Propulseur à réaction La présente invention a pour objet un propulseur à réaction selon la revendication du brevet principal, c'est-à-dire comprenant une chambre de combustion à combustion pulsatoire, et dans lequel les bouffées successives de gaz engendrées dans la chambre de combustion sont envoyées axialement dans une tubu lure augmentatrice de poussée ouverte en amont et en aval et dont l'ouverture amont permet l'entrée de l'air atmosphérique, ladite tubulure comportant une partie divergente.
Ce propulseur est caractérisé selon l'invention en ce que la tubulure augmentatrice de poussée com prend une partie d'entrée convergente et en ce qu'une tuyère envoyant les bouffées de gaz axialement dans ladite tubulure est disposée de façon que le plan déli mitant l'orifice amont de ladite tubulure soit séparé de l'orifice de sortie de ladite tuyère d'éjection par un intervalle dont la grandeur est comprise entre la moitié du diamètre de l'orifice de sortie de la tuyère d'éjection et le double de ce diamètre.
Le dessin représente, à titre d'exemple, deux for mes d'exécution de l'objet de l'invention.
La fig. 1 montre en coupe axiale une première forme d'exécution de l'objet de l'invention.
La fig. 2 est une coupe transversale selon 11-1I de la fig. 3.
La fig. 3 montre à plus grande échelle une va riante de détail du propulseur de la fig. 1.
La fig. 4 montre en coupe axiale une deuxième forme d'exécution. Sur la fig. 1, on voit en 1 la chambre de combus tion à combustion pulsatoire. L'air atmosphérique est admis dans cette chambre entre les explosions ou combustions successives par un dispositif empêchant un reflux des gaz de combustion, comprenant une tubulure librement ouverte 2 munie de buses suc cessives 2a à bord aigu inclinées vers la chambre de combustion, la tubulure ainsi constituée formant un clapet aérodynamique ayant une résistance à l'écou lement de l'air vers la chambre de combustion rela tivement faible et une résistance beaucoup plus grande au reflux des gaz de combustion vers l'atmo sphère.
Ce clapet pourrait être remplacé par celui montré à la fig. 4 qui comprend une première partie convergente 2b, une tubulure 2c cylindrique ou fai blement convergente et un divergent final 2d. La chambre de combustion 1 est suivie d'une tuyère de décharge 3 de diamètre relativement petit.
Chaque bouffée de gaz est envoyée axialement par la tuyère 3 dans une tubulure augmentatrice de pous sée convergente-divergente 7-4 en poussant vers l'ar rière, comme le ferait un piston, la masse d'air rem plissant cette tubulure et qui s'est introduite dans celle-ci par sa partie convergente 7 dans l'intervalle entre la bouffée considérée et la bouffée précédente. Sous l'effet de la résistance que lui oppose l'air remplissant la tubulure 7-4, le jet de gaz sortant de la tuyère 3 s'épanouit et vient coller à la paroi diver gente 4.
Une partie de l'énergie cinétique du jet est transmise à la masse d'air et la quantité de mouve ment totale des gaz et de l'air sortant dans l'atmo sphère par l'orifice arrière du divergent 4 est plus grande que la quantité de mouvement des gaz issus de la tuyère 3, d'où résulte une augmentation de la poussée.
L'orifice de sortie de la tuyère d'éjection 3 est séparé du plan délimitant l'orifice amont de la tubu lure 7-4 par un intervalle i dont la grandeur est com prise entre la moitié du diamètre d de l'orifice de sor tie de la tuyère 3 et le double de ce diamètre d. De bons résultats peuvent être obtenus lorsque i est voi sin de d/2.
Le col séparant la partie convergente 7 et la par tie divergente 4 de la tubulure augmentatrice de poussée a avantageusement une surfaces supérieure à 1,5 fois celle de l'orifice de sortie de la tuyère 3 de diamètre d.
La partie divergente 4 est constituée par un cône dont l'angle total au sommet est de préférence infé rieur à 50, valeur qui convient pour une fréquence de combustion inférieure à 100 par seconde. De bons résultats peuvent encore être obtenus avec un angle au sommet de 100 pour des fréquences de fonc tionnement comprises entre 50 et 150 combustions par seconde.
Dans le cas de fréquences plus élevées, on pour rait être conduit à utiliser des cônes encore plus divergents.
