EP4103827A1 - Turbofan engine - Google Patents

Turbofan engine

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EP4103827A1
EP4103827A1 EP21703040.2A EP21703040A EP4103827A1 EP 4103827 A1 EP4103827 A1 EP 4103827A1 EP 21703040 A EP21703040 A EP 21703040A EP 4103827 A1 EP4103827 A1 EP 4103827A1
Authority
EP
European Patent Office
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turbojet
low pressure
flow
rotor
fan
Prior art date
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Pending
Application number
EP21703040.2A
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German (de)
French (fr)
Inventor
Claude JOUVE
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Individual
Original Assignee
Individual
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Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
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Pending legal-status Critical Current

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    • F02C3/00Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid
    • F02C3/04Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid having a turbine driving a compressor
    • F02C3/06Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid having a turbine driving a compressor the compressor comprising only axial stages
    • F02C3/073Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid having a turbine driving a compressor the compressor comprising only axial stages the compressor and turbine stages being concentric
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02C3/00Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid
    • F02C3/14Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid characterised by the arrangement of the combustion chamber in the plant
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02K3/02Plants including a gas turbine driving a compressor or a ducted fan in which part of the working fluid by-passes the turbine and combustion chamber
    • F02K3/04Plants including a gas turbine driving a compressor or a ducted fan in which part of the working fluid by-passes the turbine and combustion chamber the plant including ducted fans, i.e. fans with high volume, low pressure outputs, for augmenting the jet thrust, e.g. of double-flow type
    • F02K3/06Plants including a gas turbine driving a compressor or a ducted fan in which part of the working fluid by-passes the turbine and combustion chamber the plant including ducted fans, i.e. fans with high volume, low pressure outputs, for augmenting the jet thrust, e.g. of double-flow type with front fan
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    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T50/00Aeronautics or air transport
    • Y02T50/60Efficient propulsion technologies, e.g. for aircraft

Definitions

  • the present description relates generally to turbojets.
  • the turbojet is a propulsion system which transforms the potential of chemical energy contained in a fuel, associated with an oxidizer corresponding to the ambient air, into kinetic energy making it possible to generate a reaction force, the thrust, in the opposite direction to ejection.
  • the thrust generated results from the acceleration of a certain quantity of air between the inlet (air inlet nozzle) and the outlet (ejection nozzle).
  • a turbojet comprises at least one compressor mechanically linked by a shaft to a turbine.
  • a combustion chamber is provided between the compressor and the turbine.
  • the compressor can include several compressor stages.
  • the turbine can include several turbine stages. When all the stages of the compressor rotate at the same speed as the turbine, the turbojet is said to be single-body.
  • the turbojet comprises a first compressor, called a high-pressure compressor, driven by a first turbine, called a high-pressure turbine, and a second compressor, called a low-pressure compressor, driven by a second turbine, called a low-pressure turbine. , the rotational speeds of the first and second compressors being different.
  • the turbojet is said to be single-flow when all of the air entering the turbojet enters the combustion chamber.
  • the turbojet is said to be a double-flow when the air flow entering the turbojet is divided into two flows, the primary flow and the secondary flow.
  • the primary flow, or hot flow passes through the entire reactor passing through the compressor (s), the combustion chamber, and the turbine (s).
  • the secondary flow or cold flow bypasses the entire hot part of the reactor.
  • the secondary flow also drives the low pressure compressor.
  • Other turbojets include a fan with a diameter significantly greater than the low pressure compressor and located at the front thereof. The blower is driven by the same shaft as the low pressure compressor. It makes it possible to obtain maximum thrust from the secondary flow.
  • the ratio of the secondary flow air flow to the primary flow air flow is called the dilution ratio or dilution ratio.
  • the air circulating in the reactor is accelerated very strongly, resulting in a high ejection speed, creating strong turbulence by mixing with the ambient air, resulting in significant noise.
  • the large quantity of air passing through the secondary flow is weakly accelerated and “sheath” the strongly accelerated primary flow, hence reducing noise.
  • an object of one embodiment is to at least partially overcome the drawbacks of the turbojets described above.
  • An object of an embodiment is for the turbojet engine to have reduced noise emission.
  • one embodiment provides a bypass turbojet comprising a ducted fan and a reactor comprising a nozzle for expelling gases burnt by the reactor upstream of the turbojet, the free end of the nozzle being located upstream. of the blower.
  • the turbojet engine is intended to receive an air flow dividing into a primary flow and a secondary flow, the primary flow supplying the reactor and forming the burnt gases ejected upstream of the turbojet engine, the secondary flow being ejected downstream from the turbojet.
  • the turbojet comprises a first fairing having a first air inlet at least for the secondary flow, the fan being contained in the first fairing, the turbojet comprising a second air inlet for the primary flow.
  • the second air inlet is located upstream of the first air inlet.
  • the rate of dilution of the turbojet is between 8 and 15.
  • the nozzle is divergent.
  • the turbojet has a double body and comprises a low pressure hitch having at least one low pressure turbine stage and a high pressure hitch, in which part of the fan forms the rotor of the low turbine stage. pressure.
  • the turbojet comprises first blades, each first blade comprising a first part and a second part, the first parts of the first blades forming the rotor of the low pressure turbine stage and the second parts of the first blades forming the blower.
  • the low pressure coupling comprises at least one low pressure compressor stage and another part of the fan forms the rotor of the low pressure compressor stage.
  • each first blade further comprises a third part, the third parts of the first blades forming the rotor of the low pressure compressor stage.
  • the low pressure compressor stage is crossed by the primary flow while the primary flow flows from upstream to downstream of the turbojet engine and the low pressure turbine stage is crossed by the gases. burnt while the burnt gases flow from downstream to upstream of the turbojet.
  • the low pressure hitch comprises at least first and second low pressure turbine stages and first and second low pressure compressor stages. A part of the fan forms the rotor of the first stage of the low pressure turbine, the turbojet comprising second blades, each second blade comprising a first part and a second part, the first parts of the second blades forming the rotor of the second low turbine stage pressure and the second parts of the second blades forming the rotor of the second stage of the low pressure compressor.
  • the turbojet further comprises movable flaps and a mechanism for actuating the movable flaps between a first position in which the movable flaps allow the expulsion of the burnt gases upstream of the turbojet and a second position in which the movable flaps release openings for expelling the burnt gases downstream of the turbojet.
  • FIG. 1 represents an embodiment of a turbojet engine
  • FIG. 2 represents another embodiment of a turbojet
  • FIG. 3 represents an embodiment of part of the reactor of the turbojet engine represented in FIG. 1
  • FIG. 4 is a perspective view, partial and schematic, of an embodiment of a blade
  • FIG. 5 represents another embodiment of a part of the reactor of the turbojet engine represented in FIG. 1
  • FIG. 6 represents another embodiment of a part of the reactor of the turbojet engine represented in FIG. 1
  • FIG. 7 represents a more detailed embodiment of the turbojet engine represented in FIG. 1
  • FIG. 8 represents a more detailed embodiment of the turbojet engine represented in FIG.
  • FIG. 9 is a perspective view, partial and schematic, of another embodiment of a blade
  • FIG. 10 represents a variant of the embodiment of the turbojet engine represented in FIG. 7 in a first mode of operation
  • FIG. 11 represents a variant of the embodiment of the turbojet engine represented in FIG. 7 in a second mode of operation
  • FIG. 12 represents a variant of the embodiment of the turbojet engine represented in FIG. 8 in a first mode of operation
  • FIG. 13 represents a variant of the embodiment of the turbojet engine represented in FIG. 8 in a second mode of operation.
  • upstream and downstream refer to the air flow which enters the turbojet.
  • expressions “approximately”, “approximately”, “substantially”, and “on the order of” mean to within 10%, preferably within 5%.
  • FIG. 1 is a partial and schematic sectional view of an embodiment of a turbojet 10.
  • the turbojet 10 comprises a nacelle 11 comprising an external fairing 12 and an internal fairing 14, the external fairing 12 delimiting a channel 15 extending in a direction D and containing the internal fairing 14.
  • the channel 15 may be substantially symmetrical about revolution about the axis D.
  • the turbojet 10 comprises a reactor 16 disposed at least in part in the channel 15 and in the internal fairing 14. Beams, not shown, connect the external fairing 12, the internal fairing 14 and the engine 16.
  • the turbojet 10 is a bypass turbojet.
  • the air flow which supplies the turbojet 10 is divided into a primary flow F1 and a secondary flow F2.
  • the reactor 16 is supplied by the primary flow F1.
  • the external fairing 12 comprises an air inlet 18 and a nozzle 20.
  • the primary flow Fl and the secondary flow F2 enter the turbojet 10 through the air inlet 18.
  • the primary flow F1 which feeds the reactor 16 is rejected in the form of an output flow of the burnt gases NI.
  • the turbojet 10 expels an air flow N2 downstream through the nozzle 20.
  • the turbojet 10 comprises a fan 22, driven in rotation about an axis D by the reactor 16.
  • the fan 22 drives the secondary flow F2 for obtain the expelled flow N2 with the desired thrust.
  • the outlet flow of the burnt gases NI is expelled upstream from the turbojet 10.
  • the reactor 16 comprises a nozzle 24 having one end 26 through which the outlet flow of the NI flue gases is expelled, and the The end 26 of the nozzle 24 is located upstream of the fan 22.
  • the end 26 of the nozzle 24 is located upstream of the air inlet 18 of the outer shroud 12.
  • the internal fairing 14 comprises an air inlet 28 for the primary flow NI.
  • the air inlet 28 of the internal fairing 14 is located downstream of the air inlet 18 of the external fairing 12, for example downstream of the fan 22.
  • the air inlet 28 of the inner shroud 14 is located just downstream of the blower 22.
  • the air inlet 28 of the inner shroud 14 may be located further downstream of the blower. blower 22.
  • the expelled flow N2 is composed substantially entirely by the secondary flow F2.
  • at least part (arrow 30) of the burnt gas outlet flow NI can be redirected, after its expulsion from the nozzle 24, into the secondary flow F2 and / or into the primary flow F1.
  • the expulsion of the burnt gas outlet flow NI being carried out upstream of the turbojet 10, the part of the gas outlet flow burnt NI which is redirected in the secondary flow F2 and / or in the primary flow F1 is stirred by the fan 22 so that it is largely diluted in the secondary flow F2.
  • the reactor 16 is a double-body reactor.
  • the reactor then comprises a high pressure HP coupling and a low pressure LP coupling, shown very schematically in FIG. 1.
  • the high pressure HP coupling comprises a high pressure compressor and a high pressure turbine, not shown
  • the low coupling LP pressure comprises a low pressure turbine and possibly a low pressure compressor, not shown.
  • the reactor 16 further comprises a combustion chamber, not shown, located between the high pressure compressor and the high pressure turbine.
  • the primary flow Fl flows from upstream to downstream when it enters the air inlet 28 and is then diverted to flow from downstream to upstream, which is illustrated by the arrows 32.
