FR2615903A1 - Aerobic heat engine, particularly for the propulsion of hypersonic aircraft - Google Patents

Aerobic heat engine, particularly for the propulsion of hypersonic aircraft Download PDF

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    • F02K7/18Composite ram-jet/rocket engines

Abstract

Heat engine essentially characterised in that the turbine T precedes the compressor C and is separated from the latter by a cooling heat exchanger Ech supplied with cryogenic fluid. This engine thus operates according to a thermodynamic cycle which, with respect to conventional heat engines, is reversed. It is advantageous to take liquid hydrogen as the cryogenic fluid. The hydrogen leaving the exchanger Ech may then supply a combustion centre F1 situated upstream of the turbine, and a combustion centre F2 situated downstream of the compressor C. Application to hypersonic aircraft.

Description

MOTEUR THERMIOUE AEROBIE. NOTAMMENT POUR LA PROPULSION
D 'AVIONS HYPERSONIOUES
La présente invention concerne un moteur thermique aérobie, notamment pour la propulsion d'avions hypersoniques, ou même d'avions orbitaux dans leur phase de vol aérobie, à savoir pouvant voler à Mach 6 ou plus.
AEROBIC THERMAL ENGINE. ESPECIALLY FOR PROPULSION
HYPERSONIOUES AIRCRAFT
The present invention relates to an aerobic heat engine, in particular for the propulsion of hypersonic aircraft, or even of orbital aircraft in their aerobic flight phase, namely capable of flying at Mach 6 or more.

il s'agira en particulier d'un moteur du type mettant en oeuvre au moins deux sources de chaleur à températures différentes, à savoir au moins une source -chaude ou à température intermédiaire et une source froide, et comportant au moins une turbine entraînant un compresseur, l'énergie cinétique des gaz d'éjection produisant la poussée nécessaire à la propulsion. it will be in particular an engine of the type using at least two heat sources at different temperatures, namely at least one hot or intermediate temperature source and one cold source, and comprising at least one turbine driving a compressor, the kinetic energy of the ejection gases producing the thrust necessary for propulsion.

Différents types de moteurs sont actuellement envisagés dans le domaine d'applications défini cidessus 1-) Les turboréacteurs à rechauffe, dans lesquels, de
façon classique, le compresseur précède la turbine
et est alimenté par une entrée d'air atmosphérique,
des sources de chaleur (foyers alimentés par exemple
en hydrogène) étant prévues d'une part entre le
compresseur et la turbine, d'autre part, pour la
rechauffe, entre la turbine et la tuyère de sortie 2 ) les turboréacteurs à rechauffe avec échangeur en
amont, à savoir du même type que sous 1-), mais avec
un échangeur de chaleur refroidisseur, par exemple
du type air/hydrogène cryogénique, disposé entre
l'entrée d'air et le compresseur 3 ) les turbofusées, dans lesquelles le compresseur est
alimenté par l'entrée d'air et la turbine par un
générateur de gaz lui-même alimenté par un oxydant
et un réducteur embarqués, les gaz provenant du
compresseur et de la turbine étant mélangés et
brûlés dans un foyer, avant éjection par la tuyère de sortie ; 4 ) les moteurs combinés, qui sont constitués d'un
assemblage de moteurs ou d'éléments de moteurs, de
façon à assurer de bonnes performances tant en
impulsion spécifique qu'en poussée, sur tout le
domaine de vol. Ces moteurs peuvent ainsi compren
dre, par exemple, un turboréacteur, un statoréacteur
et une fusée, avec en général une soufflante ou un
compresseur placé en amont.
Different types of engines are currently envisaged in the field of applications defined above 1-) The turbojet engines with heating, in which,
conventionally, the compressor precedes the turbine
and is supplied by an atmospheric air inlet,
sources of heat (fireplaces powered for example
hydrogen) being provided on the one hand between the
compressor and turbine, on the other hand, for the
heats, between the turbine and the outlet nozzle 2) the turbojet engines to be heated with exchanger in
upstream, i.e. of the same type as under 1-), but with
a cooling heat exchanger, for example
air / cryogenic hydrogen type, located between
the air inlet and the compressor 3) the turbofuses, in which the compressor is
powered by the air inlet and the turbine by a
gas generator itself powered by an oxidant
and an on-board reducer, the gases coming from the
compressor and turbine being mixed and
burned in a hearth, before ejection by the outlet nozzle; 4) Combined motors, which consist of a
assembly of motors or parts of motors,
way to ensure good performance both in
specific impulse that in pushing, on all
flight domain. These motors can thus include
for example, a turbojet, a ramjet
and a rocket, usually with a blower or
compressor placed upstream.

Les inconvénients de ces différents types de moteurs sont les suivants dans les configurations 1, 3 et 4 les compresseurs ou soufflantes (dans la configuration 4) sont soumis, à partir de nombres de Mach de l'ordre de 3 à 4, à des températures d'arrêt très importantes, qui ne permettent plus de garantir la bonne tenue mécanique de ces organes. De plus, la vitesse périphérique des roues, rapportée à la racine carrée de la température d'arrêt, étant fort réduite, le rapport de pression des compresseurs se trouve considérablement diminué, ce qui nuit au rendement.The disadvantages of these different types of motors are as follows in configurations 1, 3 and 4 the compressors or blowers (in configuration 4) are subjected, from Mach numbers of the order of 3 to 4, to temperatures very important stops, which no longer guarantee the good mechanical strength of these organs. In addition, the peripheral speed of the wheels, relative to the square root of the stopping temperature, being greatly reduced, the pressure ratio of the compressors is considerably reduced, which affects performance.

Les turboréacteurs à rechauffe avec échangeur amont résistent un peu mieux aux hautes températures d'arrêt à l'entrée, du fait de la présence en tête de l'échangeur refroidisseur, mais on atteint encore rapidement, dans les derniers étages du compresseur, une température égale ou supérieure à 900 C, ce qui pose là également un problème de tenue des matériaux. De plus, aux forts nombres de Mach l'échangeur, placé en un point chaud du cycle thermodynamique, n'est plus intéressant d'un point de vue thermopropulsif. The reheated turbojet engines with upstream exchanger resist a little better at the high shutdown temperatures at the inlet, due to the presence at the head of the cooler exchanger, but we still reach quickly, in the last stages of the compressor, a temperature equal to or greater than 900 C, which again poses a problem of the materials' behavior. In addition, at high Mach numbers the exchanger, placed at a hot point of the thermodynamic cycle, is no longer interesting from a thermopropulsive point of view.

