CH334075A - Propulseur à réaction - Google Patents

Propulseur à réaction

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CH334075A
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Zborowski Helmut Ph G A R Von
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Zborowski Helmut Ph G A R Von
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02KJET-PROPULSION PLANTS
    • F02K9/00Rocket-engine plants, i.e. plants carrying both fuel and oxidant therefor; Control thereof
    • F02K9/95Rocket-engine plants, i.e. plants carrying both fuel and oxidant therefor; Control thereof characterised by starting or ignition means or arrangements

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Description


      Propulseur    à     réaction       La présente     invention    concerne les propul  seurs à réaction et a pour but d'améliorer leur  douceur de démarrage et surtout la sécurité de  leur fonctionnement.  



  Elle a pour objet     un    propulseur à réaction  caractérisé en ce qu'il comprend     une    chambre  de combustion principale dans laquelle débou  che une     chambre    d'allumage auxiliaire, une  conduite pour l'injection de comburant dans  cette chambre auxiliaire et un dispositif agencé  de façon que l'augmentation de pression dans  la     chambre    auxiliaire due à     l'allumage    dans  cette chambre provoque l'introduction de com  bustible et de     comburant    dans la chambre de  combustion principale.  



  Le dessin représente, schématiquement et  à titre d'exemple, plusieurs formes d'exécution  du propulseur objet de l'invention.  



  La     fig.    1 est une coupe longitudinale de la  chambre d'allumage d'une     première    forme  d'exécution du propulseur selon l'invention.  



  La     fig.    2 est une coupe transversale de cette  chambre.  



  La     fig.    3 est une vue en élévation, avec  coupe partielle, d'une première forme d'exécu  tion comprenant la chambre d'allumage des       fig.    1 et 2.    La hg. 4 est une vue en élévation, avec  coupe partielle, d'une deuxième forme d'exé  cution.  



  La     fig.    5 est une coupe longitudinale de la  chambre d'allumage dé cette deuxième     forme     d'exécution.  



  La     fig.    6 est     une    coupe     transversale    de la  chambre de la     fig.    5.  



  La     fig.    7 est une vue en élévation, . avec  coupe partielle, d'une troisième forme d'exé  cution.  



  La     fig.    8 est une vue en élévation, à plus  grande échelle, avec coupe partielle, des géné  rateurs à poudre du propulseur de la     fig.    7.  



  La     fig.    9 est une coupe longitudinale de la  chambre d'allumage du propulseur de la     fig.    7.  La     fig.    10 montre une coupe transversale  de la chambre selon la     fig.    9.  



  La     fig.    12 est une vue en coupe d'une  variante de la chambre de combustion du pro  pulseur de la     fig.    3.  



  La     fig.    13 représente, à plus grande échelle,  un     détail    de la     fig.    12.  



  Le propulseur représenté à la     fig.    3 en posi  tion de non-fonctionnement est un propulseur      non autonome. Sa chambre     d'allumage    auxi  liaire 3 est destinée à être alimentée avec du  combustible et du comburant réagissant spon  tanément     lorsqu'ils    sont mélangés. Cette cham  bre 3 comprend un corps 1 débouchant dans  la chambre de combustion     principale    2 du  propulseur. Le comburant et le combustible  sont     introduits    dans la chambre 3 respective  ment par des conduits 4 et 5 prolongés par des       canaux    hélicoïdaux 6 et 7.

   Ces derniers canaux  sont     délimités    par les     parois    de rainures. héli  coïdales prévues à l'intérieur du corps et obtu  rées par un tube fretté 8.  



  Les     rainures    formant les canaux 6 et 7  vont en s'élargissant     dans    le sens de l'écoule  ment, de façon à être enveloppées extérieu  rement par une surface tronconique 9. Les  canaux 6 et 7 débouchent dans un espace de  la chambre 3 séparé du reste de cette chambre  par un col 10 dont le diamètre est supérieur  au diamètre maximum de l'enveloppe tron  conique 9.  



  Les conduits 4 et 5 sont commandés par  des soupapes 11 et 12.     (fig.    1), actionnées par  un organe commun 13.  



  La partie de la chambre d'allumage 3 où  se produit la réaction est prolongée par un  convergent 15 qui     fixe    la pression régnant dans  la chambre en     fonction    du débit du combus  tible et du comburant d'allumage et du volume  de la chambre.  



  Le dispositif     d'allumage        fonctionne    de la  façon suivante: lorsqu'on     man#uvre    l'organe  de commande 13, le comburant et le combus  tible     d'allumage    pénètrent dans la chambre 3  par les conduits 4 - 6 et 5 - 7 et la réaction  se produit spontanément dès qu'ils sont en  contact. Au sortir des conduits 6 - 7, ils sont  pressés l'un contre l'autre vers les parois de  la partie amont de la chambre 3, tandis que  les gaz produits par la réaction sont rejetés vers  l'axe de cette chambre pour être évacués par  le convergent 15 dans la chambre de combus  tion 2.

   On surmonte ainsi, pendant la réaction,  les forces créées par les produits gazeux qui  tendent à séparer les particules de comburant  de celles de combustible et, de ce fait, à     arrêter     la réaction. La pression des gaz dans la cham-         bre    3 est transmise par le conduit 14 à des  organes de commande de     l'injection    du com  burant et du combustible dans la chambre de  combustion     principale    2.  



