Compresor axial este un mecanism de comprimare a cărui curgere a gazului, din ce în ce comprimat, care urmează axa de rotație, și a cărui fluid de ieșire are o mișcare radială. Compresorul axial generează un flux continuu de gaz comprimat și oferă o eficiență ridicată pentru o densitate dată și o secțiune dată de compresor . Este necesar să aveți mai multe etape de lame pentru a obține presiuni ridicate și rapoarte de compresie echivalente cu cele ale unui compresor centrifugal .
Un compresor axial este format din elemente rotative și statice:
Imaginea opusă descrie diagrama de viteză între rotor și stator:
Creșterea raportului de compresie pentru o singură treaptă este limitată de viteza relativă dintre rotor și fluid și de geometria lamelor. Etapa unui compresor al unui motor civil dă valori cuprinse între 1,15 și 1,6, în condiții optime de utilizare. Pentru a crește aceste valori, creștem numărul de etape ale compresorului axial și viteza de rotație.
Profilul lamelor este optimizat pentru a respecta domeniul de utilizare al etajului compresorului. Un raport de compresie mai mare pe etapă este posibil dacă viteza relativă dintre fluid și rotoare este supersonică. Cu toate acestea, acest lucru se realizează în detrimentul eficienței și utilizabilității.
Astfel de compresoare, cu un raport de presiune de 2 pe etapă, sunt utilizate numai pentru a minimiza dimensiunea, greutatea sau complexitatea compresorului. Acesta este motivul pentru care aceste tehnologii sunt rezervate avioanelor militare.
Deși compresoarele pot funcționa sub diferite regimuri de debit (viteza de rotație, raportul de compresie etc.), acest lucru are ca efect penalizarea eficienței sale sau chiar determinarea opririi operațiunii.
Oprirea funcționării este cauzată de blocajul aerodinamic al fluidului de pe rotor și provoacă apariția unui dop aerodinamic numit pompare . Pomparea este un fenomen periculos pentru compresor, deoarece poate provoca ruperea lamelor. Turboreactoarele moderne folosesc o serie de compresoare, care se rotesc la viteze diferite (montare pe corp simplu sau dublu ) pentru a atinge un raport de compresie de 40 pentru a alimenta camera de ardere.
Primele compresoare axiale au oferit o eficiență scăzută și multe articole spuneau că ar fi imposibil să călătorești cu un avion echipat cu un motor cu reacție.
Asta s-a schimbat atunci când Alan Arnold Griffith a publicat articolul teoria aerodinamică pentru proiectarea unei turbine ( An Aerodynamic Theory of Turbine Design ) în 1926, menționând că performanța slabă a compresoarelor a avut geometria plană a lamelor, ceea ce a provocat un blocaj aerodinamic ).
El a dovedit că, cu ajutorul lamelor profilate, eficiența a crescut, până la punctul de a vedea că deplasarea cu avionul echipată cu un motor cu reacție a devenit posibilă.
El și-a încheiat articolul cu o diagramă a unui motor echipat cu o a doua turbină care a fost conectată la o elice.
Etapa de compresie
Camera de ardere
Turbină
Funcționarea compresorului motoarelor cu reacție îndeplinește diferite condiții de utilizare:
Toate compresoarele au un raport de compresie legat de viteza de rotație și de numărul de etape. Primele motoare au fost proiectate simplu. Prin urmare, a fost utilizat un compresor mare (mai multe trepte) cu un singur corp care se rotea la aceeași viteză. Evoluția motoarelor a fost adăugarea unei a doua turbine și împărțirea compresorului în presiune scăzută și presiune ridicată , aceasta din urmă funcționând mai repede. Acest așa-numit design cu corp dublu duce la o îmbunătățire semnificativă a eficienței.