Quant aux moteurs à turbofusées, ils font appa raître la difficulté de mélanger efficacement à grande vitesse le fluide central souvent riche en hydrogène, et le fluide périphérique issu du compresseur. As for the turbofan engines, they make it appear the difficulty of efficiently mixing at high speed the central fluid often rich in hydrogen, and the peripheral fluid coming from the compressor.

Enfin, les moteurs combinés se caractérisent par leur complexité technologique, leur difficulté de mise au point et la persistance des problèmes thermiques au quels sont soumis les turboréacteurs. Finally, the combined engines are characterized by their technological complexity, their difficulty of development and the persistence of thermal problems to which the turbojets are subjected.

Le but de l'invention est de remédier aux inconvénients de la technique antérieure qui vient d'être rappelée, et, d'une façon générale, d'élaborer une architecture de propulseur adaptée aux missions aérobies hypersoniques qui présente les caractéristiques avantageuses suivantes - simplicité et fiabilité - permettant un décollage efficace, au moins dans des
conditions comparables à celles d'un turboréacteur
moderne à rechauffe - pouvant fonctionner jusqu'à des nombres de Mach éle
vés, -de l'ordre de 6 et plus, et résister principa
lement aux hautes températures d'arrêt à l'entrée du
moteur.
The object of the invention is to remedy the drawbacks of the prior art which has just been mentioned, and, in general, to develop a propellant architecture suitable for hypersonic aerobic missions which has the following advantageous characteristics - simplicity and reliability - allowing efficient takeoff, at least in
conditions comparable to those of a turbojet
modern to warm - able to operate up to Mach numbers
vés, -of the order of 6 and more, and resist principa
Also at high shutdown temperatures at the entrance to the
engine.

A cet effet, un moteur thermique aérobie du type
mentionné au début est, conformément à la présente
invention, essentiellement caractérisé, dans sa
version la plus simple, en ce que ladite source chaude
ou à température intermédiaire est constituée par
lrair atmosphérique et la source froide par un fluide
cryogénique, et en ce que, si on considère ledit mo
teur dans le sens allant de l'entrée des gaz à leur
sortie, ladite turbine est disposée en amont dudit
compresseur et est alimentée par les gaz de ladite
source chaude ou à température intermédiaire, un
échangeur de chaleur refroidisseur, alimenté par ledit
fluide cryogénique et constituant ladite source
froide, étant interposé entre la turbine et le com
presseur.
For this purpose, an aerobic heat engine of the type
mentioned at the beginning is, in accordance with this
invention, essentially characterized, in its
simplest version, in that said hot spring
or at intermediate temperature is constituted by
atmospheric lrair and the cold source by a fluid
cryogenic, and in that, if we consider said mo
in the direction from the entry of the gases to their
outlet, said turbine is arranged upstream of said
compressor and is powered by the gases from said
hot spring or at intermediate temperature, a
chiller heat exchanger, supplied by said
cryogenic fluid and constituting said source
cold, being interposed between the turbine and the com
presser.

Ainsi, on voit qu'à l'inverse de la disposition classique dans laquelle la source chaude est assurée par la combustion d'un mélange combustible et la source froide est constituée par l'air ambiant, selon la présente invention la source chaude est constituée par l'air ambiant, et la source froide par un échangeur dans lequel circule un fluide cryogénique. I1 s'agit donc d'un "moteur à cycle inverse". Thus, it can be seen that, unlike the conventional arrangement in which the hot source is ensured by the combustion of a combustible mixture and the cold source is constituted by ambient air, according to the present invention the hot source is constituted by ambient air, and the cold source by an exchanger in which a cryogenic fluid circulates. It is therefore a "reverse cycle motor".

La présente invention porte donc, en premier lieu, sur un moteur thermique à cycle inverse qui, dans sa version la plus simple, comporte une turbine directe ment-alimentée par l'air atmosphérique, d'où il s'échappe à une pression très inférieure dans un échangeur parcouru (avantageusement à contre-courant) par un fluide cryogénique, le compresseur, entraîné par la turbine et disposé en aval, ramenant finalement la pression de l'air à la valeur ambiante. La puissance utile provient, de façon classique, de la différence entre la puissance produite par la turbine et celle qui est consommée par le compresseur. The present invention therefore relates, firstly, to a reverse cycle heat engine which, in its simplest version, comprises a turbine directly fed by atmospheric air, from which it escapes at a very high pressure. lower in an exchanger traversed (advantageously against the current) by a cryogenic fluid, the compressor, driven by the turbine and arranged downstream, finally reducing the air pressure to the ambient value. The useful power conventionally comes from the difference between the power produced by the turbine and that consumed by the compressor.

Dans un tel moteur conforme à l'invention, le fluide cryogénique n'est pas nécessairement -un combustible. I1 pourrait s'agir par exemple d'azote liquide, voire d'hélium liquide, ce qui permettrait notamment d'obtenir une sécurité absolue de fonctionnement dans des atmosphères explosives, ou pour éviter une détection infrarouge, puisqu'il n'y aurait alors aucune combustion, contrairement au cas des moteurs thermiques classiques. In such an engine according to the invention, the cryogenic fluid is not necessarily a fuel. It could, for example, be liquid nitrogen, or even liquid helium, which would in particular make it possible to obtain absolute operating safety in explosive atmospheres, or to avoid infrared detection, since there would then be no combustion, unlike the case of conventional heat engines.

Toutefois, il sera particulièrement avantageux d'utiliser comme fluide cryogénique de l'hydrogène liquide, ce fluide constituant une remarquable source froide, et pouvant en outre, sous sa forme gazeuse, après réchauffement dans l'échangeur, être utilisé en tant que combustible dans au moins un foyer pouvant lui-même alimenter des turbines ou des tuyères propulsives. However, it will be particularly advantageous to use liquid hydrogen as cryogenic fluid, this fluid constituting a remarkable cold source, and which, in addition, in its gaseous form, after heating in the exchanger, can be used as fuel in at least one hearth which can itself supply turbines or propellant nozzles.

On obtiendra alors un autre type de nouveau moteur thermique, possédant au moins trois sources de chaleur principales ayant des températures différentes - une source chaude provenant de la combustion de l'hydrogène - une source intermédiaire constituée par l'air dans les
conditions d'arrêt (le moteur étant supposé en dépla
cement) ; et - une source froide constituée par l'échangeur à hydro
gène liquide.
We will then obtain another type of new heat engine, having at least three main heat sources having different temperatures - a hot source from the combustion of hydrogen - an intermediate source constituted by the air in the
stopping conditions (the engine being assumed to be in displacement
cement); and - a cold source constituted by the hydro exchanger
liquid gene.