  • the primary flow passes through the high pressure HP hitch while it flows from downstream to upstream.
  • the primary flow also passes through the low pressure LP hitch as it flows from downstream to upstream.
  • FIG. 2 is a sectional view, partial and schematic, of another embodiment of a turbojet 40.
  • the turbojet 40 comprises all the elements of the turbojet 10 shown in Figure 1 with the difference that the internal fairing 14 is not present and that the reactor 16 comprises a pipe 42 comprising an air inlet 44 into which the primary flow Fl enters.
  • the air inlet 44 is upstream of the air inlet 18 of the outer fairing 12.
  • the air inlet 44 is upstream of the end 26 of the nozzle 24.
  • the primary flow Fl then does not include any burnt gas from the NI burnt gas outlet flow.
  • the primary flow F1 passes through the low pressure compressor as it flows from upstream to downstream in the line 42. As described above, the primary flow is then diverted and passes through the pipe. high pressure stage as it flows from downstream to upstream.
  • the output flow of the burnt gases NI is expelled upstream of the turbojet 10 or 40.
  • the noise perceived by an observer located on the side of the nozzle 20 rejecting the flow of the expelled air N2 is therefore reduced.
  • the axis D of the turbojet 10 or 40 may, in certain operating configurations, be slightly inclined with respect to in a vertical direction with the end of the nozzle 20 oriented towards the ground. The embodiments of the turbojet 10 or 40 allow then reduce the noise perceived by an observer on the ground.
  • the nozzle 24 for expelling the flow of flue gases NI is shown schematically with a constant section. However, it may be advantageous for the nozzle 24 to have a divergent section approaching the free end 26, to further minimize the residual thrust of the flue gas flow NI. According to one embodiment, the thrust of the flow of burnt gases NI is less than 15%, preferably less than 10%, more preferably less than 5%, of the thrust of the flow N2.
  • turbojet 10 or 40 The dimensions of the turbojet 10 or 40 will depend on the intended applications.
  • the characteristics of the turbojet 10 or 40 can be the following:
  • Diameter of the inlet 18 of the outer fairing 12 of between 25 cm and 30 cm, for example equal to approximately 28 cm;
  • Diameter of the inlet of the internal fairing 14 of between 11 cm and 13 cm, for example about 12 cm;
  • FIG. 3 is a sectional view, partial and schematic, of a more detailed embodiment of part of the reactor 16 of the turbojet 10 shown in Figure 1.
  • the internal fairing 14 is not not visible.
  • the high pressure HP coupling comprises a turbine stage 50.
  • the reactor 16 further comprises a frame 52 fixed to the internal fairing 14, not visible, and to the external fairing 16, and a shaft 54, mounted so as to be able to rotate relative to the frame 52 about the axis D, by means of bearings 56, a single bearing 56 being visible in FIG. 3.
  • the turbine stage 50 comprises a rotor 58 integral with the shaft 54 and a stator 60 integral with the armature 52.
  • the rotor 58 is driven in rotation by the flow of gas (arrow C1) expelled from the combustion chamber, not shown in FIG. 3.
  • the shaft 54 drives at least one in rotation. high pressure compressor stage, not shown, receiving the primary flow NI.
  • the LP low pressure hitch does not include a compressor and comprises a low pressure turbine stage 62.
  • This turbine stage 62 comprises a stator 64, integral with the frame 52, and a rotor 66.
  • the rotor 66 corresponds to the central part of the fan 22.
  • the rotor 66 is integral with a shaft 68 mounted movably in rotation relative to the frame 52 around the axis D by means of bearings 70.
  • the rotor 66 is driven in rotation around the axis D by the flow of gas having passed through the high pressure turbine 50.
  • the shafts 68 and 54 can rotate at different rotational speeds and / or in opposite directions.
  • Connecting elements are arranged between the outer fairing 12 and the internal fairing 14 and between the internal fairing 14 and the frame 52 of the reactor 16. Some or all of the connecting elements can act as connecting beams to ensure the cohesion of the turbojet 10. Some or all of the connecting elements may correspond to diffusers, also called rectifiers or distributors, serving in particular to properly orient the gas flow.
  • FIG 3 there is shown connecting elements 72 extending between the outer fairing 12 and the internal fairing 14 upstream of the fan 22, connecting elements 74 extending between the outer fairing 12 and the internal fairing 14 downstream of the fan 22, and connecting elements 76 extending between the internal fairing 14 and the frame 52 downstream of the low pressure turbine 60.
  • FIG. 4 is a perspective view of a blade 80 of the fan 22 of FIG. 3.
  • the blade 80 may correspond to a single piece, in particular a foundry piece.
  • the blade 80 comprises successively, from bottom to top in FIG. 4, a root 82, a first heel or plate 84, the blade part 86 functioning as a turbine rotor blade, a second heel or plate 88, and a part of the blade. blade 90 functioning as a fan blade.
  • the foot 82 is intended to cooperate with an opening provided at the periphery of a disc, not shown, integral with the shaft 68, not shown, and secures the blade 80 to the shaft 68.
  • the first beads 84 form a first ring intended to cooperate with the frame 52 to form a sliding connection, substantially sealed.
  • the second beads 88 form a second crown intended to cooperate with the internal fairing 14 to form a sliding connection, substantially sealed.
  • it is the central part of the fan 22, which functions as a rotor of a low pressure turbine, which drives the entire fan 22 in rotation around the axis D.
  • FIG. 5 is a sectional view, partial and schematic, of another more detailed embodiment of a part of the reactor 16 of the turbojet 10 shown in Figure 1.
  • the embodiment of the reactor 16 shown in Figure 5 comprises the 'All of the elements of the reactor 16 shown in FIG. 3, the low pressure LP coupling comprising two additional low pressure turbine stages 92, 94 in addition to the low pressure turbine stage 62.
  • Each low pressure turbine stage 92, 94 comprises a rotor 96, 98 driving the shaft 68 and a stator 100, 102 connected to the frame 52.
  • Figure 6 is a sectional view, partial and schematic, of another more detailed embodiment of part of the reactor 16 of the turbojet 10 shown in Figure 1.
  • the embodiment of the reactor 16 shown in Figure 6 comprises the 'All the elements of the reactor 16 shown in Figure 3 with the difference that the rotor 66 of the turbine stage 62 is connected to the shaft via a speed reducer 110.
  • the low hitch LP pressure comprises an additional low pressure turbine stage 92 in addition to the turbine stage 62.
  • the speed reducer 110 may correspond to a gear system.
  • FIG. 6 shows a gear system comprising three gears 112, 114, 116, including a first gear 112 rotating integrally with the shaft 68, a second gear 114 meshing with the first gear 112 and integral with of a shaft 118 mounted freely in rotation on the frame 52 by bearings 120.
  • the third gear 116 is integral with the shaft 118 and cooperates with a toothed ring 122 integrated into the fan 22.
  • the fan 22 is mounted freely in rotation on the shaft 68 via bearings 124.
  • the use of the speed reducer 110 allows the rotor 96 of the turbine stage 62 and the fan 22 to rotate at different rotational speeds.
  • FIG 7 is a sectional view, partial and schematic, of a more detailed embodiment of the turbojet 10 shown in Figure 1.
  • the air inlet 28 of the internal fairing 14 is located in the downstream half of the internal fairing 14, or even in the quarter at the downstream end of the internal fairing 14.
  • the low pressure LP coupling comprises the turbine stage 62, including the rotor 22 formed by the central part of the fan 22 and the stator 64, and three other turbine stages 124, 126, 128.
  • Each low pressure turbine stage 124, 126, 128 comprises a rotor 130, 132, 134, driving the shaft 68 in rotation, preceded by a stator 136 , 138, 140 integral with the frame 52.
  • the high pressure HP hitch comprises an axial compressor 142, a radial compressor 144 and the high pressure turbine stage 50.
  • the axial compressor 142 comprises a rotor 146 followed by a stator 148 and the radial compressor 144 comprises a rotor 150, also called impeller, followed by a radial diffuser 152 and an axial rectifier 154.
  • the rotors 146, 150 are driven in rotation by the shaft 54. In FIG. 7, the fan 22 and the rotors 58, 130, 132, 134, 146, 150 are shown in perspective.
  • the reactor 16 comprises an annular combustion chamber 156 between the radial compressor 144 and the high pressure turbine stage 50.
  • the combustion chamber 154 may be of the annular type or of the cellular type.
  • the low pressure LP coupling comprises the turbine stage 62 and the other three stages of the low pressure turbine 124, 126, 128 previously described in relation to FIG. 7. However, it also comprises four compressor stages low pressure 160, 162, 164, 166.
  • the rotor of the first stage of the low pressure compressor 160 receiving the primary flow F1 corresponds to the blower 22.
  • the other three stages of compressor 162, 164, and 166 use the rotors 134, 132, and 130 respectively of the turbine stages e low pressure 124, 126, and 128.
  • FIG. 9 is a perspective view of the blade 80 of the fan for the embodiment illustrated in FIG. 8.
  • each blade 80 of the fan 22 for the embodiment illustrated in FIG. 8 comprises in besides a blade portion 168 shaped to function as a compressor blade and which is interposed between the heel 84 and the root 82, an additional heel 170 being provided between the blade portion 168 and the root 82.
  • the embodiment of the blade 80 shown in FIG. 9 therefore comprises, from the axis of rotation towards the periphery of the fan, the root 82, the heel 170, the blade part 168 functioning as a LP compressor blade, the heel 84, the part of the blade.
  • blade 86 functioning as a LP turbine blade
  • the heel 88, and the blade portion 90 functioning as a fan blade.
  • Each rotor blade 130, 132, or 134 may have a shape similar to the embodiment of the blade 80 shown in Figure 4 and include a blade portion shaped to function as a turbine rotor blade and a blade portion shaped to operate. like a compressor rotor blade.
  • the blade portion shaped to function as a compressor rotor blade is closer to the D axis than the blade portion shaped to function as a compressor rotor blade.
  • the high pressure HP coupling comprises the axial compressor 142, the radial compressor 144 and the high pressure turbine stage 50 as described previously in relation to FIG. 7, with the difference that the rotor 58 of the high turbine stage pressure 50 also corresponds to the rotor of the axial compressor 142.
  • each blade of the rotor 58 thus comprises a blade portion shaped to function as a turbine rotor blade and a blade portion shaped to function as a compressor rotor blade. .
  • the blade portion shaped to function as a compressor rotor blade is closer to the D axis than the blade portion shaped to function as a compressor rotor blade. turbine.
  • the primary flow flows from upstream to downstream with respect to the turbojet 40 as it passes through the low pressure compressor stages 160, 162, 164 and 166 and the axial compressor 142 of the engine. high pressure hitch.
  • the primary flow flows from downstream to upstream with respect to the turbojet 40 when it passes through the radial compressor 144, the combustion chamber 156, the high pressure turbine stage 50 and the low pressure turbine stages 124, 126, 128 and 62.
  • turbojets described above relate to a drone comprising a body equipped with turbojets as described above.
