Allumage laser pour les moteurs aéronautiques de demainLes chambres de combustion des super-statoréacteurs sont soumises à des sollicitations thermiques extrêmes. Une des solutions technologiques envisagées consiste à refroidir les parois en y faisant circuler du kérosène.
Avant d’être injecté dans la chambre, celui-ci se décompose de
manière endothermique, contribuant à un refroidissement pariétal
plus efficace.
L’allumage par laser de ce carburant décomposé, une fois injecté dans la chambre, s’avère une solution d’avenir pour en assurer la combustion. Plusieurs travaux sur le sujet de l’allumage de mélanges réactifs par claquage laser ont été menés au laboratoire PRISME, à l’aide du banc LIQUIM (Laser Ignition of QUIescent Mixtures).

Sujet

Ce sujet concerne les mélanges observés dans les applications de type propulsion aéronautique ou spatiale évoquées ci-dessus. Il porte sur le phénomène d’initiation de la combustion lorsque les produits de pyrolyse sont mélangés à de l’air. L’objectif du travail est d’apporter une meilleure compréhension des relations entre les propriétés du mélange, son allumage et la propagation de la flamme.
De par la complexité des phénomènes rencontrés dans les chambres de combustion de super-statoréacteurs, il est essentiel de caractériser en premier lieu le mélange réactif vis-à-vis de l’allumage dans des conditions académiques et maîtrisées (mélange homogène au repos).
Dans cette optique, l’allumage par claquage laser non-résonnant sera réalisé avec le banc LIQUIM. Les probabilités d’allumage et en particulier l’énergie minimale d’allumage (EMI) seront
mesurées en fonction :

• de la richesse du mélange homogène « produits de pyrolyse-air »
• de l’énergie incidente et déposée par le laser.

Les résultats obtenus seront mis en relation avec d’autres grandeurs physico-chimiques comme les délais d’inflammation, ou la vitesse fondamentale de flamme. Ces vitesses pourront être comparées à des mesures obtenues sur un démonstrateur industriel dans le cadre d’un
partenariat avec le groupe EADS/MBDA. Un projet de collaboration scientifique avec le Moscow Aviation Institute est également envisagé. Des simulations numériques seront effectuées à l’aide des codes Chemkin et Fluent ou CFD-ACE.

Intitulé : Etude de l’allumage de produits de pyrolyse d’hydrocarbures par arc électrique ou claquage LASER

Lieu d’accueil : Laboratoire PRISME (LABEX CAPRYSSES), site de Bourges

Les + : travail d’excellence sur un sujet innovant, contact avec EADS, collaboration internationale

Contact : Philippe.Gillard@bourges.univ-orleans.fr
Tél 02 48 23 84 72

Site Web : http://www.ensi-bourges.fr/recherche/institut-prisme