On pourra prévoir dans le moteur une ou plusieurs sources chaudes, à savoir qu'il pourra comporter, en aval d'une entrée d'air, une première chambre de combustion alimentant ladite turbine et éventuellement, en aval du compresseur, une seconde chambre de combustion alimentant une tuyère d'éjection. One or more hot springs may be provided in the engine, namely that it may comprise, downstream of an air inlet, a first combustion chamber supplying said turbine and possibly, downstream of the compressor, a second combustion feeding an ejection nozzle.

Un moteur thermique conforme à l'invention pourra donc encore être caractérisé en ce qu'il comporte, de l'amont vers l'aval par rapport au trajet des gaz - une entrée d'air - une première chambre de combustion - une turbine - un échangeur de chaleur air/hydrogène cryogénique - un compresseur accouplé mécaniquement à la turbine - une seconde chambre de combustion ; et - une tuyère d'éjection des gaz. A heat engine according to the invention can therefore also be characterized in that it comprises, from upstream to downstream relative to the path of the gases - an air inlet - a first combustion chamber - a turbine - a cryogenic air / hydrogen heat exchanger - a compressor mechanically coupled to the turbine - a second combustion chamber; and - a gas ejection nozzle.

On voit qu'il s'agit là encore d'un moteur à cycle inverse, puisque la première chambre de combustion et la turbine sont situées en amont du compresseur, eu égard au sens de l'écoulement des gaz dans le moteur. It can be seen that this is again a reverse cycle engine, since the first combustion chamber and the turbine are located upstream of the compressor, having regard to the direction of flow of the gases in the engine.

Un tel moteur sera particulièrement bien adapté aux vols à Mach 6. En effet, la turbine est alors directement alimentée par de l'air à 1 300 ou 1 500 C, valeur utilisée dans les turboréacteurs classiques, (et il sera inutile de refroidir l'entrée d'air). On constate ici un important avantage présenté par un moteur conforme à l'invention sur l'architecture classique à compresseur en tête. Celui-ci ne pouvant supporter ces températures, il est nécessaire de refroidir l'air à l'admission. Ce refroidissement doit être très important, puisque le compresseur doit réchauffer l'air à une température qui restera largement inférieure à celle admise à l'entrée de la turbine. Such an engine will be particularly well suited for flights at Mach 6. Indeed, the turbine is then directly supplied with air at 1,300 or 1,500 C, a value used in conventional turbojets, (and it will be useless to cool the 'air intake). We note here an important advantage presented by an engine according to the invention over the conventional architecture with the compressor at the head. As it cannot withstand these temperatures, it is necessary to cool the air at the intake. This cooling must be very important, since the compressor must heat the air to a temperature which will remain much lower than that admitted at the inlet of the turbine.

Il apparaît ainsi clairement que l'adoption du cycle inverse dans un moteur conforme à l'invention permettra d'atteindre des Mach de vol supérieurs au Mach limite du turboréacteur classique à admission refroidie. It therefore clearly appears that the adoption of the reverse cycle in an engine according to the invention will make it possible to achieve flight Machs greater than the limit Mach of the conventional turbojet engine with cooled intake.

En tout état de cause, on pourra prévoir en outre, dans un moteur à cycle inverse du type susdécrit, que l'entrée d'air, de même que ladite tuyère d'éjection des gaz, sont à géométrie variable. In any event, provision may also be made, in an inverse cycle engine of the type described above, for the air inlet, as well as said gas ejection nozzle, to be of variable geometry.

Des modes d'exécution d'un moteur thermique conforme à l'invention, ainsi que les diagrammes de fonctionnement correspondants et un certain nombre de variantes de réalisation vont maintenant être décrits, à titre d'exemples nullement limitatifs, avec référence aux figures du dessin annexé dans lequel - la figure 1 représente schématiquement, dans sa
version de base, un moteur thermique à cycle inverse
conforme à la présente invention, son diagramme de
fonctionnement théorique H = f(S) étant représenté à
la figure 2 - la figure 3 est un diagramme analogue à celui de la
figure 2, mais tenant compte des rendements isentro
piques du compresseur et de la turbine - la figure 4 montre les courbes de coefficient de per
formance et de puissance spécifique en fonction des
différences de température entre l'entrée et la sortie
de la turbine - la figure 5 représente schématiquement un moteur
thermique à cycle inverse conforme à l'invention, du
type comportant deux chambres de combustion - les figures 6 et 7 représentent les diagrammes de
fonctionnement H = f(S) d'un tel moteur respectivement
pour un vol à Mach 0 et pour un vol à Mach important
et - les figures 8 et 9 représentent schématiquement d'au
tres moteurs à cycle inverse conformes à l'invention,
respectivement une turbofusée et un moteur avec effet
de trompe produit au niveau du compresseur.
Embodiments of a heat engine according to the invention, as well as the corresponding operating diagrams and a certain number of alternative embodiments will now be described, by way of non-limiting examples, with reference to the figures in the drawing. annexed in which - Figure 1 shows schematically, in its
basic version, a reverse cycle heat engine
according to the present invention, its diagram of
theoretical operation H = f (S) being represented at
Figure 2 - Figure 3 is a diagram similar to that of
figure 2, but taking into account isentro yields
compressor and turbine spikes - Figure 4 shows the coefficient of performance curves
formance and specific power according to
temperature differences between inlet and outlet
of the turbine - FIG. 5 diagrammatically represents an engine
reverse cycle thermal system according to the invention,
type with two combustion chambers - Figures 6 and 7 show the diagrams of
operation H = f (S) of such a motor respectively
for a flight to Mach 0 and for a flight to large Mach
and - Figures 8 and 9 schematically represent at least
very reverse cycle motors according to the invention,
respectively a turbofuse and a motor with effect
pump produced at the compressor.

