<B>Groupe propulseur</B> à<B>réaction.</B> L*invention a pour objet un groupe pro pulseur à réaction à combustion interne com prenant plusieurs rotors montés (le facon à pouvoir tourner librement les uns par rapport.
aux autres, portant. chacun au moins une ran gée d'aubes d'un même compresseur et étant chacun entraîné en rotation par au moins une rangée d'aubes de turbine, ces rangées d'aubes (le turbine coopérant avec des rangées d'aubes portées par une partie de la turbine tournant en sens contraire et. entraînant. des ran;-ées d'aubes rotatives d'un compresseur d'air addi tionnel, les gaz s'échappant de la turbine s'ajoutant. i. une partie au moins de l'air fourni par le compresseur d'air additionnel, pour constituer un jet de propulsion.
Le dessin représente, à titre d'exemple, plusieurs formes d'exécution du groupe selon l'invention.
Les fig. l à 7 montrent chacune partielle ment l'une (le ces formes d'exécution en coupe axiale.
Autant que possible, les mêmes numéros de référence sont employés sur toutes les figures pour désigner des parties semblables.
Dans la forme d'exécution. représentée à. la fig. 1, il y a un arbre fixe 20 sur lequel sont montés, de fayon à pouvoir tourner libre ment les uns par rapport aux autres, des ro tors 21, 22 et 23 portant chacun plusieurs rangées d'aubes d'un compresseur d'alimen tation. Des parties fixes, pourvues de ran gées d'aubes coopérant avec celles de ces ro- tors, n'ont pas été dessinées pour conserver à. la figure sa, simplicité.
Les rotors 21, 22 et 23 sont respectivement solidaires en rotation de roues de turbine 24,<B>25</B> et 26 qui les entrai- nent. Les rangées d'aubes portées par les trois roues de turbine coopèrent avec des rangées d'aubes<B>227,</B> que porte une enveloppe de tur bine 23 tournant. en sens contraire et portant extérieurement des aubes 29 d'un compresseur d'air additionnel, qui coopèrent. avec des ran- ,gées d'aubes fixes 30 de ce compresseur.
L'écoulement. clans le compresseur d'ali mentation est. indiqué par des flèches; il s'ef fectue de ;aiche à droite dans le premier et le second rotor et de droite à. gauche dans le troisième rotor. Le sens de l'écoulement de l'air se renverse de. nouveau et. il passe au travers de plusieurs chambres de combustion 32, montées en parallèle autour de l'axe du -roupe, avant d'entrer dans la turbine.
Les gaz sortant de la turbine et. l'air fourni par le compresseur d'air additionnel s'unissent pour former le jet de propulsion, comme l'indiquent les flèches.
Dans la forme d'exécution représentée à la fi-. 2, il. z- a de nouveau un arbre fixe 20 sur lequel sont montés de faon à. pouvoir tourner librement les uns par rapport aux autres, des rotors 21, 22 et 23, portant eha- eun plusieurs rangées d'aubes d'un compres seur d'alimentation. Des rangées d'aubes fixes, coopérant avec celles des rotors, ont été de nouveau laissées de côté pour conserver à la figure sa simplicité.
Les rotons -clu compres- seur sont respectivement solidaires en rotation de roues de turbine 24, 25 et 26 ayant cha cune une rangée d'aubes, ces trois rangées d'aubes coopérant avec des rangées<B>2</B>7 d'aubes portées par une enveloppe de turbine 28 tournant en sens contraire. Cette enve loppe porte extérieurement des rangées 29 d'aubes d'un compresseur d'air additionnel, ces rangées coopérant avec des rangées 30 d'aubes fixes de ce compresseur.
Une partie de l'air comprimé par le com presseur d'air additionnel est amenée à l'en trée du premier rotor du compresseur d'ali- inentation, et de là au second, puis aLi troi sième, comme cela. est indiqué par des flèches, après quoi une combustion est effectuée dans une chambre de combustion indiquée en 32 à l'extrémité postérieure du groupe, les gaz de combustion s'écoulant alors dans une di rection opposée, comme l'indiquent des flè- elles, vers l'entrée de la turbine, tandis que les gaz sortant de cette dernière et l'autre partie de l'air additionnel constituent le jet de pro pulsion.
lia forme d'exécution représentée à la fig. 3 comprend une série de rotors constitués par des disques montés de fa.con à pouvoir tourner librement les uns par rapport aux autres sur un arbre 35, et dont trois seulement ont été représentés. Ces disques portent cha cun une rangée périphérique 21, respective ment 22 et 23 d'aubes d'un. compresseur d'ali mentation, ces rangées d'aubes coopérant avec des rangées d'aubes fixes 34 du compresseur. Chacun de ces disques porte, en outre, une rangée d'aubes de turbine 24, respectivement 25 et 26 disposée intérieurement à la rangée d'aubes de compresseur.