  Le propulseur représenté à la     fig.    3 com  prend trois pompes 31, 32 et 33 commandées  par un arbre 25 relié au rotor mené 24 d'un  embrayage hydraulique 27, le rotor menant 24a  de ce dernier étant solidaire d'un arbre 26  entraîné par un moteur non représenté. Les  pompes 31 et 32 sont entraînées par l'arbre 25,  par     l'intermédiaire    d'engrenages, tandis que la  pompe 33 est entraînée directement par l'arbre  25. L'embrayage 27 est commandé par un  levier 28 ayant pour effet, dans l'une de ses  positions, d'envoyer un fluide à l'embrayage  par une tubulure 29, ce qui couple les deux  arbres 25 et 26, et dans son autre position de       permettre    le départ de ce     fluide    par une tubu  lure 30.  



  L'embrayage hydraulique permet d'allonger  le temps s'écoulant entre le     démarrage    et la  marche à plein régime jusqu'à une valeur de  l'ordre de plusieurs secondes, pendant que  l'embrayage se remplit lentement de son fluide.  La tubulure 29     d'arrivée    de     fluide    présente à  cet effet un étranglement qui     détermine    le  temps de remplissage. Du fait de ce retard  apporté à la marche à plein     régime,    les pointes  de pression à l'allumage peuvent encore être       diminuées    et on peut faire croître la poussée  dans le temps comme on le désire.  



  La pompe 31 a son admission reliée en 34  à un     réservoir,    non représenté, de combustible,  de kérosène par     exemple,    et son refoulement  est relié à une tubulure 35 sur laquelle est  interposé un filtre 36. La tubulure 35 est reliée,  d'une part, à une tubulure de retour 37 qui  ramène le liquide à l'aspiration de la pompe 31  et,     d'autre    part, à un conduit 38 à l'extrémité  duquel se     trouve    une soupape 39 sollicitée vers  son siège par un ressort     40a.    Une vanne 41  est interposée sur la tubulure 37 et est agencée  pour s'ouvrir automatiquement lorsqu'une pres  sion     déterminée    règne dans la tubulure 38 en  amont de ladite vanne.

   La soupape 39, quand  elle est ouverte, met le conduit 38 en commu  nication avec une tubulure 42     reliée    à des injec-           teurs    de la chambre de combustion 2 du pro  pulseur.  



  La pompe     32,a    son     admission    reliée en 43  à un réservoir, non représenté, de comburant  constitué par de l'acide nitrique concentré, et  son refoulement est relié à une tubulure 44  sur laquelle est interposé un filtre 45. Autour  de la chambre de combustion 2 est ménagé un  espace de refroidissement de section     annulaire     46 dont l'extrémité située près de la bouche de  sortie de la chambre est reliée à la tubulure 44  alors que l'autre est reliée à une tubulure 47.

    Cette tubulure 47 envoie le comburant, d'une  part, à une tubulure de retour 48     ramenant    le  comburant à la pompe 32, d'autre part, à un  conduit 49 à l'extrémité duquel se trouve une  soupape 50 solidaire de la .soupape 39, et,  d'autre part, enfin au conduit 4 de faible sec  tion débouchant dans la chambre d'allumage 3.  Une     vanne    automatique 51 est interposée sur  la tubulure 48 et cette vanne est, de préférence,  réglée à la même pression que la vanne 41.  La soupape 50, quand elle est ouverte, met le  conduit 49 en communication avec un conduit  52 relié à des injecteurs de la chambre de  combustion 2.  



  La pompe 33 a son admission reliée en 53  à un     réservoir,    non représenté, contenant un  combustible réagissant     spontanément    avec  l'acide nitrique concentré. Ce combustible  pourrait être, par exemple, de     l'O-toluidine,    de  la     triéthylamine,    de la 2.3 ou 2.4     diméthyla-          niline,    de l'alcool     furfurylique    ou de l'aniline.  Cette pompe, sur laquelle est interposé un     filtre     55, est reliée à un conduit 5 débouchant dans  la chambre d'allumage 3.  



  La chambre     d'allumage    3 est mise en com  munication, par la tubulure 14 avec un espace  fermé par un piston 56 au déplacement duquel  s'oppose un ressort 57. Ce piston 56 est soli  daire de deux soupapes 58 et 59, dont l'une est  ouverte quand l'autre est fermée et réciproque  ment, et qui commandent     respectivement    une  conduite 62 reliant une chambre 60, fermée  par un piston 40 soumis à l'action     antagoniste     du ressort 40a, à la tubulure de retour 37 du  combustible et une conduite 61     reliant    cette    chambre 60 à la     tubulure    de refoulement 35  du combustible.  



  Les pompes, injecteurs,     vannes    et soupapes  sont réglés de manière, d'une part, que le débit  des matières d'allumage dans la chambre 3 soit  sensiblement égal au 1/10 du débit des car  burants dans la chambre 2, et, d'autre part,  que la pression     d'injection    desdites matières  dans la chambre 3 soit une fraction comprise  entre 0,1 et 1 de celle des combustible et  comburant dans la chambre 2, en     étant    cepen  dant supérieure à 5 atmosphères.

   La valeur de  la pression d'injection du combustible d'allu  mage provenant de la pompe 33, est légèrement  supérieure à celle de la pression régnant dans  la chambre de combustion à plein     régime,    ce  qui évite l'emploi d'une vanne     antiretour    sur  le conduit 5, qui serait nécessaire si la pres  sion dans la chambre de combustion pouvait  devenir supérieure à ladite pression d'injection.  



  Le propulseur décrit ci-dessus fonctionne de  la façon suivante: lorsqu'on place le levier 28  dans la position représentée en traits     mixtes,     l'arbre 25 est couplé à l'arbre moteur 26 et  entraîne les trois pompes 31, 32 et 33. Le  combustible provenant de 34 est envoyé dans  la tubulure 35 et ne peut parvenir à la cham  bre de combustion 2, car la soupape 39 est  fermée, ouvre la soupape 41 et retourne à la  pompe.  



