Installation de propulsion à turbine à gaz. 1'd'invention a pour objet une installation de propulsion à turbine à gaz, dans laquelle au moins une partie de l'effet de propulsion est produite par des gaz d'échappement de ladite turbine s'échappant par une tuyère de propulsion.
L'installation objet de l'invention est ca ractérisée en ce qu'elle comprend un eompres- seur axial et un compresseur centrifuge, les rotors de ces compresseurs étant coaxiaux et étant accouplés chacun à une roue de tur bine distincte, et en ce que ledit compresseur axial fournit deux courants d'air comprimé dont l'un alimente ledit compresseur centri fuge et dont l'autre est dérivé autour du com- presseur centrifuge et déehargé dans l'atmo sphère.
Cet agencement a pour but de permettre d'obtenir une installation présentant une lon gueur et une surface frontale réduites par rap port à l'effet de propulsion qu'elle est capa ble de fournir.
Le dessin représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'installation fai sant l'objet de l'invention et des variantes de cette forme d'exécution, celle-ci étant conçue pour la propulsion d'un aéronef.
La fig. 1 est une vue latérale, partie en coupe axiale, de ladite forme d'exécution.
La fig. 2 est une vue en coupe axiale par tielle d'une variante de cette forme d'exécu tion. La fig. 3 est une vue en coupe axiale par tielle d'une autre variante, et La fig. 4 est une élévation de bout, prise depuis l'arrière, d'ume troisième variante.
La forme d'exécution représentée à la fig. 1 comprend un compresseur axial 10 com prenant plusieurs étages, nommément six ran gées d'aubes mobiles, qui est suivi d'un com presseur centrifuge 11 à un seul étage. Cette installation comprend, en outre, une turbine comprenant une roue 12 constituant la. partie haute pression et une roue 13 constituant la partie basse pression, la roue 12 comprenant -une seule rangée d'aubes et la roue 13 en comprenant trois.
Les rotors des compresseurs 10 et 11 et les roues de turbine 12 et 13 sont coaxiaux. Le compresseur 10 est monté à l'avant de l'installation et son rotor est accou plé à la roue de turbine 13 au moyen d'un arbre 14, cette roue 13 étant montée à l'ar rière de l'installation. Le rotor du compres seur centrifuge 11 est monté derrière le com presseur 10 et est accouplé à la roue de tur bine 12 à haute pression au moyen d'un arbre tubulaire 15, cette roue étant montée en avant de la roue 13. Le compresseur 11 et la roue de turbine 12 sont espacés l'un de l'autre pour permettre de loger entre eux des cham bres de combustion 16.
Après avoir traversé trois premiers éta ges du compresseur 10, l'air comprimé est divisé en d'eux courants au moyen d'une pari annulaire 17. L'air du courant interne Est comprimé dans les trois étages restants du compresseur axial et s'écoule ensuite vers l'axe de l'installation et vers l'arrière à travers un passage 18, jusqu'à l'entrée du rotor du compresseur centrifuge 1l.
Le courant d'air externe passe autour des derniers étages du compresseur axial 10, au tour du compresseur centrifuge 11 et autour des deux parties de la turbine, et il s'écoule dans des conduits 19 jusque dans la tuyère de propulsion 20, par laquelle il est déchargé dans l'atmosphère. Les gaz d'échappement qui sortent de la roue basse pression 13 de la tur bine sont également. déchargés dans l'atmo sphère par la, tuyère 20.
Après avoir été comprimé à haute pres sion dans le compresseur centrifuge 11 et dans un diffuseur 21, le courant d'air interne parvient dans les chambres de combustion 16 dans lesquelles on fait bdiler du combustible. Les gaz chauds résultant. de cette combustion entraînent d'abord la roue haute pression 12 de la turbine et ensuite la roue basse pres sion 13 de celle-ci, pour s'échapper finalement par la tuyère de propulsion 20 avec l'air du courant d'air externe, de manière à. fournir un effet de propulsion par réaction.