  • the turbojets can be mounted so as to pivot relative to the body of the drone.
  • the D axis of each turbojet in a vertical take-off or landing phase, can be substantially vertical, and in a horizontal displacement phase, the D axis of at least one turbojet can be inclined relative to the vertical.
  • the turbojet embodiments described above are particularly suitable when the speed of movement of the drone relative to the ground is not too high, for example in the take-off and landing phases.
  • the turbojet may include a device for reversing the outlet flow of the burnt gases NI.
  • FIGS. 10 and 11 represent an embodiment of a turbojet 50 in two operating configurations and FIGS. 12 and 13 represent an embodiment of a turbojet 60 in two operating configurations.
  • the turbojet 50 comprises all the elements of the turbojet 10 shown in Figure 7 and the turbojet 60 comprises all the elements of the turbojet 40 shown in Figure 8.
  • Each of the turbojets 50 and 60 further comprises a device 52 of NI flue gas outlet flow reversal.
  • the device 52 comprises movable flaps 54, which make up the end part of the nozzle 24, and a mechanism 56 for actuating the movable flaps 54.
  • the actuating mechanism is shown in FIG. 10 schematically by control pins connecting the movable flaps 54 to the outer fairing 12 and is not shown in Figures 11, 12, and 13.
  • the movable flaps 54 are arranged so as to form the free end 26 of the nozzle 24 for that the output flow of the burnt gases NI flows upstream from the turbojet 50 and 60, in a manner analogous to what has been described previously for the turbojet 10 and 40.
  • the movable flaps 54 are arranged so as to free openings 58 allowing a part, preferably the majority, or even all, of the outlet flow of the burnt gases NI to escape from the nozzle 24 directly towards downstream of the turbojet 50 and 60 and joins the expelled flow N2.
  • the passage between the two operating configurations is obtained by moving the movable shutters 54 by means of the actuating mechanism 56.
  • FIG. 4 there is shown a blade 80 with a so-called fir base 82.
  • other forms of foot can be provided, for example dovetail feet.
  • the person skilled in the art can provide a system for cooling the blades of the rotors, a system for modifying the pitch angle of the blades of the stators, etc.
  • the practical implementation of the embodiments and variants described is within the abilities of those skilled in the art based on the functional indications given above.

Abstract

The present invention relates to a turbofan engine (10), comprising a ducted fan (22) and an engine (16) having a nozzle (24) for expelling burnt gases (N1) by the engine in the upstream direction of the turbofan engine, the free end (26) of the nozzle being located upstream of the fan (22).

Description

TURBOREACTEUR TURBOJET
Domaine technique Technical area
La présente description concerne de façon générale les turboréacteurs. The present description relates generally to turbojets.
État de l’art State of the art
Le turboréacteur est un système de propulsion qui transforme le potentiel d'énergie chimique contenu dans un carburant, associé à un comburant correspondant à l'air ambiant, en énergie cinétique permettant de générer une force de réaction, la poussée, dans le sens opposé à l'éjection. La poussée générée résulte de l'accélération d'une certaine quantité d'air entre l'entrée (buse d'entrée d'air) et la sortie (tuyère d'éjection). The turbojet is a propulsion system which transforms the potential of chemical energy contained in a fuel, associated with an oxidizer corresponding to the ambient air, into kinetic energy making it possible to generate a reaction force, the thrust, in the opposite direction to ejection. The thrust generated results from the acceleration of a certain quantity of air between the inlet (air inlet nozzle) and the outlet (ejection nozzle).
Un turboréacteur comprend au moins un compresseur lié mécaniquement par un arbre à une turbine. Une chambre de combustion est prévue entre le compresseur et la turbine. Le compresseur peut comprendre plusieurs étages de compresseur. De même, la turbine peut comprendre plusieurs étages de turbine. Lorsque tous les étages du compresseur tournent à la même vitesse que la turbine, le turboréacteur est dit mono-corps. Dans un turboréacteur double-corps, le turboréacteur comprend un premier compresseur, appelé compresseur haute pression, entraîné par une première turbine, appelée turbine haute pression, et un deuxième compresseur, appelé compresseur basse pression, entraîné par une deuxième turbine, appelée turbine basse pression, les vitesses de rotation des premier et deuxième compresseurs étant différentes. A turbojet comprises at least one compressor mechanically linked by a shaft to a turbine. A combustion chamber is provided between the compressor and the turbine. The compressor can include several compressor stages. Likewise, the turbine can include several turbine stages. When all the stages of the compressor rotate at the same speed as the turbine, the turbojet is said to be single-body. In a double-body turbojet, the turbojet comprises a first compressor, called a high-pressure compressor, driven by a first turbine, called a high-pressure turbine, and a second compressor, called a low-pressure compressor, driven by a second turbine, called a low-pressure turbine. , the rotational speeds of the first and second compressors being different.
Le turboréacteur est dit simple flux lorsque la totalité de l'air entrant dans le turboréacteur pénètre dans la chambre de combustion. Le turboréacteur est dit double flux lorsque le flux d'air entrant dans le turboréacteur se divise en deux flux, le flux primaire et le flux secondaire. Le flux primaire, ou flux chaud, traverse tout le réacteur en passant par le ou les compresseurs, la chambre de combustion, et la ou les turbines. Le flux secondaire ou flux froid contourne toute la partie chaude du réacteur. Sur certains turboréacteurs, le flux secondaire entraîne également le compresseur basse pression. D'autres turboréacteurs comprennent une soufflante (fan en anglais) d'un diamètre nettement supérieur au compresseur basse pression et située à l'avant de celui-ci. La soufflante est entraînée par le même arbre que le compresseur basse pression. Elle permet d'obtenir un maximum de poussée du flux secondaire. The turbojet is said to be single-flow when all of the air entering the turbojet enters the combustion chamber. The turbojet is said to be a double-flow when the air flow entering the turbojet is divided into two flows, the primary flow and the secondary flow. The primary flow, or hot flow, passes through the entire reactor passing through the compressor (s), the combustion chamber, and the turbine (s). The secondary flow or cold flow bypasses the entire hot part of the reactor. On some turbojets, the secondary flow also drives the low pressure compressor. Other turbojets include a fan with a diameter significantly greater than the low pressure compressor and located at the front thereof. The blower is driven by the same shaft as the low pressure compressor. It makes it possible to obtain maximum thrust from the secondary flow.
Le rapport entre le débit d’air du flux secondaire et le débit d'air du flux primaire s'appelle rapport de dilution ou taux de dilution. Dans un turboréacteur à simple flux, l'air circulant dans le réacteur est accéléré très fortement, ce qui entraîne une vitesse d'éjection élevée, créant de fortes turbulences en se mélangeant à l'air ambiant d'où un bruit important. En revanche dans un turboréacteur à double flux la grande quantité d'air passant dans le flux secondaire est faiblement accélérée et vient "gainer" le flux primaire fortement accéléré d'où une diminution du bruit. The ratio of the secondary flow air flow to the primary flow air flow is called the dilution ratio or dilution ratio. In a single-flow turbojet, the air circulating in the reactor is accelerated very strongly, resulting in a high ejection speed, creating strong turbulence by mixing with the ambient air, resulting in significant noise. On the other hand, in a double-flow turbojet engine, the large quantity of air passing through the secondary flow is weakly accelerated and “sheath” the strongly accelerated primary flow, hence reducing noise.
Toutefois, pour certaines applications, il serait souhaitable de réduire encore davantage le bruit émis par le turboréacteur vers l'aval. However, for certain applications, it would be desirable to further reduce the noise emitted by the downstream turbojet engine.
Exposé de l’invention Disclosure of the invention
Ainsi, un objet d'un mode de réalisation est de pallier au moins en partie les inconvénients des turboréacteurs décrits précédemment. Thus, an object of one embodiment is to at least partially overcome the drawbacks of the turbojets described above.
Un objet d'un mode de réalisation est que le turboréacteur soit à émission de bruit réduite.An object of an embodiment is for the turbojet engine to have reduced noise emission.
Dans ce but, un mode de réalisation prévoit un turboréacteur double flux comprenant une soufflante carénée et un réacteur comprenant une tuyère d'expulsion de gaz brûlés par le réacteur vers l'amont du turboréacteur, l'extrémité libre de la tuyère étant située en amont de la soufflante. For this purpose, one embodiment provides a bypass turbojet comprising a ducted fan and a reactor comprising a nozzle for expelling gases burnt by the reactor upstream of the turbojet, the free end of the nozzle being located upstream. of the blower.
Selon un mode de réalisation, le turboréacteur est destiné à recevoir un flux d'air se divisant en un flux primaire et un flux secondaire, le flux primaire alimentant le réacteur et formant les gaz brûlés éjectés vers l'amont du turboréacteur, le flux secondaire étant éjecté vers l'aval du turboréacteur. According to one embodiment, the turbojet engine is intended to receive an air flow dividing into a primary flow and a secondary flow, the primary flow supplying the reactor and forming the burnt gases ejected upstream of the turbojet engine, the secondary flow being ejected downstream from the turbojet.
Selon un mode de réalisation, le turboréacteur comprend un premier carénage ayant une première entrée d'air au moins pour le flux secondaire, la soufflante étant contenue dans le premier carénage, le turboréacteur comprenant une deuxième entrée d'air pour le flux primaire. According to one embodiment, the turbojet comprises a first fairing having a first air inlet at least for the secondary flow, the fan being contained in the first fairing, the turbojet comprising a second air inlet for the primary flow.
Selon un mode de réalisation, la deuxième entrée d'air est située en amont de la première entrée d'air. According to one embodiment, the second air inlet is located upstream of the first air inlet.
Selon un mode de réalisation, le taux de dilution du turboréacteur est compris entre 8 et 15. According to one embodiment, the rate of dilution of the turbojet is between 8 and 15.
Selon un mode de réalisation, la tuyère est divergente. According to one embodiment, the nozzle is divergent.
Selon un mode de réalisation, le turboréacteur est à double corps et comprend un attelage basse pression ayant au moins un étage de turbine basse pression et un attelage haute pression, dans lequel une partie de la soufflante forme le rotor de l'étage de turbine basse pression. Selon un mode de réalisation, le turboréacteur comprend des premières pales, chaque première pale comprenant une première partie et une deuxième partie, les premières parties des premières pales formant le rotor de l'étage de turbine basse pression et les deuxièmes parties des premières pales formant la soufflante. Selon un mode de réalisation, l'attelage basse pression comprend au moins un étage de compresseur basse pression et une autre partie de la soufflante forme le rotor de l'étage de compresseur basse pression. According to one embodiment, the turbojet has a double body and comprises a low pressure hitch having at least one low pressure turbine stage and a high pressure hitch, in which part of the fan forms the rotor of the low turbine stage. pressure. According to one embodiment, the turbojet comprises first blades, each first blade comprising a first part and a second part, the first parts of the first blades forming the rotor of the low pressure turbine stage and the second parts of the first blades forming the blower. According to one embodiment, the low pressure coupling comprises at least one low pressure compressor stage and another part of the fan forms the rotor of the low pressure compressor stage.