  Le comburant est envoyé dans la tubulure  44 et traverse le circuit de refroidissement 46  de la chambre de combustion,     dans    laquelle il  ne peut parvenir car la soupape 50 est fermée.  Une faible     partie    va vers la chambre     d'allumage     3 par la tubulure 4 et la plus grande partie  s'en retourne à la pompe par la tubulure 48.  Le combustible     d'allumage    est envoyé vers la  chambre d'allumage par la tubulure 54 et le  conduit 5.  



  Les soupapes 11 et 12 étant ouvertes par       l'actionnement    de l'organe 13, le comburant et  le combustible d'allumage pénètrent dans la  chambre d'allumage 3, où ils réagissent sponta  nément l'un avec l'autre, et la pression des gaz  engendrés par la réaction,     transmise    par     Iâ     tubulure 14,a pour effet de repousser le piston  56, donc d'ouvrir la soupape 59 et de fermer      la soupape 58. La pression du combustible  transmise par la tubulure 61 agit sur le piston  40 logé dans la chambre 60 et assure l'ouver  ture des soupapes 39 et 50.

   Le comburant et  le combustible pénètrent alors dans la chambre  de combustion 2, sensiblement avec la même  surpression d'injection, et     s'enflamment    au  contact du jet     brûlant    sortant de la chambre  d'allumage 3. La surpression d'injection du  combustible et du     comburant    dans la chambre  de combustion est, de préférence, de l'ordre de  1/10 ou 1/3 de la' pression régnant dans  ladite chambre.  



  Au cours du fonctionnement, la soupape  59 et, par conséquent, les soupapes 39 et 50  sont maintenues     ouvertes,    .car le piston 56 reste       soumis,    soit à la pression des     gaz    développés  dans la chambre 3, soit, si l'on arrête     l'alimen-          tation    de     celle-ci    en cours de fonctionnement,  à la pression des gaz développés dans la cham  bre de combustion qui parviennent au piston  56 par     l'intermédiaire    de la chambre 3 et de la  tubulure 14. Les vannes 41 et 51 sont presque  fermées et servent au réglage de la pression du       comburant    et du     combustible    respectivement.

    La pompe 33 est avantageusement adaptée de  façon que la consommation en combustible  d'allumage soit alors presque nulle.  



  Pour arrêter le propulseur, on ramène le  levier 28 à sa position     initiale.    Du fait de cette  opération, l'arbre 25 est découplé de l'arbre  moteur 26 et les pompes ralentissent, puis s'ar  rêtent. Sous l'effet du ressort 57, la soupape  59 se ferme et la soupape 58 s'ouvre. Le com  bustible contenu     dans    l'espace 60     retourne    à  la pompe 31 et, sous l'effet du     ressort    40,  les soupapes 39 et 50 se ferment, ce qui arrête  la combustion. Le propulseur. est alors prêt à  être utilisé à nouveau.  



  En vue     d'éviter    des coups de bélier dans  les canalisations en amont des soupapes 39 et  50 et tout     particulièrement    dans le canal de  refroidissement 46, le servomoteur 40 - 60 et  lesdites soupapes sont agencés de façon que  l'arrivée du combustible et du comburant à la  'chambre de combustion soit arrêtée progres  sivement. A cet effet la canalisation d'échap  pement 62 présente un ajutage calibré, non    représenté, destiné à ralentir l'évacuation du  combustible de la chambre 60, et par consé  quent le déplacement du piston 40 et des sou  papes 39 et 50 dans le sens. de la fermeture,  lorsque la soupape 59 est fermée et la soupape  58 ouverte.

   En outre, les soupapes 39 et 50  peuvent     avoir    une forme telle ou être com  binées chacune avec une soupape auxiliaire  telle que les débits du combustible et du com  burant dans les conduits 42 et 52 décroissent  progressivement de la valeur de régime à une  valeur nulle.  



  La chambre de combustion 2 du propulseur  de la     fig.    3 est cylindrique avec un col nette  ment marqué, cette     forme    étant préférable à  la forme     sphéroïdale,    qui est généralement       donnée    aux chambres de combustion.  



  Dans cette chambre de combustion, le rap  port de la section maximum à la section du  col est, de préférence, compris     entre    1,56 et 1  et sa longueur sera, de préférence, d'au moins  75 cm.  



  Le propulseur selon la     fig.    3 pourrait aussi  être pourvu d'une chambre de combustion telle  que celle représentée aux     fig.    12 et 13, qui est  sensiblement cylindrique sur toute sa longueur,  qui sera, de préférence, supérieure à 1 m.  



  Le combustible et le comburant sont intro  duits     dans        cette    chambre par des     injecteurs     comprenant un corps 125 qui est emboîté dans  un élément     tubulaire    126 et à l'intérieur duquel  est ménagé un alésage axial conique ouvert à  son     extrémité    rétrécie 127 et     fermé    à son extré  mité large par une rondelle 128 sertie     dans     le corps. Le combustible est introduit dans cet  alésage par des orifices latéraux 129 débou  chant tangentiellement, de façon à prendre un  mouvement de rotation.

   L'extrémité du corps  125, où se trouve l'ouverture de l'alésage 127,  est extérieurement conique, de même que la  partie intérieure correspondante de l'élément  126, de manière à déterminer un espace de  section     annulaire    130 qui est coaxial avec  l'alésage 127 et va en se rétrécissant pour  communiquer avec     l'intérieur    'de la chambre 2  par une ouverture annulaire entourant l'ouver  ture de l'alésage 127. Le     comburant    traverse  l'espace de refroidissement 46 et     parvient,    par      les conduits 47 et 52, aux espaces 130 des  injecteurs dans lesquels il pénètre     par    des  orifices latéraux 131 débouchant tangentielle  ment.