Dans la variante représentée à la fig. 2, la totalité de l'air pénétrant dans le compres seur à écoulement axial est comprimée dans toits les étages de ce compresseur 10 et n'est divisée en deux courants qu'à une bifurcation 23, en aval de la sortie du compresseur axial.
Dans la variante représentée à la fig. 3, l'air prélevé à un étage intermédiaire du com presseur axial ne se mélange pas avec les gaz d'échappement de la turbine dans la tuyère 20, mais est directement déchargé dans l'atmosphère à travers les canaux 19 et. une tuyère de propulsion de section annulaire 24 formée par la paroi 25 de la tuyère 20 et. une paroi de révolution extérieure entourant cette paroi 25. L'orifice de sortie de la tuyère 20 est situé en arrière de l'orifice de sortie de la tuyère 24. Celle-ci pourrait aussi s'ouvrir dans l'atmosphère à ras de l'orifice de la tuyère 20.
Au contraire, la paroi extérieure de la tuyère 24 pourrait. aussi s'étendre en arrière de l'orifice de sortie de la tuyère 20.
La paroi 25 de la tuyère 20 qui est. commune aux tuyères 20 et 2-1 est. faite d'une matière thermiquement eonductriee, de faon à per mettre un échange de chaleur entre les gaz d'échappement et le courant d'air externe. Cette paroi pourrait aussi être thermiquement isolée, si un tel échange de chaleur n'était pas nécessaire.
Dans une troisième variante représentée â la fig. 4, le courant d'air externe est directe ment déchargé dans l'atmosphère à travers les canaux 19 et. deux: tuyères 26 disposées de part. et d'autre de la tuyère de propulsion 20. Dans certains cas, une telle installation est plus facile à. monter sur un aéronef qu'une installation comportant une tuyère de section annulaire complète.
La forme d'exécution représentée com prend plusieurs chambres de combustion 16 séparées, mais celles-ci pourraient. aussi être remplacées par une chambre de combustion de section annulaire unique. Dans cette forme d'exécution également, comme représenté à la fig. 1, le passage de dérivation est. constitué par plusieurs conduits 19 intercalés entre les chambres de combustion séparées.
Cependant, ce passage pourrait aussi être constitué par un seul conduit de dérivation de section annu laire présentant un joint. longitudinal aux en virons d'un plan axial horizontal de l'instal lation, pour faciliter son accès pour son ins pection et dans des buts analogues.
Dans une forme d'exécution non représen tée, L'installation comprend un dispositif per mettant de modifier le rapport de la partie de l'air comprimé qui est dérivée à celle qui est envoyée dans le compresseur centrifuge. Ce dispositif pourrait, par exemple, compren dre un manchon coulissant. servant. à. faire varier le rapport, des orifices de passage du courant dérivé et du courant. alimentant le compresseur centrifuge. Ce manchon pourrait. être commandé par le pilote d'un aéronef comprenant l'installation, ou être commandé automatiquement, ou en core être commandé automatiquement. et par ledit pilote.
En cas de commande automati que ou partiellement automatique, cette com mande pourrait aussi servir de dispositif des tiné à empêcher des à-coups.
La forme d'exécution représentée à. la fi-g. 1 est pourvue de moyens 2â destinés à permettre de faire brûler du combustible dans la tuyère 20. Dans la variante représentée à la fig. 3, des moyens 28 permettent de faire brûler du combustible dans l'air du courant dérivé s'échappant. par la tuyère 24 et des moyens 29 permettent. de faire brâler du com bustible dans les gaz d'échappement s'échap pant par la tuyère de propulsion 20. Ces dispo- sitions permettent d'obtenir un accroissement.
notable de la. poussée fournie par l'installation en accroissant. la consommation de combustible de celle-ci. Ceci peut être désirable dans cer taines circonstances spéciales, par exemple aa décollage d'un aéronef équipé d'une telle ins tallation.
