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"Dispositif"de commande perfectionné pour appareil à propulsion par réaction ".
La présente invention est relative à un dispositif de commande perfectionné pour l'alimentation en liqui- 'des d'un appareil de Combustion, et spécialement d'un appareil à propulsion par réaction du type dans lequel on utilise un combustible liquide en combinaison avec un oxydant sous forme liquide, tel que l'oxygène liquide.
Le but de l'invention est d'assurer l'arrivée,en rapport de temps 'avec le fonctionnement du dispositif d'allunage, et l'alimentation permanente des liquides pendant la durée du fonctionnement de l'appareil.
On s'est proposé aussi d'assurer le réglage des écoulements initiaux afin de prévenir une pression
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exc6:.osil['.,) dans, la chamore de combustion.
Uonfcrmémenb à la présenue invention le dispositif de commande pour l'alimentation de l'appareil de Com- oustion en 90illiiusti ole liquide et en oxydant liquide comprend une scupepe interposée entre une source sous pression de gaz de propulsion et des récipients pour les divers liquides, ces récipients étant reliés par des
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canalisations aux tuyères ou aux dispositifs d'alimenta- tion '-lui servent bzz l'admission des liquides dans la chomore do combustion, cette soupape ôtant des binée à être act iconnée dans un rapport de te,ips ou Conjointement avec le dispositif d'allumage.
Pour la mise en oeuvre de l'invention on utilise de préférence une soupape à fonctionnement rapide ac- tionnée par une charge explosive, cette soupape libérant un gaz de propulsion concis l'azote qui traverse une sou- pape de réduction et parvient simultanément aux réci- pients contenant les liquides respectifs.
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"fin de prévenir la possibilité d'un mélaaje pr6ma- teré des liquides l'un avec l'autre, les canalisations
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de gaz de propulsion aboutissant aux récipieiats à liquides, et;aussi les canalisations d'alimentation en liquides aboutissant aux tuyères de combustion, peu-
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vent @tre munies d'oûtu1'ateurs ou le diaphragmes pré- entanb une rupture auto.:,tique pour des pressions sen- siblenie:t inférieures aux prenions de fonctionnement.
Les '3t3t.l.:.tE.'LlrS ou. les :3.iapicame,s rupture :3Ci1S les canalisations d'alimentation en liquides seront,bien
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entendu, suffisamment Îé3ÀIÎQ>Ît± pour résister au poids des colonnes liquides des liquides eux-mêmes, avec une certaine marge de séçurité.
La soupape à action rapide est actionnée d.e préfé-
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rence Conjointement avec le dispositif d'allumage, par exemple grâce à un couplage électrique, en borte que l'on peut démarrer l'appareil presque instantanément en manoeuvrant, par exemple, un simple interrupteur électrique . Il n'y aura dons pratiquement aucune pé- riode de délai comme celle qui existe habituellement avec les appareils à propulsion par réaction du type à Combustion de liquide. I dispos ititfle comeanl conforme à l'invention assurera 1'arrivas des liquides dans la chambre de Combustion et, une fraction de secon- de après que la scupape et le dispositif d'allumage au- ront été actionnés.
Du fait que l'on n'utilise qu'une soupape de: réduc- tion dans la Canalisation de gaz aboutissant aux régi- pients à liquides, et du fait que l'on règle çette sou- pape à une pression appropriée pour mesurer le passage des liquides à travers leurs tuyères respectives contre la pression de la chambre de combustion, le çhangement de pression du gaz de propulsion, du côté haute pres- sion, à mesure qu'il diminue, n'a pas d'effet sur les vitesses de décharge.
Pendant la période initiale extrêmement brève, qui s'écoule avant que la pleine pression, soit établie dans la chambre de combustion, les tuyères laisseront né- cessairemnet passer plus que la quantité de régime, mais en introduisant des amortisseurs appropriés dans les canalisations de liquides et de gaz, la valeur de l'excès de pression au départ peut être abaissée à des proportions négligeables en dehors du fait que la pres-. sion de la 9hambre de combustion, à mesure qu'elle s'élè- ve, s'oppose % l'écoulement par les tuyères.
Le rapport de temps désiré entre les arrivées
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des divers liquides dans la chambre de combustion peut être obtenu en plaçant des distances calculées des uyères de mélange, les soupapes ou les diaphragmes à rupture dans les diverses canalisations à liquides, De préférence le placement est tel que l'oxydant liqui- de arrivera juste avant le comoustible liquide.
De l'eau, ou tout autre diluant liquide appropria, pentêtre déchargé dans la chambre de combustion afin de réduire la température maximum de combustion et d'amé- liorer Inefficacité thermique de l'appareil. Le disposi- tif pour la propulsion du liquide diluant peut être le même que pour la propulsion des liquides de combustion, y compris, si on le désire, une soupape ou un diaphrag- ]ne à rupture dans la Canalisation du liquide diluant, cette soupape ou ce diaphragme étant pléc à une distan- ce de la tuyère ou des tuyères de décharge, qui con- vient pour assurer la décharge dans un rapport de temps approprie avec les décharges des liquides de combus- tion.