   Le sens de circulation des liquides est  tel que les     frottements    de ces liquides sur les  parois tendent, dans leur mouvement de rota  tion, à serrer l'injecteur dans la chambre de  combustion. Une bague 132 en matière élas  tique,     insérée    dans une gorge 133 de l'élément  126, assure à la fois l'étanchéité et le maintien  à force dudit élément sur le     corps    125.  



  Le propulseur représenté à la     fig.    4 est un  propulseur autonome destiné à n'être     utilisé     qu'une seule fois. Ce propulseur peut être       utilisé,    par exemple, comme accélérateur ou  propulseur pour un projectile. La chambre  d'allumage 3 de ce propulseur     (fig.    5 et 6)  présente dans sa     paroi    un logement dans lequel  est disposé un corps de matière combustible  solide coulée 23. Ce combustible solide peut  être, par exemple, une amine telle que la 2-2'       diméthyl-benzoïdine,    la 3-3'     diméthyl-ben-          zoïdine    ou la p.     toluidine    ou un mélange de  ces amines.

   Le poids du combustible. est du  même ordre de grandeur que le débit-poids  par seconde du comburant dans la chambre 3,  lequel poids permet d'assurer, avec un facteur  de sécurité suffisant, l'injection du combustible  et du     comburant    et leur     inflammation.    Le com  burant, par exemple de l'acide nitrique con  centré, est introduit dans la chambre 3 par des  canaux 4 commandés par des soupapes 11, 13  et prolongés par des     canaux    hélicoïdaux 6, ces  derniers canaux étant formés, comme     dans    la  chambre selon la     fig.    1, par des rainures obtu  rées par un tube     fretté    8.  



  Le propulseur représenté à la     fig.    4 com  prend un réservoir de comburant de section  annulaire 63 dont la paroi intérieure     délimite     un     réservoir    de combustible 64. Ces     réservoirs     peuvent être remplis respectivement par les ori  fices 65 et 66. Un     premier    générateur de gaz  à poudre 67 est relié au réservoir 63 par une  tubulure 69 initialement fermée par une mem  brane 70, et un deuxième générateur de gaz à  poudre 71 est     relié    aux deux     réservoirs    63  et 64 par des tubulures initialement fermées par  des membranes 72 et 73.

   Le circuit d'allumage    du générateur 67 comprend une batterie 74 et  un     interrupteur    75 dont on voit en 76     l'organe     de commande. Le circuit d'allumage du géné  rateur 71 comprend     un    contacteur 77 et est       connecté    en parallèle avec le précédent circuit  d'allumage.  



  Le réservoir de     comburant    63, d'acide  nitrique par exemple, est relié par la tubulure     .4     à la chambre d'allumage 3. Une membrane 78  est interposée sur la tubulure 4. Le réservoir  63 de comburant est également     relié    par un  conduit 79 initialement fermé par une mem  brane 80 aux injecteurs de la chambre de com  bustion 2. Le réservoir de combustible 64 est,  de son côté, relié par un conduit 81 initialement  fermé par une membrane 82, aux injecteurs de  la chambre 2.  



  Un conduit 14 transmet la pression de la  chambre d'allumage 3 au contacteur 77, de  façon que celui-ci,     normalement    ouvert, se  ferme quand la réaction se produit dans la  chambre 3.  



  La pression de     rupture    de la membrane 78  est inférieure aux pressions de rupture des  membranes 72 et 80. Par exemple, la pression  de rupture de la membrane 78 peut être de 5  atmosphères et celle de la membrane 80 de  15 atmosphères, celle de la membrane 72 étant  comprise entre les deux     limites    précédentes.  



  Ce propulseur fonctionne de la façon sui  vante : quand une pression est exercée sur  l'organe 76, le circuit d'allumage du générateur  67 se     ferme,        l'interrupteur    75     étant    maintenu  fermé par un solénoïde. Sous la pression des  gaz produits par le générateur 67, la mem  brane 70 se rompt et met le comburant sous  pression. Cette pression est     insuffisante    pour  rompre les membranes 80 et 72,     mais    rompt  la membrane 78, le comburant pénétrant de  ce fait dans la chambre     d'allumage    3. L'allu  mage se produit immédiatement et la pression  des gaz de réaction a pour effet de fermer le  contacteur 77, donc le circuit d'allumage du  générateur 71.  



  Les gaz engendrés par     ce        dernier    généra  teur     mettent    sous pression les     réservoirs    de  combustible et de comburant après rupture des  membranes 73 et 72. Les membranes 80 et 82      se rompent à leur tour et les comburant et  combustible pénètrent, sous la même pression,  dans la chambre de combustion, le     mélange     étant enflammé par le jet     brûlant    provenant  de la chambre     d'allumage    3. .  



  Le propulseur représenté aux     fig.    7 et 8,  en position de non-fonctionnement, est un. pro  pulseur autonome destiné à être utilisé un cer  tain nombre de fois. La chambre d'allumage  de ce propulseur est représentée en détail aux       fig.    9 et 10. Ce propulseur peut être     utilisé,    par  exemple, comme propulseur d'avions d'inter  ception ou de projectiles à longue portée.  