Selon un mode de réalisation, chaque première pale comprend, en outre, une troisième partie, les troisièmes parties des premières pales formant le rotor de l'étage de compresseur basse pression. According to one embodiment, each first blade further comprises a third part, the third parts of the first blades forming the rotor of the low pressure compressor stage.
Selon un mode de réalisation, l'étage de compresseur basse pression est traversé par le flux primaire alors que le flux primaire s'écoule de l'amont vers l'aval du turboréacteur et l'étage de turbine basse pression est traversé par les gaz brûlés alors que les gaz brûlés s'écoulent de l'aval vers l'amont du turboréacteur. Selon un mode de réalisation, l'attelage basse pression comprend au moins des premier et deuxième étages de turbine basse pression et des premier et deuxième étages de compresseur basse pression. Une partie de la soufflante forme le rotor du premier étage de turbine basse pression, le turboréacteur comprenant des deuxièmes pales, chaque deuxième pale comprenant une première partie et une deuxième partie, les premières parties des deuxièmes pales formant le rotor du deuxième étage de turbine basse pression et les deuxièmes parties des deuxième pales formant le rotor du deuxième étage de compresseur basse pression. According to one embodiment, the low pressure compressor stage is crossed by the primary flow while the primary flow flows from upstream to downstream of the turbojet engine and the low pressure turbine stage is crossed by the gases. burnt while the burnt gases flow from downstream to upstream of the turbojet. According to one embodiment, the low pressure hitch comprises at least first and second low pressure turbine stages and first and second low pressure compressor stages. A part of the fan forms the rotor of the first stage of the low pressure turbine, the turbojet comprising second blades, each second blade comprising a first part and a second part, the first parts of the second blades forming the rotor of the second low turbine stage pressure and the second parts of the second blades forming the rotor of the second stage of the low pressure compressor.
Selon un mode de réalisation, le turboréacteur comprend en outre des volets mobiles et un mécanisme d'actionnement des volets mobiles entre une première position dans laquelle les volets mobiles permettent l'expulsion des gaz brûlés vers l'amont du turboréacteur et une deuxième position dans laquelle les volets mobiles libèrent des ouvertures d'expulsion des gaz brûlés vers l'aval du turboréacteur. According to one embodiment, the turbojet further comprises movable flaps and a mechanism for actuating the movable flaps between a first position in which the movable flaps allow the expulsion of the burnt gases upstream of the turbojet and a second position in which the movable flaps release openings for expelling the burnt gases downstream of the turbojet.
Brève description des dessins Brief description of the drawings
Ces caractéristiques et avantages, ainsi que d'autres, seront exposés en détail dans la description suivante de modes de réalisation particuliers faite à titre non limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles : la figure 1 représente un mode de réalisation d'un turboréacteur ; la figure 2 représente un autre mode de réalisation d'un turboréacteur ; la figure 3 représente un mode de réalisation d'une partie du réacteur du turboréacteur représenté en figure 1 ; la figure 4 est une vue en perspective, partielle et schématique, d'un mode de réalisation d'une pale ; la figure 5 représente un autre mode de réalisation d'une partie du réacteur du turboréacteur représenté en figure 1 ; la figure 6 représente un autre mode de réalisation d'une partie du réacteur du turboréacteur représenté en figure 1 ; la figure 7 représente un mode de réalisation plus détaillé du turboréacteur représenté en figure 1 ; la figure 8 représente un mode de réalisation plus détaillé du turboréacteur représenté en figure 2 ; la figure 9 est une vue en perspective, partielle et schématique, d'un autre mode de réalisation d'une pale ; la figure 10 représente une variante du mode de réalisation de turboréacteur représenté en figure 7 dans un premier mode de fonctionnement ; la figure 11 représente une variante du mode de réalisation de turboréacteur représenté en figure 7 dans un deuxième mode de fonctionnement ; la figure 12 représente une variante du mode de réalisation de turboréacteur représenté en figure 8 dans un premier mode de fonctionnement ; et la figure 13 représente une variante du mode de réalisation de turboréacteur représenté en figure 8 dans un deuxième mode de fonctionnement. These characteristics and advantages, as well as others, will be explained in detail in the following description of particular embodiments given without limitation in relation to the appended figures, among which: FIG. 1 represents an embodiment of a turbojet engine ; FIG. 2 represents another embodiment of a turbojet; FIG. 3 represents an embodiment of part of the reactor of the turbojet engine represented in FIG. 1; FIG. 4 is a perspective view, partial and schematic, of an embodiment of a blade; FIG. 5 represents another embodiment of a part of the reactor of the turbojet engine represented in FIG. 1; FIG. 6 represents another embodiment of a part of the reactor of the turbojet engine represented in FIG. 1; FIG. 7 represents a more detailed embodiment of the turbojet engine represented in FIG. 1; FIG. 8 represents a more detailed embodiment of the turbojet engine represented in FIG. 2; FIG. 9 is a perspective view, partial and schematic, of another embodiment of a blade; FIG. 10 represents a variant of the embodiment of the turbojet engine represented in FIG. 7 in a first mode of operation; FIG. 11 represents a variant of the embodiment of the turbojet engine represented in FIG. 7 in a second mode of operation; FIG. 12 represents a variant of the embodiment of the turbojet engine represented in FIG. 8 in a first mode of operation; and FIG. 13 represents a variant of the embodiment of the turbojet engine represented in FIG. 8 in a second mode of operation.
Exposé détaillé des modes de réalisation Detailed description of the embodiments
De mêmes éléments ont été désignés par de mêmes références dans les différentes figures. En particulier, les éléments structurels et/ ou fonctionnels communs aux différents modes de réalisation peuvent présenter les mêmes références et peuvent disposer de propriétés structurelles, dimensionnelles et matérielles identiques. Par souci de clarté, seuls les étapes et éléments utiles à la compréhension des modes de réalisation décrits ont été représentés et sont détaillés. En particulier, les structures des turbines, de la chambre de combustion, et des compresseurs de turboréacteurs sont bien connus de l'homme du métier et ne sont pas décrites en détail. The same elements have been designated by the same references in the various figures. In particular, the structural and / or functional elements common to the different embodiments may have the same references and may have identical structural, dimensional and material properties. For the sake of clarity, only the steps and elements useful for understanding the embodiments described have been shown and are detailed. In particular, the structures of turbines, of the combustion chamber, and of turbojet compressors are well known to those skilled in the art and are not described in detail.
Sauf précision contraire, les termes "amont" et "aval" font référence à l'écoulement d'air qui pénètre dans le turboréacteur. Sauf précision contraire, les expressions "environ", "approximativement", "sensiblement", et "de l'ordre de" signifient à 10 % près, de préférence à 5 % près. Unless otherwise specified, the terms “upstream” and “downstream” refer to the air flow which enters the turbojet. Unless otherwise specified, the expressions "approximately", "approximately", "substantially", and "on the order of" mean to within 10%, preferably within 5%.
La figure 1 est une vue en coupe, partielle et schématique, d'un mode de réalisation d'un turboréacteur 10. Le turboréacteur 10 comprend une nacelle 11 comprenant un carénage externe 12 et un carénage interne 14, le carénage externe 12 délimitant un canal 15 s'étendant selon une direction D et contenant le carénage interne 14. Le canal 15 peut être sensiblement à symétrie de révolution autour de l'axe D. Le turboréacteur 10 comprend un réacteur 16 disposé au moins en partie dans le canal 15 et dans le carénage interne 14. Des poutres, non représentées, relient le carénage externe 12, le carénage interne 14 et le réacteur 16. FIG. 1 is a partial and schematic sectional view of an embodiment of a turbojet 10. The turbojet 10 comprises a nacelle 11 comprising an external fairing 12 and an internal fairing 14, the external fairing 12 delimiting a channel 15 extending in a direction D and containing the internal fairing 14. The channel 15 may be substantially symmetrical about revolution about the axis D. The turbojet 10 comprises a reactor 16 disposed at least in part in the channel 15 and in the internal fairing 14. Beams, not shown, connect the external fairing 12, the internal fairing 14 and the engine 16.
Le turboréacteur 10 est un turboréacteur à double flux. L'écoulement d'air qui alimente le turboréacteur 10 se divise en un flux primaire Fl et un flux secondaire F2. Le réacteur 16 est alimenté par le flux primaire Fl. Le carénage externe 12 comprend une entrée d'air 18 et une tuyère 20. Le flux primaire Fl et le flux secondaire F2 pénètrent dans le turboréacteur 10 par l'entrée d'air 18. Le flux primaire Fl qui alimente le réacteur 16 est rejeté sous la forme d'un flux de sortie des gaz brûlés NI. Le turboréacteur 10 expulse vers l'aval un flux d'air N2 par la tuyère 20. Le turboréacteur 10 comprend une soufflante 22, entraînée en rotation autour d'un axe D par le réacteur 16. La soufflante 22 entraîne le flux secondaire F2 pour obtenir le flux expulsé N2 avec la poussée souhaitée. The turbojet 10 is a bypass turbojet. The air flow which supplies the turbojet 10 is divided into a primary flow F1 and a secondary flow F2. The reactor 16 is supplied by the primary flow F1. The external fairing 12 comprises an air inlet 18 and a nozzle 20. The primary flow Fl and the secondary flow F2 enter the turbojet 10 through the air inlet 18. The primary flow F1 which feeds the reactor 16 is rejected in the form of an output flow of the burnt gases NI. The turbojet 10 expels an air flow N2 downstream through the nozzle 20. The turbojet 10 comprises a fan 22, driven in rotation about an axis D by the reactor 16. The fan 22 drives the secondary flow F2 for obtain the expelled flow N2 with the desired thrust.
Selon un mode de réalisation, le flux de sortie des gaz brûlés NI est expulsé vers l'amont du turboréacteur 10. Le réacteur 16 comprend une tuyère 24 ayant une extrémité 26 par où est expulsé le flux de sortie des gaz brûlés NI, et l'extrémité 26 de la tuyère 24 est située en amont de la soufflante 22. De préférence, l'extrémité 26 de la tuyère 24 est située en amont de l'entrée d'air 18 du carénage externe 12. According to one embodiment, the outlet flow of the burnt gases NI is expelled upstream from the turbojet 10. The reactor 16 comprises a nozzle 24 having one end 26 through which the outlet flow of the NI flue gases is expelled, and the The end 26 of the nozzle 24 is located upstream of the fan 22. Preferably, the end 26 of the nozzle 24 is located upstream of the air inlet 18 of the outer shroud 12.
