Procédé de réglage d'un propulseur d'avion comprenant au moins un compresseur et une turbine à gaz L'un des principaux inconvénients inhérents aux propulseurs d'avion, comprenant au moins un compresseur et une turbine à gaz est la dif ficulté d'obtenir des variations instantanées de la poussée en raison de la grande inertie due à la vitesse de rotation élevée des rotors du com presseur et de la turbine, vitesse de rotation dont la poussée est justement fonction directe.
Cet inconvénient fait naître un très grave danger, lors de l'atterrissage de tels avions, lorsque le pilote manque son terrain. Il doit arriver sur le terrain à vitesse très réduite et donc avec une poussée très faible en prove nance de son propulseur. Il est donc nécessaire que la vitesse de rotation de la turbine et du compresseur soit extrêmement réduite. Lorsque le terrain est manqué, la vitesse de rotation de la turbine et du compresseur doit pouvoir pas ser instantanément de la vitesse de ralenti à la vitesse maximum, ce qui est généralement im possible, le rapport de ces deux vitesses étant de 1 à 3 environ.
On a déjà cherché à pallier ces inconvé nients par l'emploi de volets déflecteurs à la sortie du propulseur. Ces volets déflecteurs dé rivent le jet de gaz, qui provoque la poussée, sur les côtés ou vers l'avant, mais ces disposi tifs n'ont pas donné les résultats qui en étaient attendus, car leur tenue est des plus probléma- tique dans les jets. de gaz chauds sortant du réacteur.
La présente invention, dans le but de re médier à ces inconvénients, a pour objet un procédé de réglage d'un propulseur d'avion, comprenant au moins un compresseur et une turbine à gaz, caractérisé en ce qu'on modifie la section de passage et l'orientation du flux d'air à l'entrée dudit compresseur à l'aide de volets dont l'orientation est réglable afin de ré gler le débit de l'air traversant ce propulseur.
La présente invention a aussi pour objet une installation pour la mise en oeuvre de ce procédé.
Le dessin représente schématiquement, à titre d'exemple, deux formes d'exécution d'une installation de réglage pour la mise en oeuvre de formes d'exécution, également données à titre d'exemple, du procédé de l'invention. La fig. 1 représente schématiquement en coupe un propulseur à réaction à double flux muni de la première desdites formes d'exécu tion. La fig. 2 représente la seconde desdites formes d'exécution. La fig. 3 représente le dispositif de com mande des volets de la première forme d'exé cution. Le carter du propulseur s'ouvre vers l'avant par un canal 1 d'admission de l'air, canal com pris entre le carter 2 et le capot 3 central.
Dans ce canal annulaire est disposé l'aubage 4 d'un précompresseur suivi d'un aubage fixe 5 diffu- seur. L'espace qui suit le diffuseur 5 se divise en deux canalisations annulaires concentriques. L'une d'entre elles constitue l'orifice d'admis sion 7 d'un compresseur axial 8 à plusieurs éta ges. L'autre constitue la canalisation 9 qui con duit le flux d'air secondaire à l'orifice d'échap pement 10 qui entoure le canal d'échappement de la turbine à gaz.
Le compresseur 8 débite l'air comprimé dans des chambres de combustion 11 qui re çoivent le combustible par des injecteurs ap propriés non représentés. Ces chambres 11 dé bitent le mélange brûlé dans les aubages 12 d'une turbine à gaz entraînant les deux com presseurs et l'orifice 13 d'échappement de cette dernière débite les gaz brûlés à l'intérieur de la veine constituée par l'écoulement de l'air par l'orifice 10.
Dans le canal 1 et devant les aubages 4 du précompresseur sont disposés des volets orien tables 14 dont les pieds 15 constituent des tou rillons de pivotement dans des portées corres pondantes aménagées dans le capot central 3. Les pieds des volets 14 comportent des pignons 16 coniques qui engrènent avec une roue 17 qui entraine tous les pignons 15 de façon syn chrone.
La roue 17 pivote librement sur l'arbre cen tral 18 qui relie la roue de turbine, le tambour du compresseur axial et la roue du précompres- seur, cet arbre 18 entraînant également les auxiliaires du groupe, placés à la façon connue sous le capot 3. Cet arbre 18 tourne dans des portées 19 schématiquement indiquées.