  Le comburant alimentant la chambre 3 peut  être constitué, par exemple, par de l'acide nitri  que fortement concentré et le combustible, par  exemple, par un hydrocarbure tel que le ben  zène ou le kérosène, un alcool tel que le mé  thanol ou     l'éthanol    ou un mélange de ces corps.       L'injection    du comburant et du combustible  dans la chambre     d'allumage    3 est effectuée par  un double     injecteur    à cônes 16 - 17. L'élément  tronconique 16 de cet injecteur est percé de  trous tangentiels 18 mettant en communica  tion un espace de section annulaire de l'injec  teur avec une chambre 19 prévue dans le corps  1 et dans laquelle débouchent les conduits  d'arrivée 4 du comburant.

   Le tube     cylindrique     17 de l'injecteur est percé de trous tangentiels  20 mettant en communication l'intérieur de ce  tube avec une autre chambre 21 dans laquelle  débouchent les conduits d'arrivée 5 du com  bustible. Comme dans la forme d'exécution  représentée aux     fig.    1 et 2, des soupapes 11  et 12, commandées par un organe commun 13,  sont interposées sur les conduits     d'arrivée    4  et 5, et un conduit 14 transmet à l'organe de       commande    des     injecteurs    de la chambre de  combustion la pression régnant dans la cham  bre     d'allumage.     



  La chambre 3 comprend, en outre, des  électrodes 22 et 22a isolées du corps 1 de  la chambre 3, et entre lesquelles sont destinées  à     jaillir    des     étincelles    servant à assurer un  allumage convenable du comburant et du com  bustible.  



  Dans une variante     (fig.    11) la chambre  d'allumage 3 pourrait comprendre trois élec-         trodes    22 de l'extrémité desquelles les     étincelles          jaillissent    sur des douilles 22b entourant res  pectivement chacune des électrodes 22 en étant,  bien entendu, isolées de celles-ci.  



  Lorsqu'on     manoeuvre    l'organe de com  mande 13, le comburant pénètre dans la cham  bre 3 sous forme d'un cône creux alors que  le jet du combustible, sortant du tube     cylin-          dique    17, s'évase, en pénétrant dans la chambre  3 sous forme d'un jet conique creux dont  l'angle au     sommet    est supérieur à celui du jet  comburant. Dans la partie commune aux deux  jets, est réalisé un mélange très homogène. La  pression produite par les gaz résultant de la  combustion est     transmise    par le canal 14 à  l'organe de commande des injecteurs de la  chambre de combustion qui sera décrit plus       loin.     



  Le propulseur représenté aux     fig.    7 et 8,  comprend une turbine 87 susceptible d'être  actionnée par un gaz provenant de générateurs  à poudre 88a, 88b, 88c, etc. auxquels l'ad  mission de la turbine est reliée par     l'intermé-          diaire    d'un collecteur 89 et d'une tubulure 90,  le gaz d'échappement étant évacué en 91.  



  Les générateurs de gaz de poudre, qui sont  représentés à plus grande échelle à la     fig.    8,  sont constitués chacun par un     cylindre    92 qui  comporte     intérieurement,    près de ses extré  mités, deux plaques 93 et 94 munies de perfo  rations, qui maintiennent une barre de poudre  pressée ou fondue 95. Un revêtement réfrac  taire 96 est disposé dans l'espace compris entre  la paroi du cylindre 92 et la barre de pou  dre 95.  



  Le cylindre 92 est fermé à une de ses  extrémités par un chapeau à double paroi 97,  entre les parois duquel est disposée une couche  de matière isolante 98. L'autre extrémité du  cylindre 92 est fermée par un chapeau 99 à  l'intérieur duquel sont placées une grille de  protection 100, en forme de panier, et une  membrane     métallique    101. Cette membrane,  qui obture l'orifice du chapeau 99 avant l'uti  lisation du générateur, repose sur une plaque       intérieure    perforée 102 et l'ensemble est main  tenu dans le chapeau 99 par un écrou 103.      Des plaques 104 sont prévues pour favo  riser le mélange des gaz de poudre provenant  directement de la barre 95 avec ceux ayant  traversé la matière réfractaire 96.

   Un ajutage  de     sortie    du chapeau 99 est raccordé au col  lecteur 89.  



  Un     dispositif    d'allumage est prévu à chaque  extrémité de la barre 95, seul l'un de ces dis  positifs étant représenté à la     fig.    7. L'un de  ces dispositifs comprend une     résistance    en spi  rale 105, noyée dans une charge de poudre       auxiliaire.    Cette résistance est reliée à des       bornes    noyées dans une pièce     isolante    106 qui  est fixée dans le chapeau 97.

   Une résistance  107 noyée dans une charge de poudre     auxiliaire     est placée dans l'autre extrémité du     cylindre.     Cette résistance 107 est reliée à des bornes  noyées dans une pièce isolante 108 qui est  fixée au     cylindre    92.  



  La turbine 87 est     couplée    à deux pompes  31 et 32 et reliée à un rupteur 109. Ces  pompes sont agencées, de la manière décrite en  référence à la     fig.    3, pour envoyer le combu  rant et le combustible, d'une part, dans la  chambre d'allumage 3 et, d'autre     part,    dans la  chambre de combustion 2. Les tubulures 4 et 5  relient la chambre d'allumage 3 aux tubulures  47 et 35.  



  Le circuit d'allumage des générateurs 88a,  88b, 88c, etc. comprend en série une batterie  110, un contacteur 111, un     interrupteur    112,  normalement fermé et s'ouvrant lorsqu'une  certaine pression règne dans le collecteur 89,  et un relais distributeur 113 mettant en circuit  successivement les générateurs 88a, 88b, 88c,  etc. Ce relais     comporte    un dispositif électrique  maintenant en circuit chaque générateur pen  dant un     certain    temps, par exemple 0,5 se  conde, indépendamment de la durée de l'im  pulsion.  