L'invention est illustrée, à titre d'exemple, sur le dessin annexé.
Dans ce dessin 1 désigne une 9hambre de combustion, par exemple une chaire de combustion pour appareil à propulsion par kréaction. 2 désigne le dispositif d'allu- mage pour amorcer la combustion, des liquides dans la chambre de combustion . 3 désigne des tuyères pour l'admission des liquides dans la cnambre de combustion.
4 est un Cylindre pour gaz sous haute pression, conte- nant un gaz inerte comme l'azote . 5 désigne une soupa- pe à ouverture rapide actionnée par exposig. 6 est une soupape de réduction et 7 est un amortisseur à gaz.
La canalisation des gaz présente des branchements qui
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aboutissent aux récipients à liquide 8, 9 et 10.
Dans les branchements e trouvent des diaphragmes à rupture a1, a2, a . Le récipient 8 contient un oxydant liquide, le récipient 9 un combustible liquide, et le récipient 10 de l'eau ou tout autre diluant liquide approprié.
Des récipients partent des canalisations à liqui- de 11, 12 et 13 qui aboutissent aux tuyères 3,
Dans Ces canalisations se trouvent respectivement des amortisseurs à liquide B1, B2, B3,et en outre, sur les diverses canalisations, des diaphragmes A1, A2. A3.
Ces diaphragmes se trouvent à de.s distances différentes des tuyères. Pour le fonctionnement, le dispositif d'al- lumage 2 et la soupape 5 sont actionnés conjointement par un dispositif électrique' . La soupape 5 s'ouvre rapidement et du gaz à haute pression traverse la soupa- pe de réduction 6 et l'amortisseur 7 et parvient dans la canalisation de gaz d'où il progresse dans les bran- chements et provoque immédiatement la rupture des dia- phragmes al, a2,a3. l'ar suite les récipients 8, 9 et 10 sont soumis à une pression gazeuse élevée et les li- quides, dans les canalisations à liquides 11, 12 et 13, provoquent la rupture des diaphragmes A , A2. A3.
Les parties des canalisations comprises entre ces diaphrag- mes et les tuyères étaient originairement vides, et en conséquence il s'écoule une très brève période de temps avant que les liquides atteignent les tuyères,une fois que les diaphragmes ont été rompus. Les diff1éreneces de distante des diaphragmes aux tuyères ont pour effet que l'oxydant liquide provenaut du récipient 8 sera introduit dans la chambre de combustion juste avant que le combustible liquide arrive du récipient 9. Très rapidement après que la combustion a Commencé entre ces @
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liquides, l'eau ou tout autre organe diluant arrive par sa tuyère,
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Dispositif de caratiende pour l'6.1imenta.tion d'un. appareil de combustion en combustible liquide et en un oxydant liquide, comportant une soupape interpo- sée entre une source sous pression de gaz de propulsion et des récipients pour les divers liquides, ces réci- pients étant réunis par des canalisations aux tuyères ou aux dispositifsd'alimentation qui assurent l'admis- sion des liquides dans la chambre de combustion, la di- ta soupape étant susceptible d'être actionnée dans un rapport de temps ou conjointement avec le dispositif d'allumage.
3. Modes d'exécution divers de ce dispositif de contrôle, comportant une ou plusieurs des caractéris- tiques suivantes : a) la soupape est une soupape actionnée par explo- sif, b) une soupape de réduction est interposée entre cette soupape et les récipients à liquides, c) des obturateurs ou des diaphragmes à rupture automatique sont placés dans les canalisation:. entre les récipients à liquides et les tuyères ou les diapo- sitifs d'alimentation de la chambre, d) les distances des obturateurs ou diaphragmes aux tuyères ou autres dispositifs d'alimnentaiton dif- fèrent pour les diverses canalisations,
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e) ces distances sont réglésb de façon qu'un oxy-
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
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"Improved control device for jet propulsion apparatus".
The present invention relates to an improved control device for the supply of liquids to a combustion apparatus, and especially to a jet propulsion apparatus of the type in which liquid fuel is used in combination with a fuel. oxidant in liquid form, such as liquid oxygen.
The object of the invention is to ensure the arrival, in relation to time 'with the operation of the allocator, and the permanent supply of liquids during the period of operation of the apparatus.
It has also been proposed to ensure the adjustment of the initial flows in order to prevent pressure
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exc6: .osil ['.,) in the combustion chamber.
Uonfcrmémenb to the present invention the control device for supplying the Com- oustion apparatus with liquid 90illiiusti ole and liquid oxidant comprises a scupepe interposed between a pressurized source of propulsion gas and containers for the various liquids, these receptacles being connected by
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pipes to the nozzles or to the feed devices - they serve bzz the admission of liquids into the combustion chlorine, this valve removing binée to be actuated in a ratio of te, ips or in conjunction with the device of combustion. ignition.
For the practice of the invention an explosive charge-actuated, fast-acting valve is preferably used, this valve releasing a concise propellant gas the nitrogen which passes through a reduction valve and simultaneously reaches the recesses. - pients containing the respective liquids.
