FR2582722A1

FR2582722A1 - Dispositif d'echappement comportant des agencements de protection

Info

Publication number: FR2582722A1
Application number: FR8607937A
Authority: FR
Inventors: William Steyer
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1985-06-03
Filing date: 1986-06-03
Publication date: 1986-12-05
Anticipated expiration: 2006-06-03
Also published as: US4864819A; DE3618185C2; IT8620583A0; FR2582722B1; GB2176247A; GB8612457D0; CA1264951A; IT1188741B; DE3618185A1; GB2176247B

Abstract

UN DISPOSITIF D'ECHAPPEMENT 20 COMPORTANT UN AGENCEMENT DE PROTECTION COMPREND DES ELEMENTS DE BLOCAGE 34, 36, 38 FORMES D'UNE PLAQUE DE BLINDAGE, INCLINES, SE CHEVAUCHANT EN ETANT ESPACES LES UNS DES AUTRES QUI FORMENT UN BOUCLIER BALISTIQUE SUR TOUTE LA SURFACE D'ECHAPPEMENT. UNE GRILLE 48 S'ETEND ENTRE LES SOMMETS DES ELEMENTS DE BLOCAGE AFIN DE PERMETTRE LA SORTIE DES GAZ DU MOTEUR MAIS DE BLOQUER LA PROJECTION D'ELEMENTS DESTRUCTEURS DANS LE MOTEUR. DE L'AIR DE REFROIDISSEMENT EST FOURNI AUX ELEMENTS DE BLOCAGE, QUI EST AMENE A SUIVRE UN TRAJET A TRAVERS LES SURFACES DE CES ELEMENTS POUR EN REDUIRE LA TEMPERATURE. EN OUTRE, L'AIR EST DIRIGE NON SEULEMENT SUR LES SURFACES DES ELEMENTS DE BLOCAGE DIRECTEMENT VISIBLES DE L'EXTERIEUR DU VEHICULE, MAIS EGALEMENT SUR UNE SURFACE QUI, ALORS QU'ELLE N'EST PAS VISIBLE DE L'EXTERIEUR, CONSTITUE UNE SOURCE POTENTIELLE DE CHALEUR REFLECHIE POUVANT ETRE DETECTEE DE L'EXTERIEUR. APPLICATION AUX SYSTEMES D'ECHAPPEMENT DES VEHICULES DE COMBAT AFIN D'ASSURER LEUR PROTECTION BALISTIQUE ET DE REDUIRE LA SIGNATURE IR.

Description

La présente invention concerne un dispositif d'échap-

pement comportant des agencements de protection utilisés avec des véhicules de combat et, plus particulièrement, un dispositif d'échappement incorporant des caractéristiques de protection balistique et de refroidissement afin de minimiser

la signature aux infrarouges (IR) des véhicules.

Les véhicules de combat, tels que les chars, ont besoin d'un groupe moteur pour les propulser sur les terrains

rencontrés pendant les hostilités. Certains véhicules uti-

lisés de nos jours sont mus par des moteurs à turbine à gaz qui fonctionnent à des températures très élevées, et leur échappement se trouve, par conséquent, porté à une très haute

température. Comme un dispositif d'échappement est indispen-

sable pour décharger les gaz du moteur dans l'atmosphère, celui-ci constitue une zone potentiellement vulnérable dans

le véhicule qui doit être fortement blindé.

La zone d'échappement constitue une entrée potentielle pour un obus, un missile ou autres projectiles dirigés contre le véhicule. Si le véhicule doit remplir effectivement son rôle, une protection doit être assurée contre le passage de

ces projectiles, par l'intermédiaire de la zone d'échappe-

ment, jusqu'aux éléments vitaux situés à son intérieur.

Un élement pour une protection de ce type du véhicule est une protection balistique appropriée, c'est-à-dire une - 2 - protection contre la pénétration par un obus, un missile ou autre projectile. En second lieu, étant donné en particulier que les turbines à gaz employées fonctionnent, comme on vient de l'indiquer, à des températures très élevées, il est nécessaire de prévoir une réduction de la température des

composants dans la zone d'échappement et des gaz d'échap-

pement de manière à diminuer ce qu'on appelle généralement la signature 'aux infrarouges (IR), c'est-à-dire une zone de haute température, qui peut être détectée par les divers types de détecteurs IR et armes à la recherche des IR qu'on utilise contre des véhicules de combat de cette nature. Par exemple, les missiles chercheurs de chaleur peuvent détecter la haute température de la zone d'échappement et être "verrouillés" sur cette zone de façon que le missile soit

guidé directement sur le dispositif d'échappement et éven-

tuellement jusque dans les zones vitales vulnérables du

véhicule de combat pour en provoquer l'endommagement.