Le moteur cryogénique à cycle inverse de la figure 1 comporte, de-l'amont vers l'aval, eu égard au sens de déplacement des gaz : une source chaude constituée par un antiradiateur AR ; une turbine T recevant de l'antiradiateur de l'air à la température T1 ; un échangeur de chaleur refroidisseur Ech, prélevant à l'air détendu dans la turbine, et amené à la température T2, une quantité de chaleur Qf amenant cet air à la température T3 ; et un compresseur C accouplé à la turbine T et amenant l'air à la température T4, cet air étant ramené à l'antiradiateur AR. L'échangeur est alimenté à contrecourant par une source Fc de fluide cryogénique, par exemple de l'azote liquide. The reverse cycle cryogenic motor of FIG. 1 comprises, from upstream to downstream, having regard to the direction of movement of the gases: a hot source constituted by an AR anti-radiator; a turbine T receiving air anti-radiator at temperature T1; a cooler heat exchanger Ech, taking in the expanded air in the turbine, and brought to temperature T2, a quantity of heat Qf bringing this air to temperature T3; and a compressor C coupled to the turbine T and bringing the air to the temperature T4, this air being brought back to the AR radiator. The exchanger is supplied countercurrently by a source Fc of cryogenic fluid, for example liquid nitrogen.

Sur le diagramme enthalpie/entropie de la figure 2, on a indiqué en 1, 2, 3 et 4 les points de fonctionnement correspondant respectivement aux emplacements 1, 2, 3 et 4 du schéma de la figure 1, de sorte que ce diagramme s'explique pratiquement de lui-même - de 1 à 2, détente isentropique de l'air dans la turbi
ne T (son rendement ainsi que celui du compresseur C
sont ici considérés = 1), à partir d'une température
T1, ce qui fournit à la turbine l'énergie Wt;; - de 2 à 3, refroidissement isobare dans l'échangeur,
jusqu'à la température T3, avec prélèvement de la
quantité de chaleur Qf - de 3 à 4, compression isentropique dans le compresseur
C, lequel prélève sur l'arbre de la turbine T 1 'éner-
gie Wc - de 4 à 1, réchauffage isobare de l'air de la tempéra
ture T4 à la température T1 dans l'antiradiateur AR,
le système prélevant ainsi à l'extérieur la quantité
de chaleur permettant de ramener le fluide principal à
la température initiale.
In the enthalpy / entropy diagram of FIG. 2, the operating points corresponding to locations 1, 2, 3 and 4 of the diagram in FIG. 1 have been indicated in 1, 2, 3 and 4, so that this diagram s practically explains itself - from 1 to 2, isentropic expansion of the air in the turbi
ne T (its efficiency as well as that of compressor C
are considered here = 1), from a temperature
T1, which supplies the turbine with energy Wt; - from 2 to 3, isobaric cooling in the exchanger,
up to temperature T3, with sampling of the
quantity of heat Qf - from 3 to 4, isentropic compression in the compressor
C, which takes from the turbine shaft T 1 'energy
gie Wc - from 4 to 1, isobaric heating of the tempera air
ture T4 at temperature T1 in the AR radiator,
the system thus withdrawing outside the quantity
heat to bring the main fluid to
the initial temperature.

Le travail disponible sur l'arbre est Wt - Wc et le coefficient de performance Cp = Wt-Wc = T1
Qf T2
Un tel moteur peut fournir une trés grande énergie (Wt - Wc), par rapport à la petite quantité de chaleur (Qf) fournie par le fluide principal à la source froide.
The work available on the tree is Wt - Wc and the coefficient of performance Cp = Wt-Wc = T1
Qf T2
Such a motor can provide a very large energy (Wt - Wc), compared to the small amount of heat (Qf) supplied by the main fluid to the cold source.

Sur la figure 3, qui tient compte des fonctionnements non isentropiques du compresseur et de la turbine, on a utilisé les mêmes références et indications que sur la figure 2 pour désigner les mêmes points du diagramme, de sorte que celui-ci s'explique de lui-même. In FIG. 3, which takes account of the non-isentropic operations of the compressor and of the turbine, the same references and indications have been used as in FIG. 2 to designate the same points of the diagram, so that this can be explained by himself.

Les courbes représentant le coefficient de performance CP et la puissance spécifique Wf en fonction de
T1-T2 sont données à la figure 4. On voit que l'on peut -obtenir pour une température T1 de 115 C au point haut du cycle et une température T3 de - 173 C au point bas, avec un rendement aérodynamique rIA, des parties fixes de 0,95, une puissance spécifique supérieure à 50 kJ/kg du fluide principal lor-sque T1-T2 est compris entre 100 et 200 C.
The curves representing the coefficient of performance CP and the specific power Wf as a function of
T1-T2 are given in FIG. 4. We can see that we can obtain - for a temperature T1 of 115 C at the high point of the cycle and a temperature T3 of - 173 C at the low point, with an aerodynamic efficiency rIA, fixed parts of 0.95, a specific power greater than 50 kJ / kg of the main fluid when T1-T2 is between 100 and 200 C.

On a aussi indiqué sur cette figure le coefficient de performance CP' et la puissance spécifique W'f pour T1 = 15 C. Pour ces deux exemples, les rendements Pt de la turbine et Pc du compresseur ont été supposés égaux à 0,90. On a également représenté (courbe en tirets) le coefficient de performance CP" correspondant au cycle de la figure 2 pour T1 = 15. C. The coefficient of performance CP 'and the specific power W'f for T1 = 15 C have also been indicated in this figure. For these two examples, the efficiencies Pt of the turbine and Pc of the compressor have been assumed to be equal to 0.90. We have also represented (dashed curve) the coefficient of performance CP "corresponding to the cycle of FIG. 2 for T1 = 15. C.

A la figure 5, on a décrit, encore schématiquement, un moteur thermique conforme à l'invention du type général à cycle inverse mais comportant en outre deux chambres de combustion consommant de l'hydrogène, et étant donc du type à trois sources de chaleur principales : la source chaude, la source intermédiaire et la source froide qui ont été mentionnées plus haut. In FIG. 5, a diagrammatic description has yet been given of a thermal engine according to the invention of the general reverse cycle type but also comprising two combustion chambers consuming hydrogen and therefore being of the type with three heat sources main: the hot spring, the intermediate source and the cold source which were mentioned above.

Ce moteur comporte donc, de l'amont vers l'aval, une entrée d'air EA, une première chambre de combustion ou foyer F1, une turbine T, un échangeur de chaleur hydrogènelair désigné Ech, un compresseur C, une seconde chambre de combustion ou foyer F2, et une tuyère de sortie TS. This engine therefore comprises, from upstream to downstream, an air intake EA, a first combustion chamber or hearth F1, a turbine T, a hydrogen heat exchanger designated Ech, a compressor C, a second combustion or hearth F2, and an outlet nozzle TS.