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"in order to prevent the possibility of premature mixing of liquids with each other, the pipes
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propellant gas to the liquid containers, and; also the liquid supply lines to the combustion nozzles, may
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vent @ be fitted with valves or diaphragms pre- entanb auto.:,tic rupture for sensitive pressures: t lower than the operating pressure.
The '3t3t.l.:.tE.'LlrS or. the: 3.iapicam, s rupture: 3Ci1S the liquid supply lines will be, well
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of course, sufficiently Îé3ÀIÎQ> Ît ± to withstand the weight of the liquid columns of the liquids themselves, with a certain margin of safety.
The quick-acting valve is actuated d.e pref-
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rence Jointly with the ignition device, for example by means of an electrical coupling, so that the apparatus can be started almost instantaneously by operating, for example, a simple electric switch. There will therefore be virtually no delay period such as is customary with jet propulsion devices of the Liquid Combustion type. The comeanl arrangement according to the invention will ensure the arrival of liquids in the combustion chamber and, a fraction of a second after the scupape and the ignition device have been actuated.
Because only one reduction valve is used in the gas line leading to the liquid regulators, and because this valve is set to an appropriate pressure to measure the gas. passage of liquids through their respective nozzles against combustion chamber pressure, the change in propellant gas pressure on the high pressure side as it decreases has no effect on the speeds discharge.
During the extremely short initial period, which elapses before full pressure is established in the combustion chamber, the nozzles will necessarily allow more than the amount of speed to pass, but with the introduction of suitable dampers in the liquid lines. and gas, the value of the excess pressure at the start can be lowered to negligible proportions apart from the fact that the pres-. As it rises, the combustion chamber opposes the flow through the nozzles.
The desired time ratio between arrivals
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of the various liquids in the combustion chamber can be obtained by placing calculated distances from the mixing pipes, valves or rupture diaphragms in the various liquid lines, Preferably the placement is such that the liquid oxidant will arrive just before the liquid edible.
Water, or any other suitable liquid diluent, can be discharged into the combustion chamber in order to reduce the maximum combustion temperature and to improve the thermal efficiency of the appliance. The arrangement for propelling the diluent liquid may be the same as for propelling the combustion liquids, including, if desired, a rupture valve or diaphragm in the Diluent Liquid Line, such valve. or this diaphragm being placed at a distance from the discharge nozzle or nozzles which is suitable for ensuring the discharge at an appropriate time ratio with the discharges of the combustion liquids.
The invention is illustrated, by way of example, in the accompanying drawing.
In this drawing 1 denotes a combustion chamber, for example a combustion pulpit for a jet propulsion apparatus. 2 designates the ignition device for initiating combustion of liquids in the combustion chamber. 3 designates nozzles for the admission of liquids into the combustion chamber.
4 is a high pressure gas cylinder containing an inert gas such as nitrogen. 5 denotes a quick opening valve actuated by exposig. 6 is a reducing valve and 7 is a gas damper.
The gas pipeline has connections that
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lead to liquid containers 8, 9 and 10.
In the connections e find diaphragms with rupture a1, a2, a. Container 8 contains liquid oxidant, container 9 contains liquid fuel, and container 10 contains water or other suitable liquid diluent.
Receptacles leave from the liquid pipes 11, 12 and 13 which lead to the nozzles 3,
In these pipes are respectively liquid dampers B1, B2, B3, and in addition, on the various pipes, diaphragms A1, A2. A3.
These diaphragms are located at different distances from the nozzles. For operation, the ignition device 2 and the valve 5 are actuated jointly by an electrical device. The valve 5 opens quickly and high pressure gas passes through the reduction valve 6 and the damper 7 and enters the gas line from where it progresses through the connections and immediately breaks the diameters. - phragms al, a2, a3. Subsequently, the containers 8, 9 and 10 are subjected to a high gas pressure and the liquids, in the liquid lines 11, 12 and 13, cause the diaphragms A, A2 to rupture. A3.
The portions of the piping between these diaphragms and the nozzles were originally empty, and as a result there is a very short period of time before the liquids reach the nozzles after the diaphragms have ruptured. The differences in the distance from the diaphragms to the nozzles means that the liquid oxidant from vessel 8 will be introduced into the combustion chamber just before the liquid fuel arrives from vessel 9. Very soon after combustion has started between these @
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liquids, water or any other diluting organ arrives through its nozzle,
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Caratiende device for the supply of a. apparatus for combustion in liquid fuel and in a liquid oxidant, comprising a valve interposed between a pressurized source of propellant gas and receptacles for the various liquids, these receptacles being connected by pipelines to the nozzles or to the devices of feeders which ensure the admission of liquids into the combustion chamber, the said valve being capable of being actuated in a time ratio or in conjunction with the ignition device.
3. Various embodiments of this control device, comprising one or more of the following characteristics: a) the valve is an explosive actuated valve, b) a reducing valve is interposed between this valve and the receptacles for liquids, c) self-breaking shutters or diaphragms are placed in the pipes :. between the liquid containers and the nozzles or diaphragms supplying the chamber, (d) the distances from the plugs or diaphragms to the nozzles or other supply devices differ for the various pipelines,
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e) these distances are adjusted b so that an oxy-
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