La tubulure augmentatrice de poussée 7-4 est fixée à la chambre de combustion par des bras 10 laissant entre eux des intervalles pour l'entrée de l'air atmosphérique.
Dans la variante de la fig. 3, la partie divergente 4 de la tubulure augmentatrice de poussée présente une forme allant en s'évasant vers l'arrière. A la suite du col de section s, elle comporte une première par tie conique 4a dont l'angle au sommet a une des valeurs indiquées ci-dessus. A partir de la section<I>si</I> , la partie<I>4a</I> est suivie d'une partie<I>4b</I> également cons tituée par un tronc de cône, mais d'angle au sommet plus grand que celui de 4a. Le nombre des troncs de cônes consécutifs pourrait d'ailleurs être plus grand.
Dans le propulseur représenté à la fig. 4, la tuyère 3 de la chambre 1 décharge axialement dans une tubulure augmentatrice de poussée 7-4 dans la quelle l'augmentation de la divergence à partir du col s est progressive, la partie divergente 4 de la tubulure augmentatrice de poussée ayant alors la forme d'une sorte de tromblon faisant suite à la par tie convergente 7.
L'air est amené à l'orifice d'entrée de la tubulure augmentatrice de poussée 7-4 par un conduit 8, dont la paroi entoure la chambre de combustion 1 et sa tuyère de décharge 3, et s'ouvrant librement à l'amont par un orifice 9. Ce conduit sert à canaliser l'air vers l'orifice d'entrée de la tubulure convergente-diver- gente 7-4. La distance i comprise entre le plan dé- finissant l'orifice d'entrée de la partie convergente 7 et l'orifice de sortie de la tuyère 3 a une grandeur comprise entre 1/2 et deux fois le diamètre de cet orifice.
L'expérience a montré que la section libre annu laire de ce conduit doit avoir une surface notablement supérieure à la surface s du col de la tubulure 7-4 jusqu'en un point situé un peu en amont de ce col.
Le conduit 8 et sa prise d'air 9 doivent être agencés de façon à limiter le moins possible le débit d'air de dilution.
Le conduit du propulseur de la fig. 4 donne de bons résultats lorsque le propulseur se déplace dans l'atmosphère à une vitesse subsonique. L'entrée 9 est adaptée de façon à récupérer par un procédé de diffusion bien connu le plus possible d'énergie ciné tique du déplacement du propulseur relativement à l'atmosphère.
Ensuite, le conduit s'élargit, d'une part pour avoir une capacité telle que l'écoulement initialement continu en 9 devienne peu à peu variable jusqu'à être périodique en 7, d'autre part pour que la section dudit conduit soit assez grande au voisinage de 7, de façon que ledit écoulement périodique n'ait pas une pointe de vitesse trop élevée, génératrice de pertes d'énergie.
Dans tous les propulseurs décrits, la longueur l de la tubulure augmentatrice de pous sée est inférieure à la distance franchie par le son en une seconde dans les gaz chauds issus de la tuyère d'éjection, divisée par six fois la fréquence des échap pements de la chambre de combustion, ce qui permet d'éviter la résonance de la tubulure 7-4.
Reaction thruster The present invention relates to a reaction thruster according to the claim of the main patent, that is to say comprising a combustion chamber with pulsating combustion, and in which the successive puffs of gas generated in the combustion chamber are sent axially in a thrust increasing tube open upstream and downstream and whose upstream opening allows the entry of atmospheric air, said tube comprising a divergent part.
This thruster is characterized according to the invention in that the thrust increasing pipe comprises a converging inlet part and in that a nozzle sending the gas puffs axially into said pipe is arranged so that the delimiting plane l 'upstream orifice of said tubing is separated from the outlet orifice of said ejection nozzle by an interval the size of which is between half the diameter of the outlet orifice of the ejection nozzle and twice this diameter.
The drawing represents, by way of example, two embodiments of the object of the invention.
Fig. 1 shows in axial section a first embodiment of the object of the invention.
Fig. 2 is a cross section along 11-1I of FIG. 3.
Fig. 3 shows on a larger scale a variant of detail of the propellant of FIG. 1.