L'art antérieur décrit des véhicules de combat qui comportent une protection balistique sous forme de blindage afin de protéger une zone vitale du véhicule, par exemple un radiateur. Un tel blindage peut avoir la forme de panneaux inclinés en matériau approprié, qui forment un bouclier pour la partie vulnérable tout en permettant l'entrée d'air de refroidissement. L'art antérieur décrit également divers agencements qui

permettent la suppression du rayonnement infrarouge c'est-à-

dire divers agencements pour refroidir les surfaces visibles de l'extérieur et les gaz d'échappement de manière à réduire

leur température et par conséquent diminuer la signature IR.

Dans certains de ces agencements, on refroidit les surfaces visibles de l'extérieur et dans d'autres on positionne les composants du dispositif de refroidissement de manière à bloquer une ligne de visée des composants plus chauds situés

à l'intérieur.

La présente invention prévoit sous une forme très -3- compacte un agencement qui assure une protection contre les

endommagements balistiques du véhicule et réduit matérielle-

ment la température des éléments du dispositif d'échappement et des gaz d'échappement visibles de l'extérieur du véhicule de manière à diminuer la signature IR et donc minimiser le risque de détection ou d'endommagement du véhicule par des

missiles ou dispositifs similaires chercheurs de chaleur.

Par conséquent, la présente invention a pour objet un

dispositif d'échappement comportant un agencement de protec-

tion intégré qui assure une protection balistique tout en réduisant la signature IR de manière à minimiser la détection

ou vulnérabilité vis-à-vis des armes chercheuses de chaleur.

La présente invention a pour autre objet de réduire la température tant des surfaces qui sont visibles directement à l'extérieur du véhicule que des surfaces qui ne se trouvent pas dans la ligne directe de visée à l'extérieur du véhicule mais qui néanmoins pourraient fournir de la chaleur réfléchie

servant de signature IR.

Dans un mode de réalisation de l'invention, une multi-

tude de composants constitués de blindages espacés les uns des autres et se chevauchant, ou éléments de blocage, sont prévus à une extrémité de sortie du dispositif d'échappement de manière à. constituer un bouclier balistique sur la

totalité de la zone d'échappement. Dans un mode de réali-

sation préféré de l'invention, on prévoit une multitude d'ailettes inclinées se chevauchant, qu'on monte également à une extrémité d'entrée du dispositif d'échappement afin de diriger les gaz d'échappement sortant du moteur pour les introduire dans ce dispositif. Les éléments de blocage ont une pente opposée à l'inclinaison des ailettes de sorte que les ailettes et les éléments de blocage provoquent la circulation des gaz d'échappement dans un trajet en forme de serpentin. Une grille munie de volets peut être prévue de manière à s'étendre entre les sommets des éléments de blocage de manière à permettre la sortie des gaz du moteur mais à - 4 - empêcher l'entrée des projectiles tels que des grenades, qui pourraient être lancées dans leur direction. Afin de réduire la signature infrarouge, on prévoit un moyen pour fournir de

l'air de refroidissement aux éléments de blocage.

La suite de la description se réfère aux figures

annexées qui représentent respectivement: figure 1, une vue de côté d'un char, en partie en coupe, afin de montrer sous forme schématique un moteur à turbine à gaz et son dispositif d'échappement selon un mode de réalisation de la présente invention; figure 2, une illustration en coupe, partiellement

schématique, d'un mode de réalisation de l'invention, repre-

sentant la circulation de l'air de refroidissement et des gaz d'échappement; figure 3, une vue isométrique, en partie en crevé, afin de représenter les composants intérieurs du dispositif

d'échappement des figures 1 et 2.

En figure 1, on a illustré un char classique 10 compre-

nant un groupe moteur comportant un moteur 12 à turbine à gaz. Le moteur 12 comprend un compresseur 14,une chambre de combustion 16 et une turbine 18,tous ces éléments étant classiques. Un récupérateur classique (non représente) peut

également être utilisé dans le moteur 12. Les gaz d'échappe-

ment sortent de la turbine 18, et traversent le récupérateur, en cas d'emploi, pour atteindre un dispositif d'échappement

selon un mode de réalisation de la présente invention.

