CH312373A - Installation de propulsion par réaction. - Google Patents

Installation de propulsion par réaction.

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CH312373A
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  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Description


  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.

Claims (1)

  1. REVENDICATION: Installation de propulsion par réaction, comprenant un premier compresseur dyna mique comprenant au moins une roue portant au moins un cubage tel que les canaux entre les aubes de cet cubage soient au moins en partie de forme convergente-divergente, dans le sens de l'écoulement, l'air étant destiné, en régime normal, à s'écouler avec une vitesse relative qui est supérieure à la vitesse du son à travers la partie convergente au moins de chacun de ces canaux, et à quitter ces canaux avec une vitesse absolue qui est inférieure à la vitesse du son, caractérisée en ce qu'elle comprend, en outre,
    un second compresseur dynamique destiné à comprimer au moins une partie de l'air comprimé par le premier com presseur, des moyens pour diviser l'air qui traverse l'installation en deux courants, des moyens pour faire brûler du combustible dans l'un de ces courants, au moins une turbine pour l'entraînement des compresseurs et une tuyère de propulsion par réaction, le second compresseur étant établi de façon qu'à flous les régimes la vitesse relative de l'air dans ses parties mobiles reste inférieure à la vitesse du son, le courant chauffé par la combustion dudit combustible se détendant dans la tur bine,
    l'autre courant étant dérivé du circuit de celle-ci et les deux courants étant déchar gés vers l'arrière à travers la: tuyère. SOUS-REVENDICATIONS: 1. Installation selon la revendication, ca ractérisée en ce qu'elle comprend, en outre, des moyens pour chauffer le courait d'air dérivé du circuit de la turbine, par combus tion de combustible dans cet air. 2. Installation selon la revendication, ca ractérisée en ce que les moyens pour diviser. l'air qui la traverse en deux courants sont disposés en aval du premier et en amont du second compresseur, et en ce que le courant d'air dérivé du circuit de la turbine est com primé par le premier compresseur unique ment. 3.
    Installation selon la revendication, ca ractérisée en ce qu'elle comprend des passa ges de guidage disposés en aval du premier compresseur et destinés à dévier parallèlement à l'axe de l'installation un courant d'air sor tant de ce compresseur avec une composante de vitesse tangentielle, ce courant ne passant par aucun autre compresseur. 4. Installation selon la revendication, ca ractérisée en ce que lesdits moyens pour divi ser l'air qui la traverse en deux courants sont disposés en amont du premier compresseur, celui-ci étant agencé de manière à comprimer l'air d'au moins un de ces courants. 5.
    Installation selon la revendication, ca ractérisée en ce que la tuyère comprend deux buses de décharge à travers lesquelles lesdits courants d'air sont respectivement déchargés dans l'atmosphère, la disposition étant choisie de manière à assurer un échange de chaleur entre les courants respectifs qui traversent les buses. 6.
    Installation selon la revendication, ca- raetérisée en ce que ledit premier et ledit se cond compresseur sont disposés de manière à être tous deux entraînés à la même vitesse de rotation par ladite turbine.
CH312373D 1952-03-24 1952-03-24 Installation de propulsion par réaction. CH312373A (fr)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1149575B (de) * 1959-11-13 1963-05-30 M A N Turbomotoren G M B H Zweikreis-Hubstrahltriebwerk fuer Luftfahrzeuge

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE1149575B (de) * 1959-11-13 1963-05-30 M A N Turbomotoren G M B H Zweikreis-Hubstrahltriebwerk fuer Luftfahrzeuge

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