  Le circuit d'excitation du contacteur 111  comprend en parallèle un relais 114 constitué,  par un     bilame    et un     interrupteur    115, norma  lement ouvert et se fermant lorsqu'une certaine  pression règne dans la chambre de combustion  2. Ce circuit d'excitation est agencé pour être  connecté à la source 110, lorsqu'une impulsion  est exercée sur un bouton de     manoeuvre    116,    et rester connecté lorsque cette impulsion a  cessé.  



  En parallèle avec le relais     distributeur    113  sont connectés le primaire d'une     bobine    d'allu  mage 117 dont le secondaire est relié à l'une  des électrodes 22, 22a de la chambre 3, deux       électrovannes    119 et 120 et,     par    l'intermé  diaire d'un interrupteur 121     normalement     ouvert, un électro-aimant 122 qui, lorsqu'il  est excité, ouvre la soupape 59 et ferme la  soupape 58.

   La fermeture de     l'interrupteur    121  est commandée par une capsule     manométrique     123,     reliée    par la tubulure 14 à la chambre  d'allumage 3, lorsqu'une     certaine    pression règne  dans cette chambre. Un     interrupteur    de     sécurité     124 est connecté en série avec la batterie 110.  



  Les pompes, injecteurs,     vannes    et soupapes  sont réglés de manière que, d'une part, le débit  des matières d'allumage dans la chambre 3 soit  sensiblement égal au 1/10 du débit du  mélange combustible-comburant dans la cham  bre 2 et, d'autre part, que la pression     d7injec-          tion    de ces matières dans la chambre 3 soit  égale à celle du combustible et du comburant  dans la chambre 2.  



  Le propulseur fonctionne de la façon     sui-          van-te:    lorsqu'on appuie sur l'organe de com  mande 116, le contacteur 111 se ferme et le  circuit d'excitation du contacteur reste fermé  par le relais 114 lorsqu'on cesse d'appuyer sur       l'organe    116. La fermeture du contacteur 111  assure l'ouverture des     électrovannes    119 et  120 et la mise en circuit de la bobine 117.  D'autre     part,    le relais     distributeur    113 met en       circuit    avec un     certain    retard l'allumeur du  générateur à gaz 88a.  



  La partie des gaz produits à     l'arrière    du  générateur pénètre dans l'espace     délimité    par  le chapeau 97 et la     grille    93, puis traverse la  matière réfractaire 96. Ces gaz se     mélangent    à  ceux     sortant        directement    du cylindre. 92 et le  mélange, homogénéisé par les plaques 104,  provoque, quand sa pression atteint la     valeur     de fonctionnement, la rupture de la membrane  101. Les fragments de cette dernière sont  arrêtés par la     grille    100 et ne peuvent, de ce  fait, arriver au collecteur 89.

   La     pressiôn    des  gaz ne peut entraîner la     rupture    des mem-      braves 101 des autres générateurs, car lesdites       membranes    sont alors appuyées sur leur grille  respective 102.  



  Les gaz produits par le générateur 88a sont  envoyés par le collecteur 89 et la tubulure 90  à la turbine 87 qui est ainsi mise en rotation  en entraînant les pompes 31 et 32. La pompe  31 envoie dans la tubulure 35 le combustible  dont une partie pénètre dans la chambre d'allu  mage 3 par la tubulure 5, la plus     grande    partie  revenant à la pompe par la tubulure 37 car la  soupape 39 est fermée. De son côté, la pompe  32 envoie dans la     tubulure    48 le comburant  dont une faible partie pénètre dans la chambre  d'allumage 3 par la tubulure 4, la plus grande  partie de ce comburant     retournant    à la pompe  par la tubulure 48, car la soupape 50 est fer  mée.

   L'éclateur 118 assure l'allumage     régulier     dans la     chambre    3 et la pression créée par  les gaz de combustion est transmise par la con  duite 14 et assure la. fermeture de l'interrup  teur 121.  



  Pendant ce temps, la pression produite dans  le collecteur 89 a assuré l'ouverture de l'inter  rupteur 112 et produit la mise hors circuit du  relais distributeur 113.  



  Du fait de la fermeture de l'interrupteur  121,     l'électro-aimant    122 est excité et assure  simultanément l'ouverture de la soupape 59 et  la fermeture de la soupape 58, le combustible  pouvant alors pénétrer dans l'espace 60 et  repousser le piston 40 à l'encontre du ressort  40a, ce qui     entraîne    l'ouverture des soupapes  39 et 50. Le comburant et le combustible pénè  trent alors dans la chambre de combustion  respectivement par les tubulures 52 et 42. Le  mélange ainsi     introduit    dans la chambre 2  s'enflamme sous l'action du jet chaud     sortânt     de la chambre d'allumage 3.  



  Au bout d'un temps déterminé, par exemple  3 secondes après la mise en circuit du contac  teur 111, le relais 114 s'ouvre, mais le circuit  d'excitation de ce contacteur reste fermé, car,  pendant ce temps,     l'interrupteur    115 s'est fermé  sous l'action de la pression produite dans la  chambre 2 par les gaz de combustion.