En Fc, on a représenté la source d'hydrogène cryogénique alimentant les foyers F1 et F2 après que l'hydrogène a été réchauffé dans l'échangeur Ech jusqu'à la température Tg cet hydrogène étant stocké à une température T8 de l'ordre de -263 à -258'C.  In Fc, the source of cryogenic hydrogen is fed to the foci F1 and F2 after the hydrogen has been heated in the exchanger Ech to the temperature Tg, this hydrogen being stored at a temperature T8 of the order of -263 to -258'C.

Sur les figures 6 et 7 on a représenté les diagrammes de fonctionnement enthalpie/entropie pour un tel moteur supposé à Mach de vol nul (figure 6) et à
Mach de vol important (figure 7). Pour faciliter la compréhension de ces figures, on a repéré par les indices i0, i 1 i7 les points du diagramme correspondant aux indices 0, 1 7 portés sur le schéma de la figure 5.
Figures 6 and 7 show the enthalpy / entropy operating diagrams for such an engine assumed to be Mach of zero flight (Figure 6) and
Large flight mach (Figure 7). To facilitate understanding of these figures, the points of the diagram corresponding to the indices 0, 1 7 shown on the diagram of FIG. 5 have been identified by the indices i0, i 1 i7.

Ceci étant, les principales caractéristiques de structure et de fonctionnement d'un tel moteur pourront être les suivantes - Entrée d'air EA [0-1]
L'entrée d'air EA, qui peut être à géométrie
variable, doit permettre une bonne alimentation du
moteur aussi bien au décollage qu'à nombre de Mach
élevé (6 et plus).
That said, the main structural and operating characteristics of such an engine could be as follows - Air intake EA [0-1]
EA air intake, which can be geometry
variable, must allow a good supply of
engine both at takeoff and at Mach number
high (6 and above).

On voit qu'au décollage (figure 6) les points i0
et i1 du cycle sont confondus, tandis qu'en vol à Mach
élevé, on a une phase de compression O-i1 correspon
dant à une importante augmentation d'enthalpie due à
la compression dynamique dans l'entrée d'air EA
(figure 7). Par ailleurs il est à noter que sur la
figure 6 la pression atmosphérique au sol a été
représentée par l'isobare po, et que sur la figure 7
la pression à l'altitude z de vol a été représentée
par l'isobare désignée pz - Foyer F1 [1-2]
Le foyer F1 reste en principe allumé tant que la
température d'arrêt à l'entrée du moteur reste infé
rieure à une température avantageusement de l'ordre de
800 à 1 100 ' C, point i2 des figures 6 et 7).
We see that at takeoff (Figure 6) the points i0
and i1 of the cycle are confused, while in flight at Mach
high, we have a corresponding O-i1 compression phase
due to a significant increase in enthalpy due to
dynamic compression in the air intake EA
(figure 7). It should also be noted that on the
figure 6 the atmospheric pressure on the ground has been
represented by the isobar po, and that in figure 7
the pressure at flight altitude z has been represented
by the designated isobar pz - Foyer F1 [1-2]
The F1 fireplace remains in principle on as long as the
engine shutdown temperature remains below
advantageously at a temperature of the order of
800 to 1100 ° C, point i2 of Figures 6 and 7).

turbine T [2-3)
La détente des gaz dans la turbine T permet de
fournir la puissance sur l'arbre du compresseur C
situé en aval. La présence de la turbine en tête
présente un énorme avantage du point de vue de la
tenue des matériaux par rapport au turboréacteur
classique et notamment aux grands-nombres de Mach (de
l'ordre de 6) où la température d'arrêt Ti peut avoi
siner 1530'C :
a) les aubes de la turbine sont très épaisses, con
trairement à celles des compresseurs, et se prêtent
facilement à un refroidissement interne à l'aide de
l'hydrogène cryogénique, alors que les aubages de
compresseur, beaucoup plus fins, s'y prêtent très
mal.
turbine T [2-3)
The expansion of the gases in the turbine T makes it possible to
supply the power on the compressor C shaft
located downstream. The presence of the turbine at the head
has a huge advantage from the point of view of
behavior of materials in relation to the turbojet
classical and in particular to the large Mach numbers (from
the order of 6) where the stop temperature Ti can be
siner 1530'C:
a) the turbine blades are very thick, con
compared to compressors, and lend themselves
easily to internal cooling using
cryogenic hydrogen, while the blades of
compressor, much thinner, very suitable
wrong.

b) dans le futur, les progrès de la technologie (aubes
refroidies, aubes en céramique au moins pour la
première roue) permettront de dépasser la tempéra
ture de 1 600 C actuellement atteinte.
b) in the future, advances in technology (blades
cooled, ceramic blades at least for the
first wheel) will exceed the temperature
1,600 C currently reached.

c) dans une turbine, la température d'arrêt va en
chutant de l'amont vers l'aval alors que c'est le
contraire dans les compresseurs.
c) in a turbine, the shutdown temperature goes
falling from upstream to downstream when it is the
otherwise in compressors.

d) au décollage, une température T2 = 730 à 830 C est
suffisante sans altération notable de l'impulsion
spécifique ni de la poussée, ce qui permet d'aug
menter la longévité de la turbine.
d) at takeoff, a temperature T2 = 730 to 830 C is
sufficient without significant alteration of the impulse
specific or thrust, which increases
lie about the longevity of the turbine.

e) la première roue d'une turbine est attaquée avec un
moment cinétique important, ce qui n'est pas le cas
pour la première roue d'un compresseur. Il en ré
sulte que la température d'arrêt au bord d'attaque
des aubes d'une turbine sera plus faible d'environ
200 à 300 C par rapport à celle obtenue sur les
bords d'attaque de la première roue d'un compres
seur.
e) the first wheel of a turbine is attacked with a
significant kinetic moment, which is not the case
for the first wheel of a compressor. He re
note that the stop temperature at the leading edge
blades of a turbine will be lower by about
200 to 300 C compared to that obtained on the
leading edges of the first wheel of a compres
sister.

La turbine T peut être d'une certaine manière considérée comme le bouclier thermique du moteur, préférentiellement à l'échangeur qui ne peut être refroidi, sous condition de refroidir efficacement le premier distributeur. The turbine T can in a certain way be considered as the heat shield of the engine, preferably at the exchanger which cannot be cooled, provided that the first distributor is effectively cooled.

Le distributeur de la turbine est bien placé puisque, en basse pression, les échanges thermiques sont atténués. The turbine distributor is well placed since, at low pressure, heat exchanges are attenuated.