Fig. 4 shows in axial section a second embodiment. In fig. 1, we see in 1 the combustion chamber with pulsating combustion. Atmospheric air is admitted into this chamber between the successive explosions or combustions by a device preventing a reflux of the combustion gases, comprising a freely open pipe 2 provided with successive nozzles 2a with sharp edges inclined towards the combustion chamber, the pipe thus constituted forming an aerodynamic valve having a resistance to the flow of air towards the combustion chamber relatively low and a much greater resistance to the reflux of the combustion gases towards the atmosphere.
This valve could be replaced by the one shown in FIG. 4 which comprises a first converging part 2b, a cylindrical or slightly converging pipe 2c and a final diverging part 2d. The combustion chamber 1 is followed by a discharge nozzle 3 of relatively small diameter.
Each puff of gas is sent axially through the nozzle 3 into a convergent-divergent thrust increasing manifold 7-4 by pushing towards the rear, as would a piston, the mass of air filling this pipe and which s 'is introduced into it by its converging part 7 in the interval between the puff considered and the previous puff. Under the effect of the resistance opposed to it by the air filling the pipe 7-4, the gas jet leaving the nozzle 3 opens out and sticks to the divergent wall 4.
A part of the kinetic energy of the jet is transmitted to the mass of air and the total amount of movement of the gases and of the air leaving the atmosphere through the rear orifice of the divergent 4 is greater than the amount of movement of the gases issuing from the nozzle 3, resulting in an increase in thrust.
The outlet orifice of the ejection nozzle 3 is separated from the plane delimiting the upstream orifice of the pipe 7-4 by an interval i, the size of which is between half the diameter d of the outlet orifice tie of the nozzle 3 and double this diameter d. Good results can be obtained when i is close to d / 2.
The neck separating the converging part 7 and the divergent part 4 of the thrust increasing pipe advantageously has an area greater than 1.5 times that of the outlet orifice of the nozzle 3 of diameter d.
The divergent part 4 is formed by a cone, the total angle of which at the apex is preferably less than 50, a value which is suitable for a combustion frequency of less than 100 per second. Good results can still be obtained with an apex angle of 100 for operating frequencies between 50 and 150 combustions per second.
In the case of higher frequencies, one could be led to use even more divergent cones.
The thrust increasing tubing 7-4 is attached to the combustion chamber by arms 10 leaving gaps between them for the entry of atmospheric air.
In the variant of FIG. 3, the divergent part 4 of the thrust increasing pipe has a shape which widens towards the rear. Following the section neck s, it comprises a first conical part 4a whose apex angle has one of the values indicated above. From section <I> si </I>, part <I> 4a </I> is followed by part <I> 4b </I> also constituted by a truncated cone, but by apex angle greater than that of 4a. The number of consecutive cone trunks could also be greater.
In the thruster shown in FIG. 4, the nozzle 3 of the chamber 1 discharges axially into a thrust increasing pipe 7-4 in which the increase in the divergence from the neck s is progressive, the divergent part 4 of the thrust increasing pipe then having the shape of a sort of blunderbuss following the convergent part 7.
The air is brought to the inlet of the thrust increasing pipe 7-4 by a duct 8, the wall of which surrounds the combustion chamber 1 and its discharge nozzle 3, and opening freely to the upstream through an orifice 9. This duct is used to channel the air towards the inlet of the converging-diverging tubing 7-4. The distance i between the plane defining the inlet orifice of the converging part 7 and the outlet orifice of the nozzle 3 has a magnitude of between 1/2 and twice the diameter of this orifice.
Experience has shown that the annular free section of this duct must have a surface appreciably greater than the surface s of the neck of the tubing 7-4 up to a point situated a little upstream of this neck.
The duct 8 and its air intake 9 must be arranged so as to limit the flow of dilution air as little as possible.
The thruster duct of FIG. 4 gives good results when the propellant moves through the atmosphere at a subsonic speed. The inlet 9 is adapted so as to recover, by a well-known diffusion process, as much kinetic energy as possible from the displacement of the propellant relative to the atmosphere.
Then, the duct widens, on the one hand to have a capacity such that the initially continuous flow at 9 gradually becomes variable until it is periodic at 7, on the other hand so that the section of said duct is sufficient. large in the vicinity of 7, so that said periodic flow does not have an excessively high speed peak, generating energy losses.
In all the thrusters described, the length l of the thrust increasing tubing is less than the distance crossed by the sound in one second in the hot gases coming from the ejection nozzle, divided by six times the frequency of the exhaust pipes. the combustion chamber, which avoids the resonance of the 7-4 manifold.