   Si une  avarie se produit, par exemple l'éclatement des  tubulures 35 ou 44, l'interrupteur 115 s'ouvre,    ce qui     entraîne        l'ouverture    du contacteur 111,  le même résultat pouvant d'ailleurs être     réalisé     en agissant sur l'organe de     commande.    de     l'in-          terrupteur124.    Lorsque le contacteur 111 s'ou  vre,     l'électro-aimant    122 n'est plus     alimenté    et  le ressort 57 assure la fermeture de la soupape  59 et l'ouverture de la soupape 58,     ce    qui  entraîne la     fermeture    des soupapes 39 et 50,  et par suite, l'arrêt du propulseur:

         Dans    le cas normal, le     fonctionnement    du  propulseur     continue    jusqu'à épuisement des  gaz développés dans l'appareil 88a, c'est-à-dire  pendant un temps prédéterminé avec certitude.  Lorsque la pression baisse dans le collecteur  89 et corrélativement dans la chambre de com  bustion 2,     l'interrupteur   <B>115</B> s'ouvre,     ce    qui       entraîne    l'arrêt du propulseur, de la manière  décrite précédemment, et l'interrupteur 112 se  ferme.

   Par suite, si on désire que le propulseur  continue de fonctionner, il est nécessaire d'exer  cer une nouvelle action sur l'organe de com  mande 116 ; le relais distributeur 113 met alors  en circuit le générateur 88b et le fonctionne  ment reprend de la manière indiquée plus haut.  Les générateurs 88a, 88b, 88c, etc. peuvent  être agencés pour fournir à la turbine 87 la  même puissance.

       Ils    peuvent également être  conçus pour assurer le fonctionnement du pro  pulseur suivant des temps     différents.    C'est ainsi,  par exemple, que l'on peut     prévoir        dix    géné  rateurs fonctionnant chacun entre 20 et 30  secondes pour le décollage et le vol, et trois  ou quatre générateurs fonctionnant, moins long  temps, par exemple entre 3 et 5 secondes pour       fournir    une poussée plus faible pour l'atter  rissage.  



  Dans une variante du propulseur représenté  à la     fig.    3, la chambre auxiliaire 3 pourrait  être     pourvue    d'un dispositif     d'allumage    sem  blable à celui représenté à la     fig.    9. Cette  variante, bien entendu, ne comprendrait pas la  pompe 33 et la conduite 5 serait reliée à la  conduite de combustible 35. D'autre part, des  moyens pourraient être prévus pour arrêter       l'injection    des carburants dans la chambre  d'allumage 2 lorsque la pression dans la cham  bre de combustion a     atteint    une certaine valeur.

    C'est ainsi, par exemple, que dans le propulseur      de la     fig.    7, l'interrupteur 115 pourrait être  agencé pour assurer, lors de sa fermeture, la  fermeture de soupapes interposées sur les tubu  lures 4 et 5 et la mise hors circuit du rupteur  109 ou des électrodes 22, 22a.  



       Il    faut noter que certaines parties des pro  pulseurs     décrits,    notamment les membranes et  les soupapes, sont à protéger contre l'action  corrosive de l'acide, en vue d'assurer un bon  fonctionnement de     l'ensemble,    même après un  long stockage. Cette protection peut être avan  tageusement     réalisée    en munissant ces pièces  d'un revêtement de chrome obtenu par dif  fusion.

Claims (1)