L'emploi pour la première roue d'aubages plutôt à action qu a réaction (accroissement du rapport vitesse tangentielle absolue d'entrée/vitesse de rotation) permet de diminuer sensiblement la température d'arrêt sur l'aubage mobile, ceci particulièrement dans le cas de l'air pur, ce qui ne sera plus le cas derrière des produits de combustion avec une forte richesse en hydrogène où Cp 8000 ne permet plus d'abaisser fortement les températures d'arrêt relatives (cas de la turbofusée). The use for the first impeller of blades rather with action than reaction (increase of the ratio tangential absolute speed of entry / speed of rotation) makes it possible to reduce the stopping temperature appreciably on the movable blade, this particularly in the case of clean air, which will no longer be the case behind combustion products with a high hydrogen content where Cp 8000 no longer makes it possible to significantly lower the relative shutdown temperatures (case of the turbofuse).

- Echangeur Ech [3-4]
Un échangeur Ech gaz brûlés/hydrogène cryogéni
que, à contre-courant pour minimiser la production
d'entropie, permet de refroidir très sensiblement les
gaz issus de la turbine T. Ce refroidissement s'effec
tue sensiblement à pression constante (aux pertes de
charge près).
- Exchanger Ech [3-4]
A burnt gas / cryogenic hydrogen exchanger
that against the current to minimize production
entropy, allows to cool very significantly the
gases from the T turbine. This cooling takes place
kills substantially at constant pressure (at losses of
charge close).

La très grande capacité calorifique de l'hydrogène
(cl~14 à 15000 J/kg-C) permet de refroidir efficace
ment les gaz du circuit principal avec un débit
d'hydrogène ùc l'ordre de grandeur de celui qui va
être brûlé dans l'ensemble des deux chambres F1 et F2,
débit en principe inférieur à 7 % du débit d'air,
valeur qui correspond sensiblement à l'égalité des
variations de température dans le circuit d'hydrogène
et dans le circuit principal T3-T4 =-Tg-T8. Le
fonctionnemnt à des richesses > 1 permet de ne véhicu
ler que des gaz réducteurs, ce qui est favorable quant
à la tenue mécanique des matériaux.
The very high heat capacity of hydrogen
(cl ~ 14 to 15000 J / kg-C) allows effective cooling
the main circuit gases with a flow
of hydrogen ùc the order of magnitude of the one that goes
be burned in the set of the two rooms F1 and F2,
flow in principle less than 7% of the air flow,
value which corresponds substantially to the equality of
temperature variations in the hydrogen circuit
and in the main circuit T3-T4 = -Tg-T8. The
operating at wealth> 1 allows no vehicle
ler than reducing gases, which is favorable as
the mechanical strength of the materials.

- Compresseur C [45]
Les courbes isobares, dans le diagramme (H,S)
des figures 6 et 7, peuvent être assimilées, en pre
mière approximation, à des exponentielles se déduisant
l'une de l'autre par translation suivant l'axe des S.
- Compressor C [45]
Isobaric curves, in the diagram (H, S)
Figures 6 and 7, can be assimilated, in pre
better approximation, to deductive exponentials
from each other by translation along the axis of S.

Il en résulte que la compression des gaz, après un
refroidissement intense, en utilisant la puissance
développée par la turbine, permettra .d'accroitre
sensiblement la pression des gaz par rapport à celle
existant à l'entrée du foyer F1- : Pi5 > Pi1 ce qui, bien
sûr, favorise la poussée.
It follows that the compression of the gases, after a
intense cooling, using power
developed by the turbine, will increase.
gas pressure significantly compared to that
existing at the entrance of the focus F1-: Pi5> Pi1 which, well
sure, promotes thrust.

- Foyer F2 [56)
Le foyer de type à rechauffe F2 permettra de
brûler au moins une partie de l'hydrogène réchauffé
par l'échangeur avec l'oxygène restant disponible
après la combustion dans F1, ceci afin d'atteindre la
température Ti6 maximale du cycle.
- F2 fireplace [56)
The F2 type heating element will allow
burn at least some of the heated hydrogen
by the exchanger with the remaining oxygen available
after combustion in F1, this in order to reach the
maximum temperature Ti6 of the cycle.

- Tuyère de sortie TS [6]
L'énergie cinétique des gaz dans la tuyère
d'éjection TS, mesurée par la différence d'enthalpie
< Hi6-H7), en supposant la tuyère adaptée, sera bien
sûr fonction de la pression- maximale pi6 du cycle et
de la température maximale Ti6 du cycle.
- TS outlet nozzle [6]
Kinetic energy of gases in the nozzle
ejection TS, measured by the difference in enthalpy
<Hi6-H7), assuming the proper nozzle, will be fine
sure function of the maximum pressure pi6 of the cycle and
of the maximum temperature Ti6 of the cycle.

A titre de variante du moteur qui vient d'être décrit avec référence à la figure 5, il y a lieu de noter que gracie à une canalisation de dérivation on pourrait envisager, aux faibles nombres de Mach, d'intervertir les ensembles encadrés d'un trait interrompu, à savoir l'ensemble foyer F1-turbine T et l'ensemble échangeur Ech-compresseur C. Cela permettrait d'accroitre très sensiblement l'impulsion spécifique au décollage, sans altération de la poussée. As a variant of the engine which has just been described with reference to FIG. 5, it should be noted that, thanks to a bypass pipe, it would be possible, with low Mach numbers, to invert the framed sets of a broken line, namely the hearth F1-turbine T assembly and the Ech-compressor exchanger assembly C. This would make it possible to very significantly increase the specific impulse at takeoff, without altering the thrust.

On pourrait également envisager, pour prolonger l'utilisation du moteur à cycle inverse jusqu'à Mach 7, de décomposer le compresseur C en deux corps, en intercalant entre eux un échangeur à contre-courant gaz principaux/hydrogène. One could also consider, to extend the use of the reverse cycle engine up to Mach 7, to decompose the compressor C into two bodies, by interposing between them a main gas / hydrogen countercurrent exchanger.

Cela permettrait de faire en sorte que la température d'arrêt au niveau du dernier étage du compresseur reste compatible avec une tenue satisfaisante des matériaux. This would make it possible for the shutdown temperature at the level of the last stage of the compressor to remain compatible with satisfactory behavior of the materials.

A la figure 8 on a représenté schématiquement, à titre de variante, un autre moteur thermique du type à cycle inverse, à savoir une turbofusée. In Figure 8 there is shown schematically, as a variant, another thermal engine of the reverse cycle type, namely a turbofuse.

