Installation de propulsion par réaction. L'invention a pour objet une installation de propulsion par réaction comprenant un premier compresseur dynamique comprenant au moins une roue portant au moins un aubage tel que les canaux entre les aubes de cet aubage soient aa moins en partie de forme convergente-divergente dans le sens de l'écou lement, l'air étant destiné,
en régime normal, à s'écouler avec une vitesse relative supérieure à la vitesse du son à travers la, partie conver gente au moins de chacun de ces canaux, et à quitter ces canaux avec une vitesse absolue qui est inférieure à la vitesse du son.
L'installation faisant l'objet de l'invention est caractérisée en ce qu'elle comprend, en outre, un second compresseur dynamique des tiné à comprimer au moins une partie de l'air comprimé par le premier compresseur, des moyens pour diviser l'air qui traverse l'instal lation en deux courants,- des moyens pour faire brûler du combustible dans l'un de ces courants, au moins une turbine pour l'entraî nement des compresseurs et une tuyère de propulsion par réaction, le second compresseur étant établi da faon qu'à tous les régimes la vitesse relative de l'air dans ses parties mo biles reste inférieure à la vitesse du son, le courant chauffé par la combustion dudit com bustible se détendant dans la turbine,
l'autre courant étant dérivé du circuit de celle-ci et les deux courants étant déchargés vers l'ar rière à travers la tuyère. Le dessin représente, à titre d'exemple, deux formes d'exécution de l'installation de propulsion - faisant l'objet de l'invention, et une variante de détail.
La fig. 1 est une élévation latérale d'une première forme d'exécution, la moitié supé rieure de celle-ci étant représentée en coupe axiale.
La fig. 2 :est une vue analogue d'une deuxième forme d'exécution, et la fig. 3 est une vue en coupe, selon. VI-VI des fig. 1 et 2, d'une variante de l'une quelconque des formes d'exécution re présentées aux fig. 1 et 2.
Dans les deux formes d'exécution repré sentées, de nombreuses parties sont. identiques ou analogues et ces parties sont désignées par des mêmes signes de- référence.
La forme d'exécution représentée à la fig. 1 comprend une enveloppe extérieure 10, faite de plusieurs parties .de forme annulaire et dont l'extrémité frontale contient un cône de choc 11 qui délimite, conjointement avec cette enveloppe 10, un passage d'admission annulaire 12. Le cône 11 est supporté à l'in térieur .de la partie frontale de l'enveloppe 10 au moyen de bras radiaux profilés 37, et il présente, à son extrémité arrière, une pla que 14 qui supporte un palier 15 pour un tronçon d'arbre creux s'étendant à partir d'un disque 17.
Le disque 17 porte à sa périphérie une unique rangée d'aubes 18, précédée d'une raÈ- gée d'aubes directrices radiales 13 disposées clans le passage 12. Le disque 17 est relié au moyen d'un rebord annulaire 39 à un disque 40 qui porte les aubes d'un premier étage d'un compresseur à écoulement axial 50 qui comprend six étages.
Des aubes directrices fixes sont disposées en aval de chacune des rangées d'aubes du rotor de ce compresseur 50 qui est établi de façon que pour tous les régimes les vitesses relatives de l'air dans ses cubages mobiles n'atteignent pas à des valeurs supersoniques.
Les aubes 18 du rotor 17, 18 sont con formées et disposées de manière que les ca naux entre les aubes aient une forme conver- gente-divërgente dans le sens de l'écoulement, l'agencement de ces aubes et des aubes de gui dage 13 étant en outre tel qu'en régime nor mal la vitesse relative de l'air à travers la partie convergente au moins de chacun des canaux entre les aubes 18 soit supérieure à la vitesse du son, et qu'à sa sortie de la rangée d'aubes 18,
l'air soit animé .d'une vitesse abso lue inférieure à la vitesse du son et présen tant une composante tangentielle notable. Une cloison annulaire 43 divise le courant d'air comprimé fourni par le compresseur 13, 17, 18 en un courant interne et un courant externe. Le courant d'air externe passe entre des aubes directrices 44, 45 et 46 qui le dé vient dans une direction parallèle à l'axe de l'installation.
Après sa sortie d'entre les aubes directri ces 46, l'air qui a été comprimé uniquement par le premier compresseur 12, 13, 17, 18 s'écoule vers l'arrière à travers un passage annulaire 47 qui est limité par l'enveloppe extérieure 10, d'une part, et, d'autre part, par une -enveloppe intérieure 48.