Dans l'installation représentée à la. fig. 1, seul le mobile formé par le rotor du compres seur axial et la roue de turbine 13 est pourvu d'un dispositif de démarrage. Un embrayage à roue libre ? î est disposé entre ce mobile et.
celui comprenant le rotor du compresseur cer- trifuge et la roue de turbine 12, de manière que le rotor du compresseur centrifuge soit entraîné en rotation à. partir du mobile com prenant le rotor du compresseur axial pen dant la période de mise en marche et jusqu'à ce que le rotor du compresseur centrifuge ait été accéléré par la. roue de turbine 1\? qui l'entraîne, ceci jusqu'à.
une vitesse telle que l'embrayage ?7 débraye du fait que le com presseur centrifuge 11 tourne plus vite que le compresseur axial 10. Ceci évite l'effet d'étranglement que produirait le compresseur centrifuge si son rotor restait presque immo bile lors du démarrage, effet. d'étranglement qui tendrait à. provoquer un engorgement du compresseur axial. Alternativement, le mo bile comprenant. le rotor du compresseur cen trifuge pourrait. aussi être seul couplé à un démarreur, aucun embrayage n'étant dis posé entre les deux mobiles.
Cependant, dans ce cas également, si l'effet d'étranglement pro- duit par le compresseur axial, dont le rotor serait alors entraîné à relativement faible vi tesse par, l'air aspiré à travers lui était exces sif, on pourrait disposer un embrayage cen trifuge ou -un embrayage commandé par la vitesse de rotation entre les deux mobiles, cet embrayage étant. agencé de manière à dé brayer automatiquement lorsque, au cours de la mise en marche, les vitesses respectives des deux compresseurs dépassent une valeur dé terminée.
Dans la, forme d'exécution décrite, les deux compresseurs tournent tous deux dans le même sens. Ils pourraient. au contraire tour ner dans des sens opposés. Dans certains cas, ce dernier mode de fonctionnement. est- préfé rable parce qu'il permet de réduire les effets gyroscopiques qu'exerce l'installa.tion lors qu'on la fait. pivoter autour d'un axe ortho gonal à l'axe de rotation de ses compresseurs, par exemple lorsqu'on modifie la direction de déplacement -d'un aéronef équipé de l'installa tion.
Dans cette dernière forme d'exécution, on pourrait. supprimer les aubes de guidage de redressement disposées dans l'installation de la fig. 1 entre la sortie de la roue haute pression h et l'entrée de la roue basse pres sion 13 de la turbine. Il est évident que dans cette forme d'exécution les deux mobiles doi vent être entraînés lors de la. mise en marche.
On pourrait par exemple, dans ce cas, asso cier un ensemble d'engrenages d'inversion à un embrayage reliant les deux mobiles entre eux et ne pourvoir qu'un seul des mobiles d'un démarreur.
La forme d'exécution décrite présente une faible surface frontale et ses dimensions sont, de façon générale, réduites eu égard à l'effet de propulsion obtenu et à la quantité de coin- biustible consommée; cette installation a, en outre, moins tendance à caler que les instal lations connues.
Dans les inistallation:s décrites, la turbine seule est entraînée par des gaz à température élevée, tandis que l'effet propulsif est produit par une grande masse de gaz de température moyenne réduite, ce qui donne de bons ren dements de propulsion et thermiques.
Dans les installations décrites, le fait qu'une partie de l'air comprimé dans le compresseur axial est dérivée et n'est pas envoyée à travers le compresseur centrifuge, a pour effet que ce dernier compresseur présente une dimension radiale ne dépassant que de peu celle du com presseur axial, la longueur axiale dudit com presseur centrifuge étant très réduite compa rativement à celle d'un compresseur axial cor respondant.
Dans les installations décrites, la. combi naison soigneusement étudiée d'un compres seur à écoulement axial, d'in écoulement. de dérivation et d'un compresseur centrifuge, permet d'obtenir d'excellents résultats tout en donnant une longueur et une surface frontale réduites de l'installation.
Dans d'autres formes d'exécution, non re présentées, la turbine pourrait, en outre, en traîner au moins une hélice de propulsion.