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Ministère Des Armées

Ministère des Armées

Optimisation d'éjecteurs pour des essais de turboréacteurs en altitude simulée

Saclay, Île-de-France Energie / Matériaux / Mécanique
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Avant que le système propulsif d’un aéronef ne soit testé en vol, sa conception doit être validée au sol. Pour répondre à ce besoin, DGA Essais propulseurs possède des moyens d’essais permettant d’effectuer des essais moteurs en conditions d’altitude simulée.  

Pour réaliser ce type d’essais, un turboréacteur est placé dans un caisson avec un pavillon et une tuyère pour l’alimentation et un éjecteur pour récupérer les gaz d’éjection.   

Pendant un essai, le jet du turboréacteur engendre un effet de trompe qui a pour conséquence de diminuer la pression dans le caisson. Cette diminution est défavorable pour les essais, en particulier en basse altitude et pour les essais de transitoires moteur. Le dimensionnement de l’éjecteur a une grande influence sur l’effet de trompe à jet et donc sur la pression dans le caisson. Ce stage s'inscrit dans le cadre de l'amélioration continue des éjecteurs.   

Des modèles analytiques quasi-1D caractérisant les performances des éjecteurs existent déjà, mais ils ne permettent pas une modélisation poussée des phénomènes physiques mis en jeu. Au contraire, la CFD (Computational Fluid Dynamics) offre la possibilité de prendre en compte la viscosité de l’écoulement, les effets de jets et les éventuelles recirculations. 

 L’objectif de ce stage est de réaliser un outil de dimensionnement pour les éjecteurs, servant à déterminer aisément la configuration d’éjecteur la plus adaptée selon le modèle de turboréacteur testé. Les axes de travail seront les suivants : 

- étude paramétrique CFD en 2D : paramètres géométriques et aérothermiques ; 

- comparaison des résultats CFD avec ceux des codes analytiques ; 

- et si le temps le permet, simulation en 3D d’une configuration optimale. 

Il s’agira donc de mettre en place une étude en aérothermique complète, allant de la mise en données au post-traitement. Ceci permettra à l’étudiant d’acquérir des compétences dans la maîtrise d’outils performants (SpaceClaim, Ansys Workbench, Ansys Meshing, Fluent…). 

 

Profil recherché :  

Des compétences en aérodynamique compressible et en CFD sont attendues. La maîtrise ou du moins une première initiation à un code de calcul (de préférence Fluent) est vivement souhaitée. Des connaissances en programmation (Python) seraient également appréciées. 

Fondé en 1946 sur le site du fort de Villeras, DGA Essais propulseurs (DGA EP), (anciennement connu sous le nom de Centre d’Essais des Propulseurs), est depuis l’origine une institution gouvernementale sous l’autorité du Ministère des Armées. Entité dédiée à tous types d’essais de propulseurs aéronautiques, DGA EP est doté d’une large gamme de moyens d’essais. A l’échelle de l’Europe, il est actuellement le plus grand centre de ce type, possédant aujourd’hui la quasi-totalité des caissons d’altitude. 

 

DGA Essais propulseurs possède une riche histoire dans le domaine des grands programmes aéronautiques français. A titre d’exemple, il a ainsi été un outil indispensable au développement des moteurs ATAR (Mirage III, Mirage F1, Super Étendard), M-53 (Mirage 2000), M-88 (Rafale), et plus récemment TP400 (A400M) pour ne citer que les moteurs militaires. 

 

DGA Essais propulseurs réalise des prestations dans les domaines suivants : 

▪ essais de performances et de certifications de turbines à gaz aéronautiques et de moteurs à combustion interne, civils et militaires, en conditions d’altitude simulée, 

▪ essais en conditions givrantes,  

▪ essais de composants : chambres de combustion, circuits carburant, 

▪ analyse et expertise de moteurs, dans le cadre des investigations faisant suite à un incident ou accident. 

 

L’expérience accumulée depuis plus de 70 ans dans l’ensemble de ces activités font de DGA Essais propulseurs un centre d’expertise incontournable au niveau européen, du point de vue de la propulsion aéronautique.