Ces rangées d'aubes de turbine 24, 25 et 26 coopèrent avec des rail- zées d'aubes de turbine 2 7 portées par des dis ques solidaires de l'arbre 35 et tournant. dans le sens opposé à celui dans lequel tournent les disques portant les rangées d'aubes 24 à 26. L'arbre 35 est solidaire en rotation d'un rotor portant des rangées d'aubes rotatives 29 d'un compresseur d'air additionnel, ces aubes co- opérant avec des aubes fixes )0 (le ee coin- pr esseur.
L'air parvenant. au compresseur d'alinien.. Cation est fourni par le compresseur d'air sup plémentaire et le sens de l'écoulement est ren versé à la sortie dit compresseur d'alimenta tion, dans une chambre de eoinbustion indi quée en 32 à l'extrémité postérieure du groupe, avant l'entrée dans la. turbine.
Les gaz sortant de la turbine s'éeouleiit < le nou veau en sens inverse comme cela est indiqué par des flèches, pour se joindre au reste de l'air additionnel et constituer avec lui le jet de propulsion.
La forme d'exécution représentée à. la. fig. 4 comprend un arbre fixe 20 sur lequel sont montés, de façon à pouvoir tourner libre ment les uns par rapport aux autres, plusieurs rotors constitués par des disques dont elia- cun porte une rangée périphérique d'aubes (le turbine 24, respectivement 2>5, 26 ... et, dispo sée à l'intérieur de cette ran-ée:, une rangée 21, respectivement 22, 23 ... d'aubes d'un com presseur d'alimentation.
Les rangées d'aubes de turbine 24, 25, 26 ... de ces disques coopè rent avec des rangées 27 d'aubes de turbine, tournant en sens contraire et portées par une enveloppe 28 montée de facon à pouvoir tour ner librement sur l'arbre 20. Cette enveloppe 28 porte extérieurement des rangées d'aubes 29 d'un compresseur d'air additionnel, ces au bes coopérant avec des aubes fixes 30 de ee compresseur. Les rangées d'aubes 21, 22, 2 3 ... du compresseur d'alimentation coopèrent avec des rangées d'aubes fixes 34 portées par (les disques montés sur l'arbre 20.
Dans cette forme d'exécution, l'air arrive en 36 vers le compresseur d'alimentation et, après qu'il a. traversé celui-ci, le sens de son écoulement est renversé clans une eliambre (le combustion, indiquée en 32, avant qu'il lie soit conduit à la turbine.
Les gaz sortant de la turbine sont con duits par des canaux radiaux disposés entre des canaux d'entrée 38 du compresseur d'air additionnel qui sont évidés à cet effet, et, après avoir subi un renversement de direction. tel qu'il est indiqué par des flèches, ils se mé langent avec l'air sortant du compresseur d'air additionnel pour constituer avec lui le jet (le propulsion.
La forme d'exécution représentée aux fi. 5 et 5a comprend plusieurs rotors cons titués par des disques, montés de façon à pou- voir tourner librement les uns par rapport aux autres sur un arbre fixe 20, portant cha cun une rangée périphérique d'aubes de tur- hine 24, respectivement 25, 26 ... et, intérieu rement à celle-ci, une rangée 21, respective ment 22, 23 ... d'aubes d'un compresseur d'ali mentation.
Les disques portant des rangées d'aubes de turbine, telles que celles qui sont désignées par 24, 25, 26 ... tournent tous dans le même sens,, et ces rangées d'aubes de tur bine 24, 25, 26 ... coopèrent avec des rangées d'aubes 27, solidaires d'une enveloppe 28 tour nant en sens contraire, montée librement sur l'arbre<B>'</B>0. L'enveloppe 28 porte extérieure ment des rangées d'aubes 29, d'un compresseur d'air additionnel, avec lesquelles coopèrent des rangées d'aubes fixes 30 de ce compresseur. La.
turbine comprend, en outre, des rangées d'aubes fixes 40 portées par des disques mon tés sur l'arbre 20 et d'autres rangées d'aubes de turbine, telles que celles qui sont désignées par 41, 42 et 43 et qui sont portées par des disques tournant librement. sur l'arbre 20 dans le même sens que l'enveloppe 28 et qui portent également des rangées d'aubes du compres seur d'alimentation telles que celles qui sont désignées par 44, 45 et 46.
lia fi-. 5a montre le sens de rotation des divers disques.