Dans le mode de réalisation représenté en figure 1, le carénage interne 14 comprend une entrée d'air 28 pour le flux primaire NI. Selon un mode de réalisation, l'entrée d'air 28 du carénage interne 14 est située en aval de l'entrée d'air 18 du carénage externe 12, par exemple en aval de la soufflante 22. Dans le mode de réalisation représenté en figure 1, l'entrée d'air 28 du carénage interne 14 est située juste en aval de la soufflante 22. A titre de variante, l'entrée d'air 28 du carénage interne 14 peut être située davantage en aval par rapport à la soufflante 22. In the embodiment shown in FIG. 1, the internal fairing 14 comprises an air inlet 28 for the primary flow NI. According to one embodiment, the air inlet 28 of the internal fairing 14 is located downstream of the air inlet 18 of the external fairing 12, for example downstream of the fan 22. In the embodiment shown in Figure 1, the air inlet 28 of the inner shroud 14 is located just downstream of the blower 22. Alternatively, the air inlet 28 of the inner shroud 14 may be located further downstream of the blower. blower 22.
Selon un mode de réalisation, le flux expulsé N2 est composé sensiblement en totalité par le flux secondaire F2. Selon un mode de réalisation, au moins une partie (flèche 30) du flux de sortie des gaz brûlés NI peut être redirigée, après son expulsion de la tuyère 24, dans le flux secondaire F2 et/ou dans le flux primaire Fl. Toutefois, l'expulsion du flux de sortie des gaz brûlés NI étant réalisée vers l'amont du turboréacteur 10, la partie du flux de sortie des gaz brûlés NI qui est redirigée dans le flux secondaire F2 et/ou dans le flux primaire Fl est brassée par la soufflante 22 de sorte qu'elle est diluée en grande partie dans le flux secondaire F2. According to one embodiment, the expelled flow N2 is composed substantially entirely by the secondary flow F2. According to one embodiment, at least part (arrow 30) of the burnt gas outlet flow NI can be redirected, after its expulsion from the nozzle 24, into the secondary flow F2 and / or into the primary flow F1. However, the expulsion of the burnt gas outlet flow NI being carried out upstream of the turbojet 10, the part of the gas outlet flow burnt NI which is redirected in the secondary flow F2 and / or in the primary flow F1 is stirred by the fan 22 so that it is largely diluted in the secondary flow F2.
Selon un mode de réalisation, le réacteur 16 est un réacteur double-corps. Le réacteur comprend alors un attelage haute pression HP et un attelage basse pression BP, représentés de façon très schématique en figure 1. L'attelage haute pression HP comprend un compresseur haute pression et une turbine haute pression, non représentés, et l'attelage basse pression BP comprend une turbine basse pression et éventuellement un compresseur basse pression, non représentés. Le réacteur 16 comprend en outre une chambre de combustion, non représentée, située entre le compresseur haute pression et la turbine haute pression. Selon un mode de réalisation, le flux primaire Fl s'écoule d'amont en aval lorsqu'il pénètre dans l'entrée d'air 28 puis est dévié pour s'écouler d'aval en amont, ce qui est illustré par les flèches 32. Selon un mode de réalisation, le flux primaire traverse l'attelage haute pression HP alors qu'il s'écoule d'aval en amont. En outre, dans le mode de réalisation représenté en figure 1, le flux primaire traverse également l'attelage basse pression BP alors qu'il s'écoule d'aval en amont. According to one embodiment, the reactor 16 is a double-body reactor. The reactor then comprises a high pressure HP coupling and a low pressure LP coupling, shown very schematically in FIG. 1. The high pressure HP coupling comprises a high pressure compressor and a high pressure turbine, not shown, and the low coupling LP pressure comprises a low pressure turbine and possibly a low pressure compressor, not shown. The reactor 16 further comprises a combustion chamber, not shown, located between the high pressure compressor and the high pressure turbine. According to one embodiment, the primary flow Fl flows from upstream to downstream when it enters the air inlet 28 and is then diverted to flow from downstream to upstream, which is illustrated by the arrows 32. According to one embodiment, the primary flow passes through the high pressure HP hitch while it flows from downstream to upstream. In addition, in the embodiment shown in FIG. 1, the primary flow also passes through the low pressure LP hitch as it flows from downstream to upstream.
La figure 2 est une vue en coupe, partielle et schématique, d'un autre mode de réalisation d'un turboréacteur 40. Le turboréacteur 40 comprend l'ensemble des éléments du turboréacteur 10 représenté en figure 1 à la différence que le carénage interne 14 n'est pas présent et que le réacteur 16 comprend une conduite 42 comprenant une entrée d'air 44 dans laquelle pénètre le flux primaire Fl. Dans le mode de réalisation représenté en figure 2, l'entrée d'air 44 est en amont de l'entrée d'air 18 du carénage extérieur 12. Dans le mode de réalisation représenté en figure 2, l'entrée d'air 44 est en amont de l'extrémité 26 de la tuyère 24. De façon avantageuse, le flux primaire Fl ne comprend alors pas de gaz brûlés issus du flux de sortie des gaz brûlés NI. Dans le présent mode de réalisation, le flux primaire Fl traverse le compresseur basse pression alors qu'il s'écoule d'amont en aval dans la conduite 42. Comme cela a été décrit précédemment, le flux primaire est ensuite dévié et traverse l'étage haute pression alors qu'il s'écoule d'aval en amont. Figure 2 is a sectional view, partial and schematic, of another embodiment of a turbojet 40. The turbojet 40 comprises all the elements of the turbojet 10 shown in Figure 1 with the difference that the internal fairing 14 is not present and that the reactor 16 comprises a pipe 42 comprising an air inlet 44 into which the primary flow Fl enters. In the embodiment shown in FIG. 2, the air inlet 44 is upstream of the air inlet 18 of the outer fairing 12. In the embodiment shown in FIG. 2, the air inlet 44 is upstream of the end 26 of the nozzle 24. Advantageously, the primary flow Fl then does not include any burnt gas from the NI burnt gas outlet flow. In the present embodiment, the primary flow F1 passes through the low pressure compressor as it flows from upstream to downstream in the line 42. As described above, the primary flow is then diverted and passes through the pipe. high pressure stage as it flows from downstream to upstream.
Dans les modes de réalisation représentés sur les figures 1 et 2, le flux de sortie des gaz brûlés NI est expulsé vers l'amont du turboréacteur 10 ou 40. Le bruit perçu par un observateur situé du côté de la tuyère 20 rejetant le flux d'air expulsé N2 est donc réduit. A titre d'exemple, dans le cas où le turboréacteur 10 ou 40 équipe un drone, par exemple pour le transport d'objets, l'axe D du turboréacteur 10 ou 40 peut, dans certaines configurations de fonctionnement, être peu incliné par rapport à une direction verticale avec l'extrémité de la tuyère 20 orientée vers le sol. Les modes de réalisation du turboréacteur 10 ou 40 permettent alors de réduire le bruit perçu par un observateur au sol. Dans les modes de réalisation représentés sur les figures 1 et 2, la tuyère 24 d'expulsion du flux des gaz brûlés NI est représentée de façon schématique avec une section constante. Toutefois, il peut être avantageux que la tuyère 24 ait une section divergente en se rapprochant de l'extrémité libre 26, pour minimiser encore davantage la poussée résiduelle du flux des gaz brûlés NI. Selon un mode de réalisation, la poussée du flux des gaz brûlés NI est inférieure à 15 %, de préférence inférieure à 10 %, plus préférentiellement inférieure à 5 %, de la poussée du flux N2. In the embodiments shown in FIGS. 1 and 2, the output flow of the burnt gases NI is expelled upstream of the turbojet 10 or 40. The noise perceived by an observer located on the side of the nozzle 20 rejecting the flow of the expelled air N2 is therefore reduced. By way of example, in the case where the turbojet 10 or 40 is fitted to a drone, for example for transporting objects, the axis D of the turbojet 10 or 40 may, in certain operating configurations, be slightly inclined with respect to in a vertical direction with the end of the nozzle 20 oriented towards the ground. The embodiments of the turbojet 10 or 40 allow then reduce the noise perceived by an observer on the ground. In the embodiments shown in Figures 1 and 2, the nozzle 24 for expelling the flow of flue gases NI is shown schematically with a constant section. However, it may be advantageous for the nozzle 24 to have a divergent section approaching the free end 26, to further minimize the residual thrust of the flue gas flow NI. According to one embodiment, the thrust of the flow of burnt gases NI is less than 15%, preferably less than 10%, more preferably less than 5%, of the thrust of the flow N2.
Les dimensions du turboréacteur 10 ou 40 vont dépendre des applications visées. A titre d'exemple, dans le cas où le turboréacteur 10 ou 40 est destiné à équiper un drone, par exemple pour le transport d'objets, les caractéristiques du turboréacteur 10 ou 40 peuvent être les suivantes : The dimensions of the turbojet 10 or 40 will depend on the intended applications. By way of example, in the case where the turbojet 10 or 40 is intended to equip a drone, for example for the transport of objects, the characteristics of the turbojet 10 or 40 can be the following:
- taux de dilution compris entre 8 et 15, par exemple égal à environ 12 ; - dilution rate of between 8 and 15, for example equal to approximately 12;
- diamètre de l'entrée 18 du carénage externe 12 compris entre 25 cm et 30 cm, par exemple égal à environ 28 cm ; - Diameter of the inlet 18 of the outer fairing 12 of between 25 cm and 30 cm, for example equal to approximately 28 cm;
- diamètre de l'entrée du carénage interne 14 compris entre 11 cm et 13 cm, par exemple environ 12 cm ; - Diameter of the inlet of the internal fairing 14 of between 11 cm and 13 cm, for example about 12 cm;
- longueur du carénage externe 12 mesurée selon la direction D, compris entre 50 cm et 60 cm, par exemple environ 55 cm ; - length of the outer fairing 12 measured in direction D, between 50 cm and 60 cm, for example approximately 55 cm;
- distance entre l'extrémité 26 de la tuyère 24 ayant une extrémité 26 par où est expulsé le flux de sortie des gaz brûlés NI et la soufflante 26 compris entre 10 cm et 15 cm ; - distance between the end 26 of the nozzle 24 having one end 26 through which is expelled the outlet flow of the burnt gases NI and the fan 26 between 10 cm and 15 cm;
- vitesse d'expulsion du flux de sortie des gaz brûlés NI comprise entre 2 m/ s et 5 m/ s.- expulsion speed of the NI burnt gas outlet flow between 2 m / s and 5 m / s.