Sur cette figure on a utilisé les mêmes références que sur la figure 5 pour désigner les mêmes parties du moteur. La seconde chambre de combustion F2 est associée ici à une chambre de mélange M, alimentée en oxygène pressurisé issu d'un réservoir d'oxygène cryogénique R. Cela permet de brûler une plus grande partie de l'hydrogène utilisé et d'accroître la poussée. In this figure we used the same references as in Figure 5 to designate the same parts of the engine. The second combustion chamber F2 is associated here with a mixing chamber M, supplied with pressurized oxygen from a cryogenic oxygen tank R. This makes it possible to burn a greater part of the hydrogen used and to increase the thrust .

On peut obtenir ainsi un couple impulsion spécifiquepoussée optimal, notamment utile pour un décollage à montée rapide ; d'une façon générale, cela permettra d'optimiser ce couple en fonction de la mission.It is thus possible to obtain an optimal specific impulse torque, particularly useful for a rapid climb takeoff; in general, this will optimize this couple depending on the mission.

La figure 9 représente encore une autre variante du moteur thermique à cycle inverse représenté à la figure 5. Là encore on a utilisé sur ces deux figures les mêmes références pour désigner les mêmes parties du moteur. Comme dans la variante de la figure 8, la seconde chambre de combustion F2 est associée à une chambre de mélange M, mais son alimentation en comburant est assurée ici par un effet de trompe (symbolisé en
ET), aspirant l'air atmosphérique et permettant ainsi d'amener à la chambre de combustion F2 l'oxygène complémentaire nécessaire à la combustion de la totalité de l'hydrogène.
FIG. 9 shows yet another variant of the reverse cycle thermal engine shown in FIG. 5. Here again, the same references have been used in these two figures to designate the same parts of the engine. As in the variant of FIG. 8, the second combustion chamber F2 is associated with a mixing chamber M, but its supply of oxidant is ensured here by a proboscis effect (symbolized in
ET), sucking in atmospheric air and thus making it possible to supply the combustion chamber F2 with the additional oxygen necessary for the combustion of all of the hydrogen.

On peut faire en sorte, par exemple, que cet effet de trompe prenne naissance au niveau de la sortie du compresseur C.  We can ensure, for example, that this trumpet effect arises at the outlet of compressor C.

Les avantages d'un moteur à cycle inverse conforme à l'invention sont les suivants l'interversion de la position relative de la turbine
et du compresseur, par rapport aux turboréacteurs
classiques, permet de faire en sorte que la pression
maximale du cycle thermodynamique soit réalisée à
l'entrée de la tuyère de sortie, ce qui n'est pas le
cas de ces turboréacteurs classiques.Cet avantage est
particulièrement intéressant car, à égalité de tempé
rature et de pression dans le foyer F2, les épaisseurs
de carter seront plus importantes dans le turboréac
teur classique, notamment au niveau du foyer - la turbine placée en tête, juste derrière l'entrée
d'air, se comporte à grand nombre de Mach comme un
véritable bouclier thermique pour le reste du moteur - le cycle thermodynamique découlant de la disposition
particulière de la turbine en amont du compresseur
permet d'exploiter au mieux les avantages de la source
froide cryogénique, en retirant les calories au systè=
me au point bas des températures du cycle thermodyna
mique, surtout à grand nombre de Mach - un moteur conforme à l'invention permet aussi un
décollage efficace, sans chariot d'accompagnement, et
ceci en ménageant la turbine et les foyers, d'où une
longévité accrue de ce moteur ; on peut envisager de
fonctionner avec une faible consommation d'hydrogène à
partir de Mach 2,5 environ. En d'autres termes, et à
titre de comparaison, le moteur conforme à l'invention
permet au décollage d'obtenir la même poussée qu'un
turboréacteur à rechauffe, et fonctionne utilement
au-delà de la limite de fonctionnement des statoréac
teurs à combustion subsonique - on obtient encore une poussée importante à des Mach de
l'ordre de 6 à 7, alors que les performances d'un sta
toréacteur à combustion subsonique, à de tels nombres
de Mach, faiblissent un moteur à cycle inverse conforme à la présente
invention sera particulièrement bien adapté à la
propulsion des avions orbitaux, de même qu'aux avions
hypersoniques de transport.
The advantages of a reverse cycle engine according to the invention are as follows the reversal of the relative position of the turbine
and compressor, compared to turbojets
conventional, allows you to ensure that the pressure
maximum of the thermodynamic cycle is performed at
the inlet of the outlet nozzle, which is not the
advantage of these conventional turbojet engines.
particularly interesting because, at equal temperature
scratch and pressure in the F2 hearth, the thicknesses
crankcase will be more important in the turboreac
classic tor, especially at the hearth - the turbine placed at the head, just behind the entrance
air, behaves in large numbers of Mach like a
real heat shield for the rest of the engine - the thermodynamic cycle arising from the layout
particular of the turbine upstream of the compressor
maximizes the benefits of the source
cryogenic cold, removing calories from the system =
me at the low point of the thermodyna cycle temperatures
mique, especially at large Mach numbers - an engine according to the invention also allows a
efficient take-off, without accompanying trolley, and
this by sparing the turbine and the stoves, where a
increased longevity of this engine; we can consider
operate with low hydrogen consumption at
from Mach 2.5 approximately. In other words, and at
by way of comparison, the engine according to the invention
allows takeoff to obtain the same thrust as a
turbojet engine heats up, and works usefully
beyond the operating limit of the statoreac
subsonic combustion torches - there is still a significant thrust at Mach of
on the order of 6 to 7, while the performance of a sta
subsonic combustion toreactor, to such numbers
of Mach, weaken a reverse cycle motor conforming to this
invention will be particularly well suited to the
propulsion of orbital aircraft, as well as aircraft
hypersonic transport.