Comme ilustré en figures 2 et 3, le dispositif d'échap-

pement 20, et son agencement de protection, comprennent un

logement 22 formant une conduite 24 généralement rectan-

gulaire qui comporte une extrémité d'entrée 26 et une extré-

mité de sortie 28. L'extrémité d'entrée 26 est destinée à être branchée sur l'échappement du moteur 12 à turbine à gaz afin de recevoir les gaz d'échappement provenant de sa turbine 18. Dans un mode de réalisation de l'invention, l'extrémité d'entrée 26 de la conduite peut être reliée à un - 5 - récupérateur (non représenté) monté entre la turbine 18 du moteur 12 et la conduite 24 au lieu d'être branchée

directement sur la turbine 18.

Le dispositif d'échappement 20 est avant tout destiné à être utilisé avec un véhicule tel qu'un char et-a pour objet

d'assurer une double protection pour ce véhicule. Le dispo-

sitif d'échappement 20 incorpore des éléments de blocage placés de manière à minimiser le risque de pénétration des obus et autres projectiles balistiques dans les zones vitales du moteur 12. En outre, il est destiné à minimiser le rayonnement infrarouge (IR) vers les zones extérieures du véhicule, là o il peut être détecté par un équipement de détection des infrarouges, ou des missiles recherchant la chaleur ou des armes destructrices similaires. On remarquera qu'un tel agencement de protection pourrait être utilisé dans d'autres environnements, par exemple avec des hélicoptères ou des avions dans la mesure o les limitations de poids le permettent.

Par conséquent, alors qu'on a employé le terme "véhi-

cule" dans le mémoire pour une description spécifique du

fonctionnement et de la fonction du dispositif d'échappement , celui-ci est destiné à comprendre, s'agissant de la

présente spécification et des revendications, les applica-

tions o le dispositif d'échappement 20 est monté sur un véhicule terrestre dans lequel il est particulièrement utile, ainsi que dans celles o il peut être appliqué à un appareil

tel que les hélicoptères et les avions.

Pour faciliter la description de la construction et du

fonctionnement du dispositif d'échappement 20, on a représen-

té dans les dessins le courant des gaz d'échappement chauds qui traverse la conduite 24 par des flèches non ombrées 30 et le courant des gaz de refroidissement 32 dans cette même

conduite par des flèches ombrées 32.

Une multitude d'éléments de blocage allongés, de forme généralement rectangulaire, espacés les uns et les autres, -6- sont constitués d'un matériau approprié pour blindage, par

exemple d'acier, de manière à assurer une protection balis-

tique. Bien que deux éléments de blocage soient suffisants, on préfère qu'il y en ait trois, à savoir les éléments 34, 36 et 38, qui sont fixés de manière appropriée et s'étendent entre les côtés opposés 40 (voir figure 3) de la sortie 28 de la conduite. Ces éléments de blocage sont inclinés dans une première direction vers le bas et vers l'arrière par rapport à l'axe longitudinal 39 de la conduite 24 et forment entre eux un canal 42 pour la circulation des gaz d'échappement

chauds 30.

Entre les côtés opposés 40, à l'intérieur de l'entrée 26 de la conduite, s'étendent une multitude d'ailettes 44 allongées, incurvées, alignées les unes aux autres en étant espacées latéralement qui sont fixées aux côtés. Les ailettes 44 sont inclinées dans une seconde direction, opposée à la première direction, vers le haut et vers l'arrière par rapport à 1'axe longitudinal 39 de la conduite 24 de manière à diriger les gaz d'échappement chauds vers le haut et vers

l'arrière, comme indiqué en figure 2.

Les ailettes 44 se chevauchent de manière à bloquer la ligne de visée parallèle à l'axe longitudinal 39, et sont

espacées latéralement afin de permettre un passage pratique-

ment sans obstacle des gaz d'échappement entre elles. Les ailettes 44 sont en matériau approprié pour plaque de blindage, par exemple en acier, de manière à assurer une protection contre les projectiles balistiques sur toute la surface en coupe de l'extrémité d'entrée 26 de la conduite 24

dans laquelle elles s'étendent.