L'air arrive au compresseur d'alimentation en 36, et le sens de son écoulement est. ren versé dans une chambre de combustion, indi quée en 32, à l'extrémité postérieure du groupe, avant qu'il ne soit conduit à la tur bine. Les gaz sortant. de cette dernière sont < le nouveau conduits, par des canaux radiaux, disposés entre des canaux d'entrée fixes 38 du compresseur d'air additionnel qui sont évidés à cet effet, et après avoir subi un ren versement de direction tel qu'il est indiqué par des fP@ehes, ils se mélangent avec l'air portant. du compresseur d'air additionnel pour constituer le jet de propulsion.
lia forme d'exécution représentée à la fi--. 6, comprend des rotors 21, 22 et. 23, mon tés de faon à pouvoir tourner librement les uns par rapport aux autres sur un arbre fixe 20 et portant chacun plusieurs rangées d'au bes d'un compresseur d'alimentation. Ces ro tors 21, 22 et 23 sont respectivement solidaires en rotation de rangées d'aubes de turbine 24, '' 5 et 26 coopérant, avec des rangées d'aubes de turbine<B>27,</B> portées par une courte enve loppe 28a montée librement sur l'arbre 20 et entraînant des rangées d'aubes rotatives 29 d'un compresseur d'air supplémentaire. Ces aubes coopèrent avec des aubes fixes 30 de ce compresseur.
L'enveloppe 28a est solidaire en rotation d'une rangée d'aubes 48 du compres seur d'alimentation, disposée entre les rotors 22 et 23. Les aubes fixes du compresseur d'ali mentation sont. indiquées en 34.
L'air est introduit dans le compresseur d'alimentation en 36 et le sens de son écoule ment est renversé dans une chambre de eoiii- bustion, indiquée en 32, à l'extrémité posté rieure du groupe avant qu'il ne soit conduit à la turbine. Les gaz s'échappant de cette der nière, et dont. le sens d'écoulement est de nou veau renversé, se mélangent. avec l'air fourni par le compresseur d'air additionnel, pour constituer le jet de propulsion.
L'agencement du groupe représenté à la fig. 7, est identique à celui de la forme d'exé cution de la fig. 6, sauf que l'enveloppe de tiubine 28a. est solidaire en rotation de deux rangées d'aubes 48 du compresseur d'alimen tation disposées respectivement entre les ro tors 21 et 22 et entre les rotors 22 et. 23.
En outre, les gaz s'échappant de la, turbine sont conduits par des canaux radiaux disposés entre des canaux d'entrée fixes 38 du com presseur d'air additionnel, qui sont évidés à cet effet, et après avoir subi un renversement de direction indiqué par des flèches, ils par viennent dans des canaux de sortie fixes 50 de ce compresseur où ils se mélangent à l'air additionnel pour constituer le jet. de propul sion, Cette disposition permet d'égaliser les températures de l'air additionnel et des gaz s'échappant de la turbine, et d'augmenter ainsi la limite de vitesse imposée par la vitesse du son dans le mélange circulant dans la tuyère.
Quand les deux fluides se mélangent, leurs pressions devraient être à peu près les mêmes, afin d'éviter un choc. Une petite dif férence des vitesses ne peut cependant causer que des pertes négligeables, et peut même être recommandable dans bien des cas. Les aubes du compresseur d'air additionnel doivent avoir un grand pas et une incidence négative pour la vitesse prévue, afin qu'on obtienne un fonctionnement satisfaisant à la montée.
Les groupes décrits sont courts, légers et très compacts, presque sans aucun espace inu tilisé, et les turbines sont courtes et efficaces, tandis que chacun de ces groupes ne comporte que quelques labyrinthes. La répartition des efforts est bonne et on peut obtenir -Lui mé lange excellent des gaz s'échappant de la tur bine et de l'air additionnel.
<B> Propulsion group </B> with <B> reaction. </B> The subject of the invention is an internal combustion reaction propulsion unit comprising several mounted rotors (the way to be able to rotate freely in relation to each other). .
to others, bearing. each at least one row of blades from the same compressor and each being driven in rotation by at least one row of turbine blades, these rows of blades (the turbine cooperating with rows of blades carried by a part of the turbine rotating in the opposite direction and. driving. rows of rotating vanes of an additional air compressor, the gases escaping from the turbine adding to at least part of the flow. air supplied by the additional air compressor, to constitute a propulsion jet.