Claims (14)

REVENDICATIONS 1. Moteur thermique aérobie, du type mettant en oeuvre au moins deux sources de chaleur à températures différentes, à savoir au moins une source chaude ou à température intermédiaire et une source froide, et comportant au moins une turbine (T) entraînant un compresseur (C), l'énergie cinétique des gaz d'éjection produisant la poussée nécessaire à la propulsion, caractérisé en ce que ladite source chaude ou à température intermédiaire est constituée par l'air atmosphérique et la source froide par un fluide cryogénique, et en ce que, si on considère ledit moteur dans le sens allant de l'entrée des gaz à leur sortie, ladite turbine (T) est disposée en amont dudit compresseur < C)- et est alimentée par les gaz de ladite source chaude ou à température intermédiaire, un échangeur de chaleur refroidisseur (euh), alimenté par ledit fluide cryogénique et constituant ladite source froide, étant interposé entre la turbine (T) et le compresseur (C).  1. Aerobic heat engine, of the type using at least two heat sources at different temperatures, namely at least one hot source or at intermediate temperature and one cold source, and comprising at least one turbine (T) driving a compressor ( C), the kinetic energy of the ejection gases producing the thrust necessary for propulsion, characterized in that said hot source or at intermediate temperature is constituted by atmospheric air and the cold source by a cryogenic fluid, and in that that, if we consider said engine in the direction going from the entry of gases to their exit, said turbine (T) is arranged upstream of said compressor <C) - and is supplied by gases from said hot source or at intermediate temperature , a cooler heat exchanger (uh), supplied by said cryogenic fluid and constituting said cold source, being interposed between the turbine (T) and the compressor (C). 2. Moteur thermique selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit fluide cryogénique est constitué, en tout ou partie, par de l'azote liquide. 2. Heat engine according to claim 1, characterized in that said cryogenic fluid consists, in whole or in part, of liquid nitrogen. 3. Moteur thermique selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit fluide cryogénique est constitué, en tout ou partie, par de l'hydrogène liquide. 3. A heat engine according to claim 1, characterized in that said cryogenic fluid consists, in whole or in part, of liquid hydrogen. 4. Moteur thermique selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comporte en outre au moins une chambre de combustion tF1,F2) alimentée en hydrogène gazeux par ledit échangeur refroidisseur (euh).  4. A heat engine according to claim 3, characterized in that it further comprises at least one combustion chamber tF1, F2) supplied with gaseous hydrogen by said cooler exchanger (uh). 5. Moteur thermique selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comporte, en aval d'une entrée d'air (EA), une première chambre de combustion (F1) alimentant ladite turbine (T). 5. A heat engine according to claim 4, characterized in that it comprises, downstream of an air inlet (EA), a first combustion chamber (F1) supplying said turbine (T). 6. Moteur thermique selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce qu'il comporte, en aval du compresseur (C), une seconde chambre de combustion (F2)  6. Heat engine according to claim 4 or 5, characterized in that it comprises, downstream of the compressor (C), a second combustion chamber (F2) alimentant une tuyère d'éjection (TS). feeding an ejection nozzle (TS). 7. Moteur thermique aérobie, du type mettant en oeuvre au moins deux sources de chaleur à températures différentes, à savoir au moins une source chaude ou à température intermédiaire et une source froide, et comportant au moins une turbine (T) entraînant un compresseur (C), l'énergie cinétique des gaz d'éjection produisant la poussée nécessaire à la propulsion, ce moteur comportant comme source à température intermédiaire l'air atmosphérique et comme source froide un échangeur de chaleur refroidisseur (Ech) alimenté en hydrogène liquide, caractérisé en ce qu'il comporte, de l'amont vers l'aval par rapport au trajet des gaz - une entrée d'air (EA) - une première chambre de combustion (F1) - une turbine (T) - un échangeur de chaleur air/hydrogène cryogénique 7. Aerobic heat engine, of the type using at least two heat sources at different temperatures, namely at least one hot source or at intermediate temperature and one cold source, and comprising at least one turbine (T) driving a compressor ( C), the kinetic energy of the ejection gases producing the thrust necessary for propulsion, this engine comprising as an intermediate temperature source atmospheric air and as a cold source a cooling heat exchanger (Ech) supplied with liquid hydrogen, characterized in that it comprises, from upstream to downstream with respect to the gas path - an air inlet (EA) - a first combustion chamber (F1) - a turbine (T) - a heat exchanger air / cryogenic hydrogen (Ech) - un compresseur (C) accouplé mécaniquement à la turbine (Ech) - a compressor (C) mechanically coupled to the turbine (T) - une seconde chambre de combustion (F2) cet et - une tuyère (TS) d'éjection des gaz. (T) - a second combustion chamber (F2) this and - a nozzle (TS) for ejecting the gases. 8 Moteur thermique selon la revendication 7, caractérisé en ce que ladite entrée d'air (EA) est à géométrie variable. 8 Heat engine according to claim 7, characterized in that said air inlet (EA) is of variable geometry. 9. Moteur thermique selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce que ladite tuyère d'éjection des gaz (TS) est à géométrie variable. 9. Heat engine according to claim 7 or 8, characterized in that said gas ejection nozzle (TS) is of variable geometry. 10. Moteur thermique selon l'une quelconque des revendications 7 à 9, caractérisé en ce qu'il comporte une canalisation de dérivation permettant d'intervertir l'ensemble foyer (F1)-turbine (T) et l'ensemble échangeur (Ech)-compresseur (C). 10. A heat engine according to any one of claims 7 to 9, characterized in that it comprises a bypass pipe making it possible to invert the hearth assembly (F1) -turbine (T) and the exchanger assembly (Ech) -compressor (C). 11. Moteur thermique selc-n l'une quelconque des revendications 7 à 9, caractérisé en ce que ledit compresseur (C) comporte deux corps séparés par un échangeur de chaleur refroidisseur.  11. selc-n heat engine any one of claims 7 to 9, characterized in that said compressor (C) comprises two bodies separated by a cooler heat exchanger. 12. Moteur thermique selon l'une quelconque des revendications 7 à 9, caractérisé en ce que ladite seconde chambre de combustion (F2) est associée à une chambre de mélange (M), laquelle est alimentée en oxygène pressurisé par un réservoir d'oxygène cryogénique (R).  12. A heat engine according to any one of claims 7 to 9, characterized in that said second combustion chamber (F2) is associated with a mixing chamber (M), which is supplied with oxygen pressurized by an oxygen tank cryogenic (R). 13. Moteur thermique selon l'une quelconque des revendications 7 à 9, caractérisé en ce que ladite seconde chambre de combustion (F2) est associée à une chambre de mélange (M), laquelle est alimentée en air atmosphérique par un effet de trompe (ET). 13. A heat engine according to any one of claims 7 to 9, characterized in that said second combustion chamber (F2) is associated with a mixing chamber (M), which is supplied with atmospheric air by a suction effect ( AND). 14. Avion hypersonique, caractérisé en ce qu'il comporte un moteur thermique conforme à la revendication 1 ou à l'une quelconque des revendications 3 à 13.  14. Hypersonic aircraft, characterized in that it comprises a heat engine in accordance with claim 1 or any one of claims 3 to 13.
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