Du combus tible fourni par des injecteurs 62 peut être brûlé dans ce courant d'air externe, dans ce passage annulaire. Le courant externe est en suite déchargé vers l'arrière dans l'atmosphère à travers une buse annulaire 49 qui entoure une buse principale .34 et forme avec celle-ci une tuyère de propulsion par réaction. Le courant d'air interne, c'est-à-dire celui qui s'écoule à l'intérieur de la cloison annu laire 43, est comprimé par le compresseur axial 50.
Un arbre creux 21 s'étend vers l'arrière à. partir -du disque du dernier étage du com presseur 50 et est monté pour tourner dans un palier 23 ménagé dans un organe fixe de l'installation.
A sa sortie du compresseur axial 50, le courant d'air interne pénètre dans un dispo sitif de combustion comprenant un jeu de chambres de combustion séparées 26 disposées côte à côte autour de l'arbre 21. Ce dispositif pourrait aussi ne comprendre qu'une seule chambre de combustion de section annulaire entourant ledit arbre 21.
Des injecteurs 27 sont disposés de façon à permettre d'introduire du combustible dans les chambres de combustion.
Les gaz de combustion chauds s'échappant des chambres de combustion passent entre des aubes directrices 28 et viennent ensuite frap per des aubes 29 d'un premier étage d'une turbine. Les aubes 29 sont montées sur un disque de turbine 30 qui est fixé à l'arbre 21. A leur sortie du premier étage de la turbine, les gaz passent à travers --m second jeu d'au bes directrices 31 et ensuite entre des aubes 32 d'un second étage de la turbine. Les aubes 32 sont montées sur un disque 33 qui est éga lement fixé à l'arbre 21.
La, turbine entraîne les compresseurs à la même vitesse de rotation par l'intermédiaire de l'arbre 21.
A leur sortie du second étage de la tur bine, les gaz chauds sont déchargés vers l'ar rière dans l'atmosphère sous forme d'un jet propulseur à travers la buse 34 de la. tuyère de propulsion. Pour assurer un passage pro gressif et régulier des gaz jusque dans la buse 34, un cône de fuite 35 est disposé dans cette buse et -est supporté par l'enveloppe 48 au moyen de bras radiaux 36.
Lorsque l'installation est montée à bord d'un aéronef très rapide, l'effet de choc dû à la grande vitesse d'avance de cet aéronef a tendance à produire une pression dans l'ad mission de l'installation et à augmenter ainsi la chute de pression qui se produit au travers de la rangée d'aubes directrices 13.
La principale des raisons pour lesquelles on divise l'air en deux courants de manière qu'une partie de cet air ne passe pas à tra vers la turbine est qu'il est superflu de faire passer tout l'air à travers cette turbine pour obtenir une puissance suffisante pour entrai- ner les compresseurs. De plus, en ne faisant passer qu'une partie de l'air à travers la tur bine, on peut réduire le diamètre extérieur des rotors de celle-ci, ce qui permet d'alléger l'installation.
Un avantage de la construction décrite ré sulte du fait que, avant que le courant d'air externe ne passe en regard des brûleurs 62, cet air est relativement froid et isole ainsi la zone de combustion du courant d'air interne, de sorte qu'il n'est pas nécessaire de prévoir un revêtement calorifuge spécial pour la partie centrale de l'installation.
La deuxième forme d'exécution représen tée à la fig. 2 est à bien des égards analogue à, la première, représentée à la fig. 1. Elle s'en distingue cependant en ce que l'agence ment est tel que l'air traversant l'installation soit divisé en deux courants en amont du pre mier compresseur, lequel présente ici deux parties. Il y a deux entrées annulaires 51 et 52 pour l'air, et ces entrées sont séparées l'une de l'autre par une cloison annulaire 53 pré sentant un bord aigu.
En aval du support ra; dial 37, les canaux annulaires sont séparés par une cloison annulaire 54, et dans chaque canal est disposée une rangée d'aubes direc trices 55, respectivement 56. Le disque 17 de la roue du premier compresseur porte deux cubages concentriques 58 et 59 séparés par une cloison annulaire 57 disposée dans le pro longement de la cloison annulaire 43 s'éten dant vers l'arrière.
Les aubes directrices in ternes 56 et l'aubage interne 59 de la roue dû premier compresseur sont disposés de manière qu'à tous les régimes la vitesse relative de l'air dans les canaux de l'aubage 59 ne dé passe pas la vitesse du son.
L'aubage externe 58 de la roue du premier compresseur est agencé comme l'aubage 18 de l'installation de la fig. 1 et cet cubage et les aubes directrices 55 sont disposées de façon qu'en régime nor mal la vitesse relative de l'air dans les canaux de l'aubage 58 soit supérieure à la vitesse du son dans la partie convergente de ces canaux, et que l'air quitte l'aubage 58 avec une vitesse absolue inférieure à la vitesse du son.
