Un élément unique, axial ou centrifuge, au sein d'un compresseur de turbine à gaz qui élève la pression de l'air et oriente l'écoulement vers l'étage suivant ; dans les compresseurs à plusieurs étages, chaque étape comporte un rotor (rangée de pales) et généralement un stator aval pour récupérer la pression et façonner l'écoulement.

Principe

Augmenter progressivement la pression statique et totale de l'air entrant tout en gérant l'angle et la vitesse d'écoulement par la géométrie des pales afin que les étages successifs atteignent cumulativement le rapport de pression souhaité avec des pertes et des marges de décrochage admissibles.

Démonstration

Un compresseur multistage à flux axial d'un turboshaft où chaque étape rotorique accélère l'air et le stator suivant diffuses la vitesse en pression avant le rotor suivant, produisant la hausse de pression nécessaire à une combustion efficace.

Mauvaise application

Supposer qu'une seule étape peut fournir l'intégralité du rapport de pression du compresseur et négliger l'accord entre étages, ce qui entraîne des phénomènes de surtension, des sollicitations excessives des pales ou du décrochage en fonctionnement hors conception.

Conséquence

Des étages de compresseur correctement conçus et assortis permettent d'atteindre un rapport de pression global élevé, un fonctionnement stable sur l'enveloppe prévue et une meilleure efficacité thermique du moteur.

Inversion

Un diffuseur ou une section d'admission qui décélère principalement l'écoulement pour récupérer la pression sans travail actif du rotor représente la fonction inverse d'une étape de compresseur ajoutant de l'énergie.

Limite

Désigne les positions rotor-stator discrètes dans les compresseurs axiaux et les roues individuelles centrifuges avec leur diffuseur ; exclut les conduits d'admission, les échangeurs intermédiaires et les composants de chambre de combustion qui n'assurent pas de compression par étages.

Tension sémantique

Une tension existe entre les compromis de conception des étages axiaux et centrifuges : les étages axiaux favorisent de nombreuses rangées à faible élévation de pression pour l'efficacité à grand débit massique, tandis que les étages centrifuges fournissent une forte élévation de pression en une seule étape mais avec une plus grande surface frontale et un comportement de décrochage différent.

Synthèse

Une étape de compresseur est l'unité modulaire d'augmentation de pression — rotor et généralement stator — dont le travail incrémental sur le flux d'air, lorsqu'il est correctement séquencé et assorti, produit la compression totale requise pour la combustion et les performances du moteur.