La figure 3 est une vue en coupe, partielle et schématique, d'un mode de réalisation plus détaillé d'une partie du réacteur 16 du turboréacteur 10 représenté en figure 1. Dans le présent mode de réalisation, le carénage interne 14 n'est pas visible. Dans ce mode de réalisation, l'attelage haute pression HP comprend un étage de turbine 50. Le réacteur 16 comprend, en outre, une armature 52 fixée au carénage interne 14, non visible, et au carénage externe 16, et un arbre 54, monté mobile en rotation par rapport à l'armature 52 autour de l'axe D, au moyen de paliers 56, un seul palier 56 étant visible en figure 3. L'étage de turbine 50 comprend un rotor 58 solidaire de l'arbre 54 et un stator 60 solidaire de l'armature 52. Le rotor 58 est entraîné en rotation par le flux de gaz (flèche Cl) expulsé de la chambre de combustion, non représentée en figure 3. L'arbre 54 entraîne en rotation au moins un étage de compresseur haute pression, non représenté, recevant le flux primaire NI. Figure 3 is a sectional view, partial and schematic, of a more detailed embodiment of part of the reactor 16 of the turbojet 10 shown in Figure 1. In the present embodiment, the internal fairing 14 is not not visible. In this embodiment, the high pressure HP coupling comprises a turbine stage 50. The reactor 16 further comprises a frame 52 fixed to the internal fairing 14, not visible, and to the external fairing 16, and a shaft 54, mounted so as to be able to rotate relative to the frame 52 about the axis D, by means of bearings 56, a single bearing 56 being visible in FIG. 3. The turbine stage 50 comprises a rotor 58 integral with the shaft 54 and a stator 60 integral with the armature 52. The rotor 58 is driven in rotation by the flow of gas (arrow C1) expelled from the combustion chamber, not shown in FIG. 3. The shaft 54 drives at least one in rotation. high pressure compressor stage, not shown, receiving the primary flow NI.
Dans le présent mode de réalisation, l'attelage basse pression BP ne comprend pas de compresseur et comprend un étage de turbine basse pression 62. Cet étage de turbine 62 comprend un stator 64, solidaire de l'armature 52, et un rotor 66. Dans le présent mode de réalisation, le rotor 66 correspond à la partie centrale de la soufflante 22. Le rotor 66 est solidaire d'un arbre 68 monté mobile en rotation par rapport à l'armature 52 autour de l'axe D au moyen de paliers 70. Le rotor 66 est entraîné en rotation autour de l'axe D par le flux de gaz ayant traversé la turbine haute pression 50. Les arbres 68 et 54 peuvent tourner à des vitesses de rotation différentes et/ou en sens contraires. In the present embodiment, the LP low pressure hitch does not include a compressor and comprises a low pressure turbine stage 62. This turbine stage 62 comprises a stator 64, integral with the frame 52, and a rotor 66. In the present embodiment, the rotor 66 corresponds to the central part of the fan 22. The rotor 66 is integral with a shaft 68 mounted movably in rotation relative to the frame 52 around the axis D by means of bearings 70. The rotor 66 is driven in rotation around the axis D by the flow of gas having passed through the high pressure turbine 50. The shafts 68 and 54 can rotate at different rotational speeds and / or in opposite directions.
Des éléments de liaison sont disposés entre le carénage externe 12 et le carénage interne 14 et entre le carénage interne 14 et l'armature 52 du réacteur 16. Une partie ou la totalité des éléments de liaison peuvent jouer le rôle de poutres de liaison pour assurer la cohésion du turboréacteur 10. Une partie ou la totalité des éléments de liaison peuvent correspondre à des diffuseurs, également appelés redresseurs ou distributeurs, servant notamment à orienter convenablement l'écoulement gazeux. A titre d'exemple, en figure 3, on a représenté des éléments de liaison 72 s'étendant entre le carénage externe 12 et le carénage interne 14 en amont de la soufflante 22, des éléments de liaison 74 s'étendant entre le carénage externe 12 et le carénage interne 14 en aval de la soufflante 22, et des éléments de liaison 76 s'étendant entre le carénage interne 14 et l'armature 52 en aval de la turbine basse pression 60. Connecting elements are arranged between the outer fairing 12 and the internal fairing 14 and between the internal fairing 14 and the frame 52 of the reactor 16. Some or all of the connecting elements can act as connecting beams to ensure the cohesion of the turbojet 10. Some or all of the connecting elements may correspond to diffusers, also called rectifiers or distributors, serving in particular to properly orient the gas flow. By way of example, in Figure 3, there is shown connecting elements 72 extending between the outer fairing 12 and the internal fairing 14 upstream of the fan 22, connecting elements 74 extending between the outer fairing 12 and the internal fairing 14 downstream of the fan 22, and connecting elements 76 extending between the internal fairing 14 and the frame 52 downstream of the low pressure turbine 60.
La figure 4 est une vue en perspective d'une pale 80 de la soufflante 22 de la figure 3. La pale 80 peut correspondre à une pièce monobloc, notamment une pièce de fonderie. La pale 80 comprend successivement, de bas en haut en figure 4, un pied 82, un premier talon ou plateau 84, la partie de pale 86 fonctionnant comme une pale de rotor de turbine, un deuxième talon ou plateau 88, et une partie de pale 90 fonctionnant comme une pale de soufflante. Le pied 82 est destiné à coopérer avec une ouverture prévue à la périphérie d'un disque, non représenté, solidaire de l'arbre 68, non représenté, et assure la fixation de la pale 80 à l'arbre 68. Lorsque les pales 80 sont assemblées, les premiers talons 84 forment une première couronne destinée à coopérer avec l'armature 52 pour former une liaison glissante, sensiblement étanche. Lorsque les pales 80 sont assemblées, les deuxièmes talons 88 forment une deuxième couronne destinée à coopérer avec le carénage interne 14 pour former une liaison glissante, sensiblement étanche. Dans le présent mode de réalisation, c'est la partie centrale de la soufflante 22, qui fonctionne comme un rotor de turbine basse pression, qui entraîne en rotation la totalité de la soufflante 22 autour de l'axe D. FIG. 4 is a perspective view of a blade 80 of the fan 22 of FIG. 3. The blade 80 may correspond to a single piece, in particular a foundry piece. The blade 80 comprises successively, from bottom to top in FIG. 4, a root 82, a first heel or plate 84, the blade part 86 functioning as a turbine rotor blade, a second heel or plate 88, and a part of the blade. blade 90 functioning as a fan blade. The foot 82 is intended to cooperate with an opening provided at the periphery of a disc, not shown, integral with the shaft 68, not shown, and secures the blade 80 to the shaft 68. When the blades 80 are assembled, the first beads 84 form a first ring intended to cooperate with the frame 52 to form a sliding connection, substantially sealed. When the blades 80 are assembled, the second beads 88 form a second crown intended to cooperate with the internal fairing 14 to form a sliding connection, substantially sealed. In the present embodiment, it is the central part of the fan 22, which functions as a rotor of a low pressure turbine, which drives the entire fan 22 in rotation around the axis D.
La figure 5 est une vue en coupe, partielle et schématique, d'un autre mode de réalisation plus détaillé d'une partie du réacteur 16 du turboréacteur 10 représenté en figure 1. Le mode de réalisation du réacteur 16 représenté en figure 5 comprend l'ensemble des éléments du réacteur 16 représenté en figure 3, l'attelage basse pression BP comprenant deux étages de turbine basse pression 92, 94 supplémentaires en plus de l'étage de turbine basse pression 62. Chaque étage de turbine basse pression 92, 94 comprend un rotor 96, 98 entraînant l'arbre 68 et un stator 100, 102 relié à l'armature 52. Figure 5 is a sectional view, partial and schematic, of another more detailed embodiment of a part of the reactor 16 of the turbojet 10 shown in Figure 1. The embodiment of the reactor 16 shown in Figure 5 comprises the 'All of the elements of the reactor 16 shown in FIG. 3, the low pressure LP coupling comprising two additional low pressure turbine stages 92, 94 in addition to the low pressure turbine stage 62. Each low pressure turbine stage 92, 94 comprises a rotor 96, 98 driving the shaft 68 and a stator 100, 102 connected to the frame 52.
La figure 6 est une vue en coupe, partielle et schématique, d'un autre mode de réalisation plus détaillé d'une partie du réacteur 16 du turboréacteur 10 représenté en figure 1. Le mode de réalisation du réacteur 16 représenté en figure 6 comprend l'ensemble des éléments du réacteur 16 représenté en figure 3 à la différence que le rotor 66 de l'étage de turbine 62 est relié à l'arbre par l'intermédiaire d'un réducteur de vitesses 110. En outre, l'attelage basse pression BP comprend un étage de turbine basse pression 92 supplémentaire en plus de l'étage de turbine 62. Figure 6 is a sectional view, partial and schematic, of another more detailed embodiment of part of the reactor 16 of the turbojet 10 shown in Figure 1. The embodiment of the reactor 16 shown in Figure 6 comprises the 'All the elements of the reactor 16 shown in Figure 3 with the difference that the rotor 66 of the turbine stage 62 is connected to the shaft via a speed reducer 110. In addition, the low hitch LP pressure comprises an additional low pressure turbine stage 92 in addition to the turbine stage 62.
Le réducteur de vitesses 110 peut correspondre à un système à engrenages. A titre d'exemple, on a représenté en figure 6 un système à engrenages comprenant trois engrenages 112, 114, 116, dont un premier engrenage 112 tournant solidairement avec l'arbre 68, un deuxième engrenage 114 engrenant avec le premier engrenage 112 et solidaire d'un arbre 118 monté libre en rotation sur l'armature 52 par des paliers 120. Le troisième engrenage 116 est solidaire de l'arbre 118 et coopère avec une couronne dentée 122 intégrée à la soufflante 22. La soufflante 22 est montée libre en rotation sur l'arbre 68 par l'intermédiaire de paliers 124. L'utilisation du réducteur de vitesses 110 permet que le rotor 96 de l'étage de turbine 62 et la soufflante 22 tournent à des vitesses de rotation différentes. The speed reducer 110 may correspond to a gear system. By way of example, FIG. 6 shows a gear system comprising three gears 112, 114, 116, including a first gear 112 rotating integrally with the shaft 68, a second gear 114 meshing with the first gear 112 and integral with of a shaft 118 mounted freely in rotation on the frame 52 by bearings 120. The third gear 116 is integral with the shaft 118 and cooperates with a toothed ring 122 integrated into the fan 22. The fan 22 is mounted freely in rotation on the shaft 68 via bearings 124. The use of the speed reducer 110 allows the rotor 96 of the turbine stage 62 and the fan 22 to rotate at different rotational speeds.
La figure 7 est une vue en coupe, partielle et schématique, d'un mode de réalisation plus détaillé du turboréacteur 10 représenté en figure 1. Dans le présent mode de réalisation, l'entrée d'air 28 du carénage interne 14 est située dans la moitié aval du carénage interne 14, voire dans le quart à l'extrémité aval du carénage interne 14. L'attelage basse pression BP comprend l'étage de turbine 62, incluant le rotor 22 formé par la partie centrale de la soufflante 22 et le stator 64, et trois autres étages de turbine 124, 126, 128. Chaque étage de turbine basse pression 124, 126, 128 comprend un rotor 130, 132, 134, entraînant l'arbre 68 en rotation, précédé d'un stator 136, 138, 140 solidaire de l'armature 52. Figure 7 is a sectional view, partial and schematic, of a more detailed embodiment of the turbojet 10 shown in Figure 1. In the present embodiment, the air inlet 28 of the internal fairing 14 is located in the downstream half of the internal fairing 14, or even in the quarter at the downstream end of the internal fairing 14. The low pressure LP coupling comprises the turbine stage 62, including the rotor 22 formed by the central part of the fan 22 and the stator 64, and three other turbine stages 124, 126, 128. Each low pressure turbine stage 124, 126, 128 comprises a rotor 130, 132, 134, driving the shaft 68 in rotation, preceded by a stator 136 , 138, 140 integral with the frame 52.