Le fonctionnement du dispositif décrit est le suivant L'air pénètre par l'orifice 1 et son débit est réglé par les volets 14 ; ces volets 14, outre leur fonction de réglage de la section de passage de l'air, infligent au courant d'air une giration de sens convenable avant que celui-ci atteigne les aubes 4 du précompresseur. Ces volets 14 per mettent d'obtenir les résultats suivants On peut réduire considérablement la puis sance nécessaire au démarrage du groupe. Dans ce cas, les volets 14 sont inclinés de telle façon qu'ils donnent à l'air qui entre dans la machine une circulation dans le sens de rotation des parties mobiles de la machine. Dans ces con ditions, la puissance prise par la roue de com presseur 4 est réduite d'une façon très appré ciable.
En fonction de la vitesse de vol de l'avion, les volets 14 permettent d'obtenir une meil leure adaptation de l'ensemble du groupe turbo réacteur aux conditions de vol et, par suite, de diminuer la consommation en combustible.
En effet, pour une vitesse de rotation cons tante des éléments rotatifs de la machine, la puissance prise par le compresseur devant le quel sont montés les volets 14 dépend essen tiellement de la position de ces volets et la quantité de carburant étant fonction de la puis sance nécessaire à l'entrainement dudit com presseur est variable en même temps que le dé bit du comburant, c'est-à-dire en même temps que la position des volets.
La commande de fermeture des volets 14, qui est à la disposition du pilote, permet à ce dernier de réduire considérablement, voire même fermer complètement, l'entrée d'air dans le propulseur. Dans ces conditions, pour réduire la poussée donnée par celui-ci, il n'est pas né cessaire de réduire la vitesse de rotation de l'ensemble turbine-compresseur. Au cas où le pilote veut instantanément retrouver une pous sée importante, ce qui arrive, par exemple, lors d'un atterrissage au cours duquel le terrain est mal pris, il lui suffira de rouvrir les volets 14 sans avoir besoin d'attendre, pour retrouver la dite poussée, que les inerties des équipages rota tifs soient vaincues.
Le dispositif de commande des volets il lustré à la fig. 3 comprend un piston 29 qui commande par l'intermédiaire des leviers 27, 26 et 25 et du bouton 24 la couronne dentée 17 qui, agissant sur chacun des secteurs dentés 16 montés sur les volets 14, actionne ceux-ci. La commande peut se faire automatique ment par le piston 29 qui fait partie du servo moteur d'un régulateur automatique, ou ma nuellement par une commande non représentée, agissant directement ou indirectement sur le levier 27. Le pilote d'un aéronef, équipé à l'aide d'une telle machine, dispose de deux paramètres pour modifier la puissance. Pour une position don née des volets 14, la poussée obtenue est fonc tion du nombre de tours des équipages mobiles.
Pour un nombre de tours fixé à l'avance, des équipages rotatifs, il pourra faire varier la pous sée en agissant sur les volets d'entrée 14.
Les variations de poussée pourront être produites dans des temps très courts puisque les temps d'accélération et de décélération de la turbine resteront petits en raison des faibles variations de vitesse provoquées. Il est à remarquer que, dans le dispositif de la fig. 3, la commande automatique de la roue 17 pourra, par exemple, être combinée avec un régulateur de débit de combustible et un régulateur de la vitesse de rotation de l'arbre de la turbine de façon que le réglage de l'orien tation des volets 14 ait lieu simultanément avec un réglage de ce régulateur de débit. Il sera ainsi possible de réaliser l'obtention de la puis sance maximum pour un nombre de tours dé terminé et avec la consommation minimum.
Dans la forme d'exécution de la fig. 2, le combustible est aspiré au travers du filtre 41 par une pompe 42. L'orifice d'admission et l'orifice de refoulement de ladite pompe sont reliés par une tubulure de by-pass sur laquelle est interposée une soupape destinée à mainte nir constante la pression au refoulement de la pompe, soupape de construction connue. La quantité de combustible excédentaire est donc retournée à l'aspiration de la pompe par ladite soupape et ledit conduit de by-pass. Par ail leurs, le refoulement de la pompe alimente un robinet tournant 44 qui règle le débit du com bustible vers un tiroir 45 actionné par un régu lateur centrifuge 47.
Le robinet 44 peut être réglé pour faire varier le débit du combustible qu'il laisse passer à l'aide d'un levier 50 et ce levier est à la disposition du pilote. Le tiroir 45, commandé par le régulateur centrifuge 47, laisse passer vers le tube d'alimentation tour nant 49 le combustible qui est amené par ledit tube tournant dans la roue d'injection du turbo réacteur, roue non représentée sur cette fi gure. Le tiroir 45 est appuyé, d'une part, sur les masselottes mobiles du régulateur et, d'autre part, sur un ressort, ressort dont la tension dé pend de la position d'une came d'appui 51, cette came étant actionnée par un renvoi con venable par le levier 50.
