LA TUYERE

A l'autre bout du moteur,il y a la tuyère. Celle-ci, sur les avions de combat, est à section variable. La sortie est constituée d'une multitude de pétales qui, en se rapprochant ou en s'écartant, modifient le diamètre de la tuyère afin qu'elle soit "adaptée".

Souvenez-vous de la tuyère d'un moteur fusée. Il faut que la pression STATIQUE en sortie soit égale à la pression extérieure pour un fonctionnement optimum. Pour y parvenir, certains moteurs fusée ont un divergent "à rallonge", comme on le disait au chapitre: l'ultime frontière.

Dans un turboréacteur, le divergent c'est le passage dans la turbine et le canal de sortie, voir de postcombustion. C'est tout cet ensemble qui forme le divergent.

Si la pression statique est trop faible en sortie (le jet se contracte en sortant), cela correspond à une trop grande expansion. Sur une fusée, on réduirait la taille du divergent, sur un turboréacteur, on diminue le diamètre de sortie.

Il ne faut donc pas croire que les avions ont une tuyère convergente, et les fusées une tuyère divergente. La tuyère à section variable d'un turboréacteur est une adaptation supplémentaire APRES que l'expansion ait déja eu lieu dans le divergent INTERIEUR, au niveau de la turbine.

A contrario, si la pression statique est trop élevée en sortie (jet divergent), c'est que l'expansion est insuffisante, on ouvre donc la tuyère à section variable pour permettre à l'expansion de se poursuivre avant l'extérieur. Par exemple, à très haute vitesse et très haute altitude, la forte pression intérieure (maximum de poussée), et la faible pression extérieure ( haute altitude) entraine une ouverture de la tuyère.

Lorsque la tuyère n'est pas adaptée, il se produit une série de dilatations et de contraction dans l'écoulement qui lui donne un aspect discontinu, fait de points brillants et de zones plus sombres, comme ceci:

Dans les zones de dilatation, les lignes de mach s'écartent (expansion); dans les zones de contraction, les lignes de mach se rapprochent. Là où elles se touchent, un choc apparait.

Si les gaz sont sous détendu (donc pas assez détendu), ils poursuivront leur expansion hors de la tuyère, en divergeant d'abord.

Si les gaz sont surdétendus (trop détendus), leur pression statique sera inférieure à la pression extérieure, qui sera capable de les comprimer, faisant diminuer le diamètre du jet. Le flux sortant sera donc d'abord convergent.

Pour les turboréacteurs sans postcombustion, le cône prolongeant la turbine peut se prolonger dehors, sans canal de postcombustion, la section arrière étant plus courte. Ca donne ça:

Et, en vrai, ça donne ça:

Le cône de sortie est au bout de la flèche.