L'attelage haute pression HP comprend un compresseur axial 142, un compresseur radial 144 et l'étage de turbine haute pression 50. Le compresseur axial 142 comprend un rotor 146 suivi d'un stator 148 et le compresseur radial 144 comprend un rotor 150, également appelé rouet, suivi d'un diffuseur radial 152 et d'un redresseur axial 154. Les rotors 146, 150 sont entraînés en rotation par l'arbre 54. En figure 7, la soufflante 22 et les rotors 58, 130, 132, 134, 146, 150 sont représentés en perspective. Le réacteur 16 comprend une chambre de combustion annulaire 156 entre le compresseur radial 144 et l'étage de turbine haute pression 50. La chambre de combustion 154 peut être de type annulaire ou de type cellulaire. La figure 8 représente un mode de réalisation plus détaillé du turboréacteur 40 représenté en figure 2. Dans le mode de réalisation illustré en figure 8, l'extrémité libre 26 de la tuyère 24 d'expulsion du flux de sortie des gaz brûlés NI est située en amont de l'ouverture d'entrée 18 du carénage externe 12. A titre de variante, l'extrémité libre 26 de la tuyère 24 peut être située en amont de l'entrée d'air 18 du carénage externe 12 comme cela est représenté en figure 2. L'attelage basse pression BP comprend l'étage de turbine 62 et les trois autres étages de turbine basse pression 124, 126, 128 décrits précédemment en relation avec la figure 7. Toutefois, il comprend en outre quatre étages de compresseur basse pression 160, 162, 164, 166. Le rotor du premier étage de compresseur basse pression 160 recevant le flux primaire Fl correspond à la soufflante 22. Les trois autres étages de compresseur 162, 164, et 166 utilisent les rotors 134, 132, et 130 respectivement des étages de turbine basse pression 124, 126, et 128. The high pressure HP hitch comprises an axial compressor 142, a radial compressor 144 and the high pressure turbine stage 50. The axial compressor 142 comprises a rotor 146 followed by a stator 148 and the radial compressor 144 comprises a rotor 150, also called impeller, followed by a radial diffuser 152 and an axial rectifier 154. The rotors 146, 150 are driven in rotation by the shaft 54. In FIG. 7, the fan 22 and the rotors 58, 130, 132, 134, 146, 150 are shown in perspective. The reactor 16 comprises an annular combustion chamber 156 between the radial compressor 144 and the high pressure turbine stage 50. The combustion chamber 154 may be of the annular type or of the cellular type. FIG. 8 represents a more detailed embodiment of the turbojet 40 represented in FIG. 2. In the embodiment illustrated in FIG. 8, the free end 26 of the nozzle 24 for expelling the outlet flow of the burnt gases NI is located upstream of the inlet opening 18 of the outer shroud 12. As a variant, the free end 26 of the nozzle 24 can be located upstream of the air inlet 18 of the outer shroud 12 as shown in FIG. 2. The low pressure LP coupling comprises the turbine stage 62 and the other three stages of the low pressure turbine 124, 126, 128 previously described in relation to FIG. 7. However, it also comprises four compressor stages low pressure 160, 162, 164, 166. The rotor of the first stage of the low pressure compressor 160 receiving the primary flow F1 corresponds to the blower 22. The other three stages of compressor 162, 164, and 166 use the rotors 134, 132, and 130 respectively of the turbine stages e low pressure 124, 126, and 128.
La figure 9 est une vue en perspective de la pale 80 de la soufflante pour le mode de réalisation illustré en figure 8. Par rapport à la figure 4, chaque pale 80 de la soufflante 22 pour le mode de réalisation illustré en figure 8 comprend en outre une partie de pale 168 conformée pour fonctionner comme une pale de compresseur et qui est intercalée entre le talon 84 et le pied 82, un talon supplémentaire 170 étant prévu entre la partie de pale 168 et le pied 82. Le mode de réalisation de la pale 80 représenté en figure 9 comprend donc, depuis l'axe de rotation vers la périphérie de la soufflante, le pied 82, le talon 170, la partie de pale 168 fonctionnant comme une pale de compresseur BP, le talon 84, la partie de pale 86 fonctionnant comme une pale de turbine BP, le talon 88, et la partie de pale 90 fonctionnant comme une pale de soufflante. FIG. 9 is a perspective view of the blade 80 of the fan for the embodiment illustrated in FIG. 8. With respect to FIG. 4, each blade 80 of the fan 22 for the embodiment illustrated in FIG. 8 comprises in besides a blade portion 168 shaped to function as a compressor blade and which is interposed between the heel 84 and the root 82, an additional heel 170 being provided between the blade portion 168 and the root 82. The embodiment of the blade 80 shown in FIG. 9 therefore comprises, from the axis of rotation towards the periphery of the fan, the root 82, the heel 170, the blade part 168 functioning as a LP compressor blade, the heel 84, the part of the blade. blade 86 functioning as a LP turbine blade, the heel 88, and the blade portion 90 functioning as a fan blade.
Chaque pale du rotor 130, 132 ou 134 peut avoir une forme similaire au mode de réalisation de la pale 80 représenté en figure 4 et comprendre une partie de pale conformée pour fonctionner comme une pale de rotor de turbine et une partie de pale conformée pour fonctionner comme une pale de rotor de compresseur. Dans le présent mode de réalisation, pour chaque pale du rotor 130, 132 ou 134, la partie de pale conformée pour fonctionner comme une pale de rotor de compresseur est plus proche de l'axe D que la partie de pale conformée pour fonctionner comme une pale de rotor de turbine. Each rotor blade 130, 132, or 134 may have a shape similar to the embodiment of the blade 80 shown in Figure 4 and include a blade portion shaped to function as a turbine rotor blade and a blade portion shaped to operate. like a compressor rotor blade. In the present embodiment, for each rotor blade 130, 132 or 134, the blade portion shaped to function as a compressor rotor blade is closer to the D axis than the blade portion shaped to function as a compressor rotor blade. turbine rotor blade.
L'attelage haute pression HP comprend le compresseur axial 142, le compresseur radial 144 et l'étage de turbine haute pression 50 tels que décrits précédemment en relation avec la figure 7, à la différence que le rotor 58 de l'étage de turbine haute pression 50 correspond également au rotor du compresseur axial 142. En outre, chaque pale du rotor 58 comprend ainsi une partie de pale conformée pour fonctionner comme une pale de rotor de turbine et une partie de pale conformée pour fonctionner comme une pale de rotor de compresseur. Dans le présent mode de réalisation, pour chaque pale du rotor 58, la partie de pale conformée pour fonctionner comme une pale de rotor de compresseur est plus proche de l'axe D que la partie de pale conformée pour fonctionner comme une pale de rotor de turbine. The high pressure HP coupling comprises the axial compressor 142, the radial compressor 144 and the high pressure turbine stage 50 as described previously in relation to FIG. 7, with the difference that the rotor 58 of the high turbine stage pressure 50 also corresponds to the rotor of the axial compressor 142. Further, each blade of the rotor 58 thus comprises a blade portion shaped to function as a turbine rotor blade and a blade portion shaped to function as a compressor rotor blade. . In the present embodiment, for each rotor blade 58, the blade portion shaped to function as a compressor rotor blade is closer to the D axis than the blade portion shaped to function as a compressor rotor blade. turbine.
Dans le mode de réalisation illustré en figure 8, le flux primaire s'écoule d'amont en aval par rapport au turboréacteur 40 lorsqu'il traverse les étages de compresseur basse pression 160, 162, 164 et 166 et le compresseur axial 142 de l'attelage haute pression. Le flux primaire s'écoule d'aval en amont par rapport au turboréacteur 40 lorsqu'il traverse le compresseur radial 144, la chambre de combustion 156, l'étage de turbine haute pression 50 et les étages de turbine basse pression 124, 126, 128 et 62. In the embodiment illustrated in Figure 8, the primary flow flows from upstream to downstream with respect to the turbojet 40 as it passes through the low pressure compressor stages 160, 162, 164 and 166 and the axial compressor 142 of the engine. high pressure hitch. The primary flow flows from downstream to upstream with respect to the turbojet 40 when it passes through the radial compressor 144, the combustion chamber 156, the high pressure turbine stage 50 and the low pressure turbine stages 124, 126, 128 and 62.
Un exemple d'application des turboréacteurs décrits précédemment concerne un drone comprenant un corps équipé de turboréacteurs tels que décrits précédemment. Les turboréacteurs peuvent être montés de façon pivotante par rapport au corps du drone. Ainsi, dans une phase de décollage ou d'atterrissage vertical, l'axe D de chaque turboréacteur peut être sensiblement vertical, et dans une phase de déplacement horizontal, l'axe D d'au moins un turboréacteur peut être incliné par rapport à la verticale. Les modes de réalisation de turboréacteurs décrits précédemment sont notamment adaptés lorsque la vitesse de déplacement du drone par rapport au sol n'est pas trop élevée, par exemple dans les phases de décollage et d'atterrissage. Lorsque la vitesse de déplacement du drone par rapport au sol augmente, il peut être souhaitable que le flux de sortie des gaz brûlés NI soit dirigé au moins en partie vers l'aval du turboréacteur, comme le flux expulsé N2. Dans ce but, le turboréacteur peut comprendre un dispositif d'inversion du flux de sortie des gaz brûlés NI. An example of application of the turbojets described above relates to a drone comprising a body equipped with turbojets as described above. The turbojets can be mounted so as to pivot relative to the body of the drone. Thus, in a vertical take-off or landing phase, the D axis of each turbojet can be substantially vertical, and in a horizontal displacement phase, the D axis of at least one turbojet can be inclined relative to the vertical. The turbojet embodiments described above are particularly suitable when the speed of movement of the drone relative to the ground is not too high, for example in the take-off and landing phases. When the speed of movement of the drone relative to the ground increases, it may be desirable for the exhaust flow of the burnt gases NI to be directed at least in part towards the downstream of the turbojet, like the expelled flow N2. For this purpose, the turbojet may include a device for reversing the outlet flow of the burnt gases NI.