Un by-pass est établi entre la sortie du ro binet tournant 44 et l'entrée du tube 49, ce by-pass étant pourvu d'un organe de .réglage d'un débit constant de combustible complémen taire, organe tel que la vis 48. Ce débit com plémentaire qui échappe au réglage du tiroir 45 correspond sensiblement au débit qui est nécessaire pour faire marcher la turbomachine au ralenti afin d'éviter des extinctions acciden telles des chambres de combustion. Au levier 50 est associée une butée de ralenti. Cette butée est franchissable pour permettre au levier de fermer le robinet 45, ce qui entraîne l'arrêt du groupe.
Le levier 50, par un renvoi convenable, agit également sur une came 52 qui commande un servomoteur 53 de réglage des volets d'entrée d'air 14.. Ce servomoteur est un servomoteur à palette suiveuse pivotant en une cavité que ladite palette sépare en deux chambres. Cette palette est pourvue d'un tourillon creux percé diamétralement, tourillon dans lequel pivote une seconde palette attelée directement à un levier d'appui sur la came 52. Cette seconde palette, par ses tranches, est susceptible d'ob turer simultanément les perforations diamétra les du tourillon creux de la palette de servo moteur.
Cette seconde palette détermine par ailleurs dans ce tourillon creux deux chambres opposées dont l'une est reliée au refoulement d'une pompe à fluide de commande débitant ledit fluide à pression constante et dont l'autre est reliée par une tubulure à la réserve de ce fluide de commande.
Le fonctionnement est le suivant Le démarrage de l'appareil et sa marche jusqu'à 70 % environ du nombre de tours maximum s'obtient en agissant seulement sur le tiroir tournant 44 avec le levier pilote 50. Jus qu'à ce régime, par construction, le tiroir 45 du régulateur ne travaille pas et est ouvert au maximum.
Le régulateur 45, 46, 47 ne com- mence donc à travailler qu'au-dessus de 70 % environ du régime maximum. Le maintien du régime déterminé par le levier pilote 50 est ob tenu par l'action du tiroir 45 qui, par sa face 46, augmente la section de passage de combus tible lorsque le régime baisse, et inversement diminue cette section si le régime augmente.
La vis de réglage 48 permet le passage d'une quantité supplémentaire de combustible, correspondant à la consommation de l'appareil en marche à vide, cette quantité de combusti ble n'étant pas soumise à l'action du régulateur. Dans le cas d'une baisse brusque de régime, on évite ainsi un arrêt total de l'appareil.
Lorsque le pilote agit sur le levier 50 dans le sens de l'ouverture du robinet 44, la came 51 comprime le ressort du régulateur et modi fie en conséquence l'action dudit régulateur. En même temps, la came 52 agit sur le levier qui est solidaire de la seconde palette de servo moteur et celle-ci découvre les orifices diamé traux du tourillon creux de la première palette de servomoteur, si bien que l'une des cham bres dudit servomoteur est reliée à la canali sation de fluide sous pression et l'autre cham bre est reliée à la canalisation d'échappement. La palette principale pivote alors pour suivre les mouvements de la seconde palette jusqu'à la nouvelle position d'équilibre dans laquelle les tranches de la seconde palette obturent les orifices diamétraux du tourillon creux.
Elle permet donc d'infliger aux volets de réglage 14 une mise en position angulaire convenable.
L'emploi des cames pour la commande du régulateur tachymétrique et du servomoteur des volets de réglage, permet une coordination quelconque de la vitesse de rotation et de débit d'air du groupe à turbine, par simple modifica tion des profils. Le dispositif de volets mobiles de réglage peut être adapté également à un groupe turbo réacteur à flux unique et à chambre de com bustion unique.
Il en est de même dans le cas d'un groupe turbocompresseur associé à une hélice à pas variable, le turbocompresseur étant à flux uni que et à chambre de combustion unique.
Il pourra être avantageux d'asservir la com mande de mise en position des aubages de ré glage non seulement avec le régulateur de débit du combustible et avec le régulateur de la vi tesse de rotation de la turbine, mais encore au moins avec la commande du variateur du pas de l'hélice dans le cas de turbopropulseurs as sociés à des hélices à pas variable. De même, la commande des volets mobiles pourrait être liée de façon séparée ou combinée à des indi cateurs de variables telles que la pression atmo sphérique, la température ambiante, la tempé rature des chambres de combustion, etc.