La propriété d'un système de combustion de maintenir une flamme ou un processus de combustion désiré sans développer d'oscillations auto-excitées, d'extinction, de retour de flamme ou d'autres comportements instables qui détériorent les performances ou endommagent le matériel.

Principe

La conception, l'exploitation et la commande doivent maintenir le rapport d'équivalence local, le temps de séjour, la pression et l'accouplement acoustique dans des plages empêchant une rétroaction entre le dégagement de chaleur de la combustion et les acoustiques ou la dynamique d'écoulement de la chambre.

Démonstration

Dans une chambre de moteur-fusée à carburant liquide, la stabilité de la combustion se manifeste lorsque la géométrie des injecteurs, la forme de la chambre et les débits de propergols produisent une pression de chambre stable sans croissance d'oscillations de pression pendant les phases de combustion continue et les transitions de poussée.

Mauvaise application

Considérer la stabilité de la combustion comme une simple grandeur statique mesurée uniquement au point de fonctionnement nominal et ignorer les conditions transitoires telles que le démarrage, l'arrêt ou les variations rapides de poussée qui peuvent révéler des instabilités.

Conséquence

Lorsqu'elle est obtenue, la stabilité de la combustion réduit la fatigue et les charges structurelles, empêche les oscillations thermoacoustiques destructrices, permet une poussée prévisible et simplifie les exigences de commande.

Inversion

Instabilité de combustion : modes oscillatoires auto-entretenus ou comportement chaotique de la flamme qui amplifient les fluctuations de pression, induisent des vibrations structurelles et peuvent conduire à l'extinction de la flamme ou à la défaillance du matériel.

Limite

S'applique aux systèmes en combustion active (turbomachines, chambres de fusée, brûleurs industriels). Exclut les réactions purement catalytiques sans combustion en phase volumique, les instabilités d'écoulement non réactives et les processus de décomposition chimique sans dynamique de flamme.

Tension sémantique

La stabilité (éviter les oscillations) entre en tension avec l'efficacité de combustion (maximiser le rendement et réduire les émissions) : des choix améliorant la stabilité peuvent parfois détériorer les émissions et inversement.

Synthèse

La stabilité de la combustion est l'équilibre conçu entre la géométrie des injecteurs, l'acoustique de la chambre, la condition des propergols et les actions de commande qui empêche l'accouplement entre libération de chaleur et modes d'écoulement/acoustiques, tant en régime permanent qu'en transitoire.