. Un ventilateur radial fournit l'écoulement d'air qui peut atteindre un débit maximal de 5 kg/s à une augmentation de la pression totale d'environ 1,8 kPa. La grande uniformité de l'écoulement de l'air est possible grâce à plusieurs tamis fins placés dans le diffuseur grand angulaire et la chambre de tranquillisation. Après la chambre de tranquillisation, un rapport de contraction de 14 à 1 induit une douce accélération à l'écoulement presque stagnant avant qu'il n'entre dans le banc d'essai à cascade. L'écoulement est essentiellement incompressible et la soufflerie peut maintenir des vitesses stables de 3 m/s à 30 m/s à l'entrée de la cascade. La présence de grilles de turbulence permet d'accroître la valeur de base de l'intensité de la turbulence et de la faire passer de 0,3 % à 5 % en amont de la cascade. Le banc d'essai est aussi muni de mécanismes de déplacement de précision servant à prendre des mesures détaillées en amont et en aval de la cascade.

La zone d'essai a une envergure de 20 cm et une corde de profil aérodynamique mesurant en général 7,5  cm dans une cascade à 9 pales.

Cascade linéaire transsonique à grande échelle

Le banc d'essai en cascade sert à étudier l'aérodynamique et le transfert de la chaleur des aubes d'une turbine transsonique. Les aubes ont une envergure de 11,3 cm et une corde mesurant en général 17,5 cm dans une cascade à 6 pales. L'air est aspiré dans la cascade à un débit maximal de 5 kg/s. L'écoulement isentropique à la sortie peut varier entre 0,3 et 1,4 Mach. Les données obtenues comprennent la pression statique de surface, la pseudo-contrainte de cisaillement subie par les parois, la pression flux-force (résolution et moyenne temporelles), l'angle et la répartition de température totale.

Banc d'étalonnage de sondes en régime bas subsonique

L'étalonnage des sondes manométriques et des sondes thermiques est effectué dans ce dispositif sous pression avant leur mise à l'essai à des vitesses subsoniques. Le banc d'étalonnage comporte une soufflerie à circuit ouvert et à large zone de contraction axisymétrique (rapport de contraction de 16 à 1). La soufflerie est capable de maintenir un écoulement dans la tuyère très stable, dans une plage de 1 m/s à 60 m/s, et ce, à une basse intensité de turbulence d'écoulement libre de 0,3 %. La tige de la sonde est solidement fixée sur le bras d'un mécanisme de déplacement de précision à trois degrés de liberté, qui permet de faire varier les angles d'inclinaison, de tangage et de lacet, sans changer la position absolue du bout de la sonde.

Le mécanisme de déplacement permet d'effectuer la rotation de la sonde avec des angles de tangage et de lacet de ± 70° et une exactitude évaluée à ± 0,01°.

Banc d'étalonnage de sondes en régime haut subsonique

Cette installation aspirante à écoulement froid, qui possède une grande section d'essai (175 cm2), peut assurer un écoulement uniforme entre des nombres de Mach d'écoulement libre de 0,15 et 1,2. L'air ambiant est aspiré dans la section d'essai en passant par une zone de contraction.

Schlieren imaging

Les parois intérieures de la section d'essai sont poreuses, ce qui permet d'effectuer des essais dans des conditions en régimes subsonique et transsonique avec de fortes tolérances aux blocages. L'étalonnage des sondes manométriques et thermiques, en matière de temps de récupération et de réaction, est effectué à environ 9 cm en aval du col, en un point où la pression statique est assez uniforme. Les sondes sont montées sur un mécanisme de déplacement à deux degrés de liberté installé sur un côté de la soufflerie. L'air passe dans un diffuseur en aval de la section d'essai avant d'entrer dans les conduits menant au compresseur.

Autres capacités de mesure

Les techniques expérimentales disponibles comprennent les méthodes de mesure au moyen de sondes thermiques et de sondes manométriques à plusieurs trous, les méthodes de mesure utilisant des fils chauds, des fils multiples et des pellicules de surface chaudes, la technique de visualisation strioscopique de l'écoulement, ainsi que la vélocimétrie par images de particules.

La mise au point de systèmes d'acquisition de données et de commande est généralement effectuée par des membres de l'équipe de recherche à l'interne.

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