The drawing represents, by way of example, several embodiments of the group according to the invention.
Figs. 1 to 7 each show partially ment one (these embodiments in axial section.
Where possible, the same reference numerals are used in all of the figures to designate like parts.
In the form of execution. represented at. fig. 1, there is a fixed shaft 20 on which are mounted, so as to be able to rotate freely with respect to each other, rotors 21, 22 and 23 each carrying several rows of blades of a feed compressor tation. Fixed parts, provided with rows of blades cooperating with those of these rotors, have not been designed to keep at. the figure its, simplicity.
The rotors 21, 22 and 23 are respectively integral in rotation with the turbine wheels 24, <B> 25 </B> and 26 which drive them. The rows of vanes carried by the three turbine wheels cooperate with rows of vanes <B> 227, </B> carried by a rotating turbine 23 casing. in the opposite direction and externally bearing vanes 29 of an additional air compressor, which cooperate. with rows of fixed vanes 30 of this compressor.
The flow. in the supply compressor is. indicated by arrows; it is done from; aiche to the right in the first and the second rotor and from the right to. left in the third rotor. The direction of air flow is reversed from. new and. it passes through several combustion chambers 32, mounted in parallel around the axis of the -roup, before entering the turbine.
The gases leaving the turbine and. the air supplied by the additional air compressor unite to form the propulsion jet, as indicated by the arrows.
In the embodiment shown in fi-. 2, there. z- has again a fixed shaft 20 on which are mounted so as to. rotors 21, 22 and 23 can be rotated freely with respect to each other, also carrying several rows of blades of a feed compressor. Rows of fixed blades, cooperating with those of the rotors, were again left aside to keep the figure in its simplicity.
The rotors -clu compressor are respectively integral in rotation with turbine wheels 24, 25 and 26 each having a row of vanes, these three rows of vanes cooperating with rows <B> 2 </B> 7 d 'vanes carried by a turbine casing 28 rotating in the opposite direction. This envelope carries on the outside rows 29 of blades of an additional air compressor, these rows cooperating with rows 30 of fixed blades of this compressor.
Some of the air compressed by the additional air compressor is fed to the inlet of the first rotor of the supply compressor, and from there to the second, then to the third, like this. is indicated by arrows, after which combustion is carried out in a combustion chamber indicated at 32 at the rear end of the group, the combustion gases then flowing in an opposite direction, as indicated by arrows. , towards the inlet of the turbine, while the gases leaving the latter and the other part of the additional air constitute the propulsion jet.
The embodiment shown in FIG. 3 comprises a series of rotors formed by disks mounted so as to be able to rotate freely with respect to each other on a shaft 35, and only three of which have been shown. These discs each carry a peripheral row 21, respectively 22 and 23 of vanes. supply compressor, these rows of vanes cooperating with rows of fixed vanes 34 of the compressor. Each of these discs also carries a row of turbine blades 24, 25 and 26 respectively disposed inside the row of compressor blades.
These rows of turbine blades 24, 25 and 26 cooperate with railings of turbine blades 27 carried by disks integral with the shaft 35 and rotating. in the direction opposite to that in which the discs carrying the rows of blades 24 to 26 rotate. The shaft 35 is rotatably attached to a rotor carrying the rows of rotating blades 29 of an additional air compressor, these vanes co-operating with fixed vanes) 0 (the ee coin- pr essor.
The air coming in. to the alinian compressor. Cation is supplied by the additional air compressor and the direction of flow is reversed at the outlet called the supply compressor, in a combustion chamber indicated at 32 at the posterior end of the group, before entering the. turbine.
The gases leaving the turbine flow again in the opposite direction as indicated by arrows, to join with the rest of the additional air and form with it the propulsion jet.
The embodiment shown in. the. fig. 4 comprises a fixed shaft 20 on which are mounted, so as to be able to rotate freely with respect to each other, several rotors formed by discs, each of which carries a peripheral row of blades (the turbine 24, respectively 2> 5, 26 ... and, disposed within this ran-ée :, a row 21, respectively 22, 23 ... of blades of a feed compressor.
The rows of turbine blades 24, 25, 26 ... of these discs cooperate with rows 27 of turbine blades, rotating in opposite directions and carried by a casing 28 mounted so as to be able to rotate freely on the 'Shaft 20. This casing 28 externally carries rows of vanes 29 of an additional air compressor, these besides cooperating with fixed vanes 30 of the compressor. The rows of vanes 21, 22, 23 ... of the supply compressor cooperate with rows of fixed vanes 34 carried by (the disks mounted on the shaft 20.