Les figures 10 et 11 représentent un mode de réalisation d'un turboréacteur 50 dans deux configurations de fonctionnement et les figures 12 et 13 représentent un mode de réalisation d'un turboréacteur 60 dans deux configurations de fonctionnement. Le turboréacteur 50 comprend l'ensemble des éléments du turboréacteur 10 représenté en figure 7 et le turboréacteur 60 comprend l'ensemble des éléments du turboréacteur 40 représenté en figure 8. Chaque des turboréacteurs 50 et 60 comprend, en outre, un dispositif 52 d'inversion du flux de sortie des gaz brûlés NI. Le dispositif 52 comprend des volets mobiles 54, qui composent la partie terminale de la tuyère 24, et un mécanisme 56 d'actionnement des volets mobiles 54. Le mécanisme d'actionnement est représenté en figure 10 de façon schématique par des axes de commande reliant les volets mobiles 54 au carénage externe 12 et n'est pas représenté sur les figures 11, 12, et 13. FIGS. 10 and 11 represent an embodiment of a turbojet 50 in two operating configurations and FIGS. 12 and 13 represent an embodiment of a turbojet 60 in two operating configurations. The turbojet 50 comprises all the elements of the turbojet 10 shown in Figure 7 and the turbojet 60 comprises all the elements of the turbojet 40 shown in Figure 8. Each of the turbojets 50 and 60 further comprises a device 52 of NI flue gas outlet flow reversal. The device 52 comprises movable flaps 54, which make up the end part of the nozzle 24, and a mechanism 56 for actuating the movable flaps 54. The actuating mechanism is shown in FIG. 10 schematically by control pins connecting the movable flaps 54 to the outer fairing 12 and is not shown in Figures 11, 12, and 13.
Dans la configuration de fonctionnement représentée sur la figure 10 et sur la figure 12, les volets mobiles 54 sont disposés de façon à former l'extrémité libre 26 de la tuyère 24 pour que le flux de sortie des gaz brûlés NI s'écoule vers l'amont du turboréacteur 50 et 60, de façon analogue à ce qui a été décrit précédemment pour le turboréacteur 10 et 40. Dans la configuration de fonctionnement représenté sur la figure 11 et sur la figure 13, les volets mobiles 54 sont disposés de façon à libérer des ouvertures 58 permettant qu'une partie, de préférence la majorité, voire la totalité, du flux de sortie des gaz brûlés NI s'échappe de la tuyère 24 directement vers l'aval du turboréacteur 50 et 60 et rejoigne le flux expulsé N2. Le passage entre les deux configurations de fonctionnement est obtenu en déplaçant les volets mobiles 54 par l'intermédiaire du mécanisme d'actionnement 56. In the operating configuration shown in FIG. 10 and in FIG. 12, the movable flaps 54 are arranged so as to form the free end 26 of the nozzle 24 for that the output flow of the burnt gases NI flows upstream from the turbojet 50 and 60, in a manner analogous to what has been described previously for the turbojet 10 and 40. In the operating configuration shown in FIG. 11 and in FIG. 13, the movable flaps 54 are arranged so as to free openings 58 allowing a part, preferably the majority, or even all, of the outlet flow of the burnt gases NI to escape from the nozzle 24 directly towards downstream of the turbojet 50 and 60 and joins the expelled flow N2. The passage between the two operating configurations is obtained by moving the movable shutters 54 by means of the actuating mechanism 56.
Divers modes de réalisation et variantes ont été décrits. La personne du métier comprendra que certaines caractéristiques de ces divers modes de réalisation et variantes pourraient être combinées, et d’autres variantes apparaîtront à la personne du métier. En particulier, dans le mode de réalisation illustré en figure 4, on a représenté une pale 80 avec un pied 82 dit en sapin. Toutefois, d'autres formes de pied peuvent être prévues, par exemple des pieds en queue d'aronde. En particulier, la personne du métier peut prévoir un système de refroidissement des pales des rotors, un système de modification de l'angle de calage des aubes des stators, etc. Enfin, la mise en œuvre pratique des modes de réalisation et variantes décrits est à la portée de la personne du métier à partir des indications fonctionnelles données ci-dessus. Various embodiments and variants have been described. Those skilled in the art will understand that certain features of these various embodiments and variations could be combined, and other variations will be apparent to those skilled in the art. In particular, in the embodiment illustrated in FIG. 4, there is shown a blade 80 with a so-called fir base 82. However, other forms of foot can be provided, for example dovetail feet. In particular, the person skilled in the art can provide a system for cooling the blades of the rotors, a system for modifying the pitch angle of the blades of the stators, etc. Finally, the practical implementation of the embodiments and variants described is within the abilities of those skilled in the art based on the functional indications given above.

Claims

REVENDICATIONS
1. Turboréacteur (10 ; 40) double flux comprenant une soufflante (22) carénée et un réacteur (16) comprenant une tuyère (24) d'expulsion de gaz brûlés (NI) par le réacteur vers l'amont du turboréacteur, l'extrémité libre (26) de la tuyère étant située en amont de la soufflante (22). 1. Turbojet (10; 40) bypass comprising a fan (22) shrouded and a reactor (16) comprising a nozzle (24) for expelling flue gas (NI) by the reactor upstream of the turbojet, the free end (26) of the nozzle being located upstream of the fan (22).
2. Turboréacteur selon la revendication 1, destiné à recevoir un flux d'air se divisant en un flux primaire (Fl) et un flux secondaire (F2), le flux primaire alimentant le réacteur (16) et formant les gaz brûlés (NI) éjectés vers l'amont du turboréacteur (10), le flux secondaire étant éjecté vers l'aval du turboréacteur. 2. A turbojet according to claim 1, intended to receive an air flow dividing into a primary flow (Fl) and a secondary flow (F2), the primary flow supplying the reactor (16) and forming the burnt gases (NI). ejected upstream of the turbojet (10), the secondary flow being ejected downstream of the turbojet.
3. Turboréacteur selon la revendication 2, comprenant un premier carénage (12) ayant une première entrée d'air (18) au moins pour le flux secondaire (F2), la soufflante (22) étant contenue dans le premier carénage, le turboréacteur comprenant une deuxième entrée d'air (28) pour le flux primaire (Fl). 3. A turbojet according to claim 2, comprising a first fairing (12) having a first air inlet (18) at least for the secondary flow (F2), the fan (22) being contained in the first fairing, the turbojet comprising a second air inlet (28) for the primary flow (Fl).
4. Turboréacteur selon la revendication 3, dans lequel la deuxième entrée d'air (28) est située en amont de la première entrée d'air (18). 4. A turbojet according to claim 3, wherein the second air inlet (28) is located upstream of the first air inlet (18).
5. Turboréacteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel le taux de dilution du turboréacteur (10) est compris entre 8 et 15. 5. A turbojet according to any one of claims 1 to 4, wherein the rate of dilution of the turbojet (10) is between 8 and 15.
6. Turboréacteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel la tuyère (24) est divergente. 6. A turbojet according to any one of claims 1 to 5, wherein the nozzle (24) is divergent.
7. Turboréacteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel le turboréacteur est à double corps et comprend un attelage basse pression (BP) ayant au moins un étage de turbine basse pression (62) et un attelage haute pression (HP), dans lequel une partie de la soufflante (22) forme le rotor (66) de l'étage de turbine basse pression. 7. A turbojet according to any one of claims 1 to 6, wherein the turbojet has a double body and comprises a low pressure hitch (LP) having at least one low pressure turbine stage (62) and a high pressure hitch (HP. ), in which part of the fan (22) forms the rotor (66) of the low pressure turbine stage.
8. Turboréacteur selon la revendication 7, comprenant des premières pales (80), chaque première pale comprenant une première partie (86) et une deuxième partie (90), les premières parties (86) des premières pales formant le rotor (66) de l'étage de turbine basse pression (62) et les deuxièmes parties (90) des premières pales formant la soufflante (22). 8. A turbojet according to claim 7, comprising first blades (80), each first blade comprising a first part (86) and a second part (90), the first parts (86) of the first blades forming the rotor (66) of the low pressure turbine stage (62) and the second parts (90) of the first blades forming the fan (22).
9. Turboréacteur selon la revendication 7 ou 8, dans lequel l'attelage basse pression (BP) comprend au moins un étage de compresseur basse pression (160) et dans lequel une autre partie de la soufflante (22) forme le rotor de l'étage de compresseur basse pression. 9. A turbojet according to claim 7 or 8, wherein the low pressure hitch (LP) comprises at least one low pressure compressor stage (160) and wherein another part of the fan (22) forms the rotor of the. low pressure compressor stage.
10. Turboréacteur selon la revendication 9 dans son rattachement à la revendication 8, dans lequel chaque première pale (80) comprend, en outre, une troisième partie (168), les troisièmes parties des premières pales formant le rotor de l'étage de compresseur basse pression (160). 10. A turbojet according to claim 9 in its attachment to claim 8, wherein each first blade (80) further comprises a third part (168), the third parts of the first blades forming the rotor of the compressor stage. low pressure (160).
11. Turboréacteur selon la revendication 9 ou 10, dans lequel l'étage de compresseur basse pression (160) est traversé par le flux primaire (Fl) alors que le flux primaire s'écoule de l'amont vers l'aval du turboréacteur (10) et dans lequel l'étage de turbine basse pression (62) est traversé par les gaz brûlés (NI) alors que les gaz brûlés s'écoulent de l'aval vers l'amont du turboréacteur. 11. A turbojet according to claim 9 or 10, wherein the low pressure compressor stage (160) is traversed by the primary flow (Fl) while the primary flow flows from upstream to downstream of the turbojet ( 10) and in which the low pressure turbine stage (62) is crossed by the burnt gases (NI) while the burnt gases flow from downstream to upstream of the turbojet.
12. Turboréacteur selon l'une quelconque des revendications 7 à 11, dans lequel l'attelage basse pression (BP) comprend au moins des premier et deuxième étages de turbine basse pression (62, 124) et des premier et deuxième étages de compresseur basse pression (160, 166), dans lequel une partie de la soufflante (22) forme le rotor (66) du premier étage de turbine basse pression, le turboréacteur comprenant des deuxièmes pales, chaque deuxième pale comprenant une première partie et une deuxième partie, les premières parties des deuxièmes pales formant le rotor du deuxième étage de turbine basse pression (124) et les deuxièmes parties des deuxième pales formant le rotor (166) du deuxième étage de compresseur basse pression. 12. A turbojet according to any one of claims 7 to 11, wherein the low pressure coupling (LP) comprises at least first and second stages of low pressure turbine (62, 124) and first and second stages of low compressor. pressure (160, 166), in which a part of the fan (22) forms the rotor (66) of the first stage of the low pressure turbine, the turbojet comprising second blades, each second blade comprising a first part and a second part, the first parts of the second blades forming the rotor of the second stage of the low pressure turbine (124) and the second parts of the second blades forming the rotor (166) of the second stage of the low pressure compressor.
13. Turboréacteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, comprenant en outre des volets mobiles (54) et un mécanisme (56) d'actionnement des volets mobiles entre une première position dans laquelle les volets mobiles permettent l'expulsion des gaz brûlés (NI) vers l'amont du turboréacteur et une deuxième position dans laquelle les volets mobiles libèrent des ouvertures (58) d'expulsion des gaz brûlés (NI) vers l'aval du turboréacteur. 13. A turbojet according to any one of claims 1 to 12, further comprising movable flaps (54) and a mechanism (56) for actuating the movable flaps between a first position in which the movable flaps allow the expulsion of gases. burnt gas (NI) upstream of the turbojet and a second position in which the movable flaps release openings (58) for expelling the burnt gases (NI) downstream of the turbojet.
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