Dans certains cas, l'aubage 59 et les aubes direc trices 56 pourraient être agencées comme les cubages externes 55 et 58 de façon que l'au- bage 59 fonctionne comme l'aubage 58. On voit donc que dans l'installation de la fig. 2, le premier compresseur fournit deux courants d'air comprimé séparés.
Le courant d'air externe comprimé dans l'aubagë extérieur 58 de la roue du premier compresseur passe entre des aubes directrices 44, 45 et 46, comme dans la première forme d'exécution, et est finalement déchargé dans l'atmosphère à travers la buse annulaire 49 clé la tuyère de propulsion.
Le courant d'air intérieur comprimé dans l'aubage intérieur 59 de la roue du premier compresseur pénètre dans un deuxième com- presseur à écoulement axial à sept étages 50 dans lequel les vitesses relatives de l'air sont infrasoniques et l'agencement et le fonction nement du reste de la partie de l'installation dans laquelle passe ce courant d'air est identi que à celui de la partie correspondante de la première forme d'exécution représentée à la fig. 1.
Dans les installations décrites, il n-y a pas d'aubes directrices entre le premier compres seur et le premier étage du .deuxième compres seur 50. L'absence de telles aubes directrices est due au fait que l'air sort du premier com presseur avec une composante de vitesse tan gentielle notable dans le sens de rotation du rotor .de ce compresseur et que le premier cubage mobile du compresseur 50 est cons truit de manière à pouvoir recevoir de l'air animé d'un tel mouvement de rotation.
Dans la variante à laquelle se rapporte la fig. 3, le courant d'air externe circulant dans le canal 47 est déchargé dans l'atmo sphère à travers plusieurs buses séparées 60 de la tuyère de propulsion qui sont groupées autour de la buse centrale 34 de cette tuyère, ceci au lieu :d'être déchargé à travers une buse annulaire externe 49.
Une paroi 61 séparant la buse centrale 34 des buses 60 présente une forme ondulée et permet -La. échange de chaï leur entre les gaz chauds s'écoulant à travers la buse centrale 34 et l'air s'écoulant à tra: vers les buses 60, cet échange de chaleur ten dant à égaliser les vitesses des jets .de gaz sor tant de ces buses.
Les installations décrites présentent plu sieurs avantages par rapport aux installations de propulsion par réaction à. turbine de cons truction usuelle. Par exemple, pour un diamè tre extérieur donné, les installations décrites permettent un plus grand écoulement massi que d'air, de sorte que leur rendement de pro pulsion est amélioré. Ces installations présen tent en outre une consommation spécifique de combustible réduite.
On a constaté que les installations de pro pulsion décrites présentent des caractéristi- ques de calage ou .d'arrêt au départ améliorées par rapport à celles d'installations n'utilisant que des compresseurs à écoulement axial de construction usuelle.
De plus, grâce à l'utili sation .d'une vitesse relative supersonique, on peut obtenir dans le premier compresseur de l'installation de la fig. 1 ou, dans l'aubage 58 du premier compresseur de l'installation de la fig. 2 un taux de compression équiva lent à celui que procurent deux étages ou da vantage :d'un compresseur à écoulement axial de construction usuelle.
Ainsi, la longueur et, par conséquent, le poids de l'installation de la fig. 1 notamment peuvent être considérable ment réduits polir un taux de compression déterminé. La construction de l'ensemble des installations décrites est relativement simple eu égard à leur rendement et, de plus, le pre mier compresseur est de construction robuste, de sorte qu'il est peu susceptible d'être en dommagé par de la glace et par d'autres corps étrangers.
De nombreuses modifications peuvent être apportées -aux formes d'exécution décrites. Par exemple, le courant d'air qui ne passe pas à travers la turbine peut, si on le désire, être mélangé aux gaz d'échappement de la turbine et ce mélange peut être déchargé dans l'atmo sphère à travers une tuyère de propulsion à buse unique.
On peut aussi prévoir des moyens pour faire brûler du combustible sup plémentaire dans les gaz s'échappant de la turbine. En outre, l'installation peut com prendre des moyens pour faire varier la sec tion droite efficace de la buse ou des buses de la tuyère de propulsion par réaction. Dans les formes d'exécution décrites, le premier compresseur et le deuxième compresseur sont tous deux entraînés par la turbine à la, même vitesse de rotation.
Dans certains cas, il peut être désirable d'entraîner le premier compres seur à une vitesse de rotation plus élevée que celle du deuxième compresseur. Lorsque cela est le cas, le premier compresseur peut être entraîné par l'intermédiaire d'engrenages. Alternativement, l'installation peut compren dre deux turbines séparées, dont l'une en traîne le premier compresseur et l'autre le se cond compresseur.