In this embodiment, the air arrives at 36 to the supply compressor and after that it has. crossed this, the direction of its flow is reversed clans an eliambre (the combustion, indicated in 32, before it binds is led to the turbine.
The gases leaving the turbine are conveyed through radial channels arranged between inlet channels 38 of the additional air compressor which are hollowed out for this purpose, and, after having undergone a reversal of direction. as indicated by arrows, they mix with the air leaving the additional air compressor to form with it the jet (the propulsion.
The embodiment shown in fi. 5 and 5a comprises several rotors constituted by disks, mounted so as to be able to rotate freely with respect to each other on a fixed shaft 20, each carrying a peripheral row of turbine blades 24, respectively 25. , 26 ... and, internally thereto, a row 21, respectively 22, 23 ... of blades of a supply compressor.
The disks bearing rows of turbine blades, such as those designated 24, 25, 26 ... all rotate in the same direction, and these rows of turbine blades 24, 25, 26 .. cooperate with rows of vanes 27, integral with a casing 28 rotating in the opposite direction, freely mounted on the shaft <B> '</B> 0. The outer casing 28 carries rows of vanes 29, of an additional air compressor, with which rows of fixed vanes 30 of this compressor cooperate. The.
turbine further comprises rows of fixed vanes 40 carried by disks mounted on the shaft 20 and other rows of turbine vanes, such as those designated 41, 42 and 43 and which are carried by freely rotating discs. on the shaft 20 in the same direction as the casing 28 and which also bear rows of supply compressor blades such as those designated by 44, 45 and 46.
lia fi-. 5a shows the direction of rotation of the various discs.
The air arrives at the supply compressor at 36, and the direction of its flow is. returned to a combustion chamber, indicated at 32, at the rear end of the group, before it is driven to the turbine. The gases coming out. of the latter are <the new ducts, by radial channels, arranged between fixed inlet channels 38 of the additional air compressor which are hollowed out for this purpose, and after having undergone a reversal of direction as is indicated by fP @ ehes, they mix with the carrying air. of the additional air compressor to constitute the propulsion jet.
The embodiment shown in fi--. 6, includes rotors 21, 22 and. 23, mounts so as to be able to rotate freely with respect to each other on a fixed shaft 20 and each carrying several rows of au bes of a supply compressor. These rotors 21, 22 and 23 are respectively integral in rotation with rows of turbine blades 24, '' 5 and 26 cooperating, with rows of turbine blades <B> 27, </B> carried by a short casing 28a freely mounted on shaft 20 and driving rows of rotating vanes 29 of an additional air compressor. These vanes cooperate with fixed vanes 30 of this compressor.
The casing 28a is integral in rotation with a row of vanes 48 of the supply compressor, arranged between the rotors 22 and 23. The fixed vanes of the supply compressor are. indicated in 34.
The air is introduced into the supply compressor at 36 and the direction of its flow is reversed in a discharge chamber, indicated at 32, at the rear end of the group before it is led to the air. the turbine. The gases escaping from the latter, and of which. the direction of flow is reversed again, mix. with the air supplied by the additional air compressor, to constitute the propulsion jet.
The arrangement of the group shown in FIG. 7, is identical to that of the embodiment of FIG. 6, except that the tiubin envelope 28a. is integral in rotation with two rows of blades 48 of the supply compressor arranged respectively between the ro tors 21 and 22 and between the rotors 22 and. 23.
In addition, the gases escaping from the turbine are conducted by radial channels arranged between fixed inlet channels 38 of the additional air compressor, which are hollowed out for this purpose, and after having undergone a reversal of direction indicated by arrows, they come into fixed outlet channels 50 of this compressor where they mix with the additional air to form the jet. This arrangement makes it possible to equalize the temperatures of the additional air and of the gases escaping from the turbine, and thus to increase the speed limit imposed by the speed of sound in the mixture circulating in the nozzle.
When the two fluids mix, their pressures should be about the same, in order to avoid shock. A small difference in speed, however, can only cause negligible losses, and may even be advisable in many cases. The vanes of the additional air compressor must have a large pitch and a negative impact for the intended speed, in order to obtain satisfactory operation during the climb.
The groups described are short, light and very compact, almost without any unused space, and the turbines are short and efficient, while each of these groups has only a few labyrinths. The distribution of the forces is good and it is possible to obtain an excellent mixture of the gases escaping from the turbine and the additional air.