  1. REVENDICATION Propulseur à réaction, caractérisé en ce qu'il comprend une chambre de combustion prin cipale dans laquelle débouche une chambre d'allumage auxiliaire, un conduit pour l'injec tion de comburant dans cette chambre auxi liaire et un dispositif agencé de façon que l'augmentation de pression dans la chambre auxiliaire due à l'allumage dans cette chambre provoque l'introduction de combustible et de comburant dans la chambre de combustion principale. SOUS-REVENDICATIONS 1.
    Propulseur selon la revendication, carac térisé en ce que la chambre auxiliaire est munie d'un dispositif d'allumage électrique. 2. Propulseur selon la revendication, carac térisé par des moyens pour alimenter la cham bre auxiliaire avec le même comburant que celui utilisé dans la chambre principale. 3. Propulseur selon la revendication, carac térisé par des moyens pour alimenter la cham bre auxiliaire avec le même combustible que celui utilisé dans la chambre principale. 4.
    Propulseur selon la revendication, carac térisé en ce que la paroi interne de la chambre auxiliaire présente un logement destiné à rece voir un corps composé de combustible solide. 5. Propulseur selon la "revendication, carac térisé en ce que la chambre auxiliaire est munie d'un dispositif d'injection présentant une sur face conique sur laquelle l'un des composants contribuant à la combustion dans cette cham bre -est dirigé sous forme d'un jet tangentiel. 6. Propulseur selon la revendication, carac térisé en ce ,que la paroi de la chambre prin cipale est entourée d'un espace de section annu laire (46), des moyens étant prévus pour faire :irculer dans ledit canal un des composants contribuant à la combustion en vue d'assurer le refroidissement de la paroi de ladite chambre. 7.
    Propulseur selon la revendication, carac térisé en ce que des organes d'obturation (39, 50) sont interposés sur des tubulures d'arrivée (38, 49) du combustible et du comburant dans la chambre de combustion principale (2), des moyens étant prévus pour assurer l'ouverture desdits organes quand la pression dans la chambre auxiliaire a atteint une valeur .pré déterminée. 8.
    Propulseur selon la revendication et la sous-revendication 7, caractérisé en ce que les moyens prévus pour assurer l'ouverture des organes d'obturation des tubulures d'arrivée du combustible et du comburant dans la chambre de combustion principale comprennent un élec tro-aimant (122), sur le circuit d'excitation duquel est interposé un interrupteur (121) sen sible à la pression régnant dans la chambre auxiliaire. 9.
    Propulseur selon la revendication et la sous-revendication 7, caractérisé par des pom pes pour envoyer le combustible et le combu rant dans des tubulures d'arrivée (42, 47) à la chambre de combustion principale, ces tubu lures communiquant chacune par une tubulure de retour (37, 48) avec l'admission de la pompe respective (31, 32), des soupapes (41, 51) étant agencées de façon telle, sur lesdites tubulures de retour, que, d'une part, elles laissent retour ner le combustible et le comburant à leur pompe respective, lorsque les organes d'obtu ration des tubulures d'arrivée sont fermés et que, d'autre part, elles assurent le réglage des pressions d'admission de ces deux fluides lors que lesdits organes d'obturation sont ouverts. 10.
    Propulseur selon la revendication, caractérisé en ce que la chambre auxiliaire est pourvue d'un injecteur présentant des conduits en hélice (6, 7) dont le diamètre va en croissant dans le sens du parcours. 11. Propulseur selon la revendication, caractérisé en ce que la chambre auxiliaire est pourvue d'un dispositif injecteur présentant deux canaux d'injection coaxiaux (16, 17) rece vant respectivement un combustible et le com burant d'allumage. 12.
    Propulseur selon la revendication, caractérisé en ce que la chambre auxiliaire est pourvue, en aval de l'espace dans lequel débou chent les orifices d'arrivée d'un combustible et du comburant d'un col (10) dont le rayon est au moins égal à la plus grande distance à l'axe desdits orifices. 13.
    Propulseur selon la revendication, caractérisé en ce que des tubulures prévues pour l'alimentation de la chambre auxiliaire en comburant et en combustible sont pourvues de moyens propres à arrêter l'injection du com burant et du combustible, lesdits moyens étant commandés automatiquement dans le sens de l'arrêt lorsque la pression dans la chambre de combustion principale atteint une valeur déter- minée. 14. Propulseur selon la revendication, caractérisé en ce que la chambre de combustion principale a des dimensions telles que le rap port de la section transversale maximum à- la section du col soit compris entre 1,56 et 1 et que sa longueur soit au moins égale à 75 cm. 15.
    Propulseur selon la revendication, caractérisé en ce que la chambre de combustion principale est cylindrique et que sa longueur est au moins égale à 1 m. 16. Propulseur selon la revendication, caractérisé en ce que des pompes (31, 32, 33), destinées à la mise en pression des fluides pre nant part à la combustion, sont entraînées par un moteur auxiliaire (26) par l'intermédiaire d'un embrayage hydraulique (27). 17.
    Propulseur selon la revendication et les sous-revendications 2 et 16, caractérisé en ce que des pompes (31, 32), destinées l'une à la mise sous pression du combustible pour la chambre principale et l'autre à la mise sous pression du comburant, sont entraînées par l'arbre secondaire (25) de l'embrayage hydrau lique par l'intermédiaire d'engrenages et qu'une pompe (33), destinée à la mise en pression du combustible d'allumage, est entraînée directe ment par ledit arbre. 18.
    Propulseur selon la revendication, caractérisé en ce que des pompes, destinées à la mise sous pression du combustible et du comburant, sont entraînées par une turbine (87) alimentée par des générateurs à gaz de pou dre (88). 19. Propulseur selon la revendication et la sous-revendication 18, caractérisé en ce que lesdites pompes (31, 32) sont couplées direc tement à l'arbre de la turbine (87). 20.
    Propulseur selon la revendication et la sous-revendication 18, caractérisé en ce que les générateurs à gaz de poudre (88) ont leur ouverture de sortie obturée par une membrane métallique (101) reposant sur une grille de pro tection (102) placée vers l'intérieur du généra teur, une grille (100) en forme de panier étant disposée en aval de ladite membrane pour retenir les morceaux de celle-ci lorsqu'elle éclate sous l'effet de la pression des gaz déve loppés dans le générateur. 21.
    Propulseur selon la revendication, caractérisé par un générateur à gaz de poudre (71) servant à mettre sous pression le combus tible et le comburant dans leurs réservoirs res pectifs, et fournissant la pression de fonction nement, et par un deuxième générateur à gaz de poudre (67) plus petit que le premier et servant à mettre au moins le comburant sous pression dans son réservoir, une membrane (78) interposée dans le conduit amenant le comburant d'allumage du réservoir dans la chambre auxiliaire, âyant une pression d'écla tement inférieure à la pression d'éclatement d'une membrane (80)
    interposée dans un con duit amenant le comburant du réservoir dans la chambre de, combustion principale, un inter rupteur (77), sensible à la pression régnant dans la chambre auxiliaire, étant intercalé dans un circuit électrique d'allumage du plus grand générateur (71) de manière à allumer la charge de poudre de celui-ci lorsque la pression des gaz due à la combustion dans la chambre auxi liaire atteint une valeur déterminée. 22.
    Propulseur selon la revendication, caractérisé par des injecteurs pour l'injection du combustible et du comburant dans la cham bre principale, qui comprennent d'une part un corps conique (125), présentant un alésage axial conique (127), ouvert à son extrémité rétrécie dans la chambre de combustion prin- cipale, et des orifices (129) d'admission du combustible débouchant tangentiellement dans ledit alésage à son extrémité élargie et, d'autre part, un élément tubulaire (126) conique inté rieurement, dans lequel est engagé coaxiale- ment le corps conique (125) et présentant des orifices (131) d'admission du comburant,
    dé bouchant tangentiellement dans l'espace de section annulaire (130) compris entre le corps conique et l'élément tubulaire, lequel espace annulaire est ouvert à son extrémité rétrécie dans la chambre de combustion principale. 23. Propulseur selon la revendication, des tiné à être utilisé avec un comburant acide, caractérisé en ce que toutes les pièces avec lesquelles le comburant vient en contact sont protégées par une couche de chrome.
CH334075D 1951-06-15 1951-06-15 Propulseur à réaction CH334075A (fr)

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