Entrée d’air

L’entrée d’air et le shroud sont réunis sur la même pièce. Cet élément est usiné dans la masse (aluminium 2017A).

L’entrée d’air permet d’assurer la transition entre deux milieux très différents. Elle joue le rôle d’un adaptateur qui, comme tous les adaptateurs, limite les pertes lors de l’acheminement de l’air ambiant vers les pales de l’inducteur. L’air aspiré subit une très forte accélération qu’il faut compenser (adapter en terme de volume) d’une manière ou d’une autre et ce, en jouant sur les diamètres. C’est pour cette raison que l’entrée d’air est conique (domaine subsonique). C’est aussi sur l’entrée d’air que vient se fixer le démarreur. Les usinages doivent donc être parfaitement concentriques. Taillé dans la masse, cet élément est robuste.

J’ai usiné cette pièce mécanique à partir d’un rond en aluminium 2017A et je lui ai affecté cinq fonctions: support démarreur, entrée d’air, shroud, raccordement aux alimentations en carburant et en huile.

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entrée d’air

les canules n’apparaissent pas sur la photo

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shroud

Revenons à l’entrée d’air!

Le démarreur se centre et se fixe sur la partie extérieure de l’entrée d’air à l’aide de 6 vis M3. Quant à sa partie shroud, elle vient se monter directement sur le diffuseur à l’aide de 6 vis M3. Les trous filetés sont borgnes et traversent six aubes ( wedges) du diffuseur radial. Deux trous, dédiés aux alimentations en carburant et en huile, traversent également deux autres aubes. Une gorge circulaire permet le centrage entre le shroud et le diffuseur (photo ci-dessus). La gorge pratiquée sur le diamètre extérieur du shroud assure l’étanchéité du compresseur avec le carter qui vient se fixer dessus à l’aide de 6 vis M3. Le joint torique est réalisé avec de la corde de diamètre 1.78mm SIL60.

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Le cône intérieur de l’entrée d’air fait 26° et mesure 53mm pour le grand diamètre contre 42mm pour le petit. Le diamètre de l’inducteur est bien sûr de 42mm.

Comment reproduire l’empreinte de l’impeller sur le shroud?
Pour approcher la forme définitive, j’ai utilisé dans un premier temps un gabarit fait à l’image de l’impeller. J’ai ensuite, à l’aide cette fois de l’impeller, atteint la forme recherchée en pratiquant de petits usinages successifs. La touche finale se fait à la toile Émeri.

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Pour y parvenir, il suffit d’enduire l’empreinte du shroud avec du feutre indélébile et de venir faire frotter l’impeller. Là où ça frotte, on usine!
L’impeller doit être monté sur l’axe et être présenté dans l’axe du tour. Il faut ensuite tourner le mandrin à la main pendant que l’autre main exerce une légère pression sur l’impeller. C’est long, c’est fastidieux mais le résultat est là. J’entends par résultat, les qualités géométriques de l’ajustement. Il est fort probable que les frottements reprennent aux premiers essais. Là encore, il faut utiliser le feutre indélébile et répéter le geste.

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Shroud/Diffuseur

L’un n’allant pas sans l’autre, je dois vous parler du nouveau diffuseur en cours de réalisation qui, je l’espère, devrait permettre d’amener la turbine à l’autonomie. J’ai d’ores et déjà intégré plusieurs améliorations dont la réduction du bruit (du moins, je l’espère).

Deux mots à ce sujet ! Le futur diffuseur radial aura 11 coins (wedges) au lieu des 12 actuels. Pourquoi réduire à onze? Parce que la turbine est très très bruyante. Je souligne au passage qu’elle n’est pas encore parvenue à l’autonomie ce qui laisse perplexe…

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ancien diffuseur et ancien cône de démarrage sur la photo

Il fallait bien se lancer et, croyant bien faire, j’ai réalisé un diffuseur radial à 12 aubes que j’ai couplé à une roue compresseur à 6 pales (photo ci-dessus). Aujourd’hui, le problème du bruit se posant, je m’interroge sur la pertinence de ce choix. Peut-on avoir un nombre d’aubes paire face à un nombre de pales impaires et inversement? Mon choix a-t-il favorisé le niveau de bruit émis par la turbine?

Zoom!
Je constate que les filets d’air éjectés de l’expulseur (pales principales et pales intermédiaires) sont cisaillés par les becs des 12 aubes du diffuseur au même moment, d’où, peut-être, le niveau de bruit excessif… J’espère le réduire en rompant la parité sur le nouveau montage. Est-ce la solution? J’ai remarqué, après coup, que ça n’avait pas échappé à la “concurrence”. Reste à savoir si c’est pour cette raison…

Je me permettrai de communiquer sur le sujet mais en attendant, je dois terminer ce diffuseur…

Autre amélioration, j’ai entrepris de renforcer la divergence du diffuseur radial en ajoutant un deuxième plan divergent au pied des aubes (Le diffuseur actuel n’en comporte qu’un). C’est un déficit de pression qui motive la mise en place de cet usinage supplémentaire. En effet, je n’ai pour ainsi dire pas de pression en sortie des diffuseurs (30.000trsmn). Cette donnée m’intéresse beaucoup car je pense qu’elle est un des facteurs déterminants pour que la micro-turbine puisse parvenir à l’autonomie…

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nouveau diffuseur radial

Rendez-vous à la rubrique article “Diffuseur2 & shroud2 en cours de réalisation” pour de plus amples explications…

 

nouvelle entrée d’air