Depuis 1991, le département d'Aérodynamique fondamentale et expérimentale assure la maîtrise d'oeuvre du banc turbine VEGA2, en collaboration avec Snecma, Turbomeca et EDF.
cadre du projet
Grâce aux progrès réalisés par les méthodes numériques de calcul d'écoulements, une meilleure modélisation des phénomènes aérodynamiques, notamment instationnaires, dans le canal inter-aubes des turbomachines, est devenue possible.
Pour la communauté scientifique concernée par ces travaux, il convient de valider ces modèles en les confrontant à l'expérimentation.
L'Onera et trois partenaires industriels EDF, Snecma, Turbomeca, ont constitué un groupe d'études pour définir un moyen d'essai et les méthodes d'investigations appropriées afin de disposer d'un banc capable de fournir des mesures aérodynamiques sur un étage complet de turbine haute pression représentatif de la technologie actuelle.
Cette opération, qui entre dans le cadre de la validation du code Canari (code de calcul Navier-Stokes, instationnaire, tridimensionnel développé depuis 1987), fait suite à une précédente étude dite VEGA 1 (validation expérimentale en grille annulaire - 1ère version), où un distributeur de turbine seul avait été testé en soufflerie. Le banc VEGA 2 reprend ce distributeur et y associe une roue mobile adaptée fortement instrumentée.
Modélisation code CANARI
site d'implantation
Le banc VEGA 2 est installé en dérivation sur le circuit de la soufflerie supersonique S5Ch de l'Onera à Meudon. Il s'agit d'une installation de dimensions modestes où, en général, des essais sont effectués sur des maquettes simples afin de documenter des bases de données nécessaires à la validation de codes de calcul en cours de développement. S5Ch est une soufflerie à retour et à fonctionnement continu transsonique et supersonique.
Elle possède deux veines d'expérience et couvre un domaine de vitesse allant du subsonique jusqu'à Mach 3,15. Un groupe de moteur électrique de 1.4MW entraîne un compresseur 12 étages. La veine n°1 (section 0,3 x tuyères supersoniques bidimensionelles) qui couvre le domaine de nombre de Mach compris entre 1,4 et 3,15 et une veine subsonique et transsonique. Un montage en demi-tuyère permet les études de couches limites ou de prise d'air affleurantes dans une section de veine de 0,3 x 0,15 m2.
Banc turbine VEGA2 à S5Ch
Le montage a été implanté perpendiculairement à celui existant. Une culotte d'admission assure l'alimentation du banc en amont. Un venturi de mesure de débit a été inséré dans le conduit de dérivation au dessus de l'installation.
La veine n°2 était dédiée aux études de grilles d'aubes de compresseur, puis a été modifiée pour expérimenter une grille annulaire, dans le cadre de l'opération Vega 1. C'est dans cette veine qu'il a été envisagé d'installer le banc d'essai turbine VEGA 2. Ce choix impose en contrepartie, l'utilisation d'un écoulement à température génératrice relativement basse (400 K), ce qui convient bien pour des mesures purement aérodynamiques, car la turbine se trouve, dans ce cas, à l'aval du réfrigérant de la soufflerie.
Le débit est réglé par le by-pass de la soufflerie. La pression génératrice, inférieure à la pression atmosphérique, et la température sont régulées par l'automatisme de la soufflerie.