La combinaison des ailettes 44 inclinées vers le haut et des éléments de blocage 34, 36, 38 inclinés vers le bas se traduit par la canalisation des gaz d'échappement chauds 30

dans un trajet en serpentin traversant la conduite 24.

De manière à obtenir une protection balistique complète contre les obus, missiles, ou autres projectiles se dirigeant - 7 - de l'extérieur du véhicule vers le dispositif d'échappement , on réalise les éléments de blocage 34, 36, 38 en matériau approprié pour plaque de blindage et les dispose, comme

représenté en figures 2 et 3, de manière à ce qu'ils s'éten-

dent collectivement sur la 'quasi totalité de la surface en coupe de la conduite 24, bloquant la ligne de visée directe parallèle à l'axe longitudinal. Plus spécifiquement, les éléments 36 et 38 sont disposés de manière à s'étendre vers le haut entre le fond de la conduite 24 et un point situé au moins au-dessus du centre, représenté par l'axe longitudinal

de la conduite 24.

Le premier élément de blocage 34 chevauche entièrement le second élément 36 et partiellement le troisième élément 38, de manière à assurer la protection balistique indiquée ci-dessus sur la totalité de la surface en coupe de la conduite 24. Ainsi, tout obus ou missile entrant dans la conduite 24 à partir de l'extrémité de sortie 28 ne peut atteindre les parties vitales du moteur, en étant empêché par les éléments 34, 36, 38. Cette protection balistique est complétée sur une partie centrale de la surface en coupe de la conduite 24 par les ailettes 44 qui, comme on l'a indiqué précédemment, sont également constituées d'un matériau pour

plaque de blindage.

Le logement 22 comporte en outre une paroi d'extrémité

ou panneau 46, en regard de l'arrière à son extrémité supé-

rieure arrière au-dessus de la sortie 28 de la conduite, en étant de même étendue que l'élément 34. Le panneau 34 est formé d'un blindage approprié, par exemple d'acier, et

complète la protection balistique assurée contre les projec-

tiles dirigés vers le haut. Naturellement, toutes les parois

constituant le logement 22 peuvent être en blindage appro-

prié. De manière à fournir une protection encore plus grande du moteur 12, une grille 48 comportant une multitude de volets 50 allongés, espacés latéralement, est disposée de -8- manière à s'étendre entre les côtés 40 de la conduite et entre les extrémités amont 34a, 36a des éléments de blocage 34 et 36. S'étendant perpendiculairement entre les volets 50 se trouve une multitude d'entretoises 51 espacées les unes des autres qui créent une grille 48 du type damier. Les entretoises 51 confèrent une plus grande rigidité mécanique à la grille 48 et une protection supplémentaire vis-à-vis des projectiles. Plus spécifiquement, la grille 48 est dimensionnée de manière à former des canaux entre les volets 50 et les entretoises 51 pour permettre aux gaz d'échappement 30 de les traverser tout en empêchant l'entrée de projectiles, par exemple de grenades, qui sinon seraient projetés ou déposés en amont pour entrer dans le dispositif d'échappement 20 et

atteindre les organes vitaux du moteur.

On comprendra que les gaz d'échappement chauds 30 circulant dans la conduite 24 provoqueront l'échauffement des éléments de blocage 34, 36 et 38. On peut voir, en se reportant aux figures 2 et 3, que l'élément de blocage le plus bas, ou troisième élément 38 et, dans une certaine mesure, le second élément de blocage 36 sont placés de façon que le rayonnement infrarouge en provenance de leurs surfaces intérieures 52 et 54, respectivement, soit dirigé, par

l'intermédiaire de la sortie 28, vers l'extérieur du véhicu-

le. Ce rayonnement infrarouge, appelé parfois signature infrarouge, est naturellement "visible" pour des détecteurs infrarouge, ou des armes chercheuses de chaleur, telles que les obus ou missiles équipés de capteurs de chaleur, qui peuvent les amener à être "verrouillés" sur de telles zones à

signature infrarouge.

D'une manière similaire, la surface intérieure chauffée 56 de l'élément de blocage supérieur, ou premier élément 34, alors que celui-ci n'est pas placé de manière à diriger le rayonnement infrarouge, par l'intermédiaire de la sortie 28, directement vers l'extérieur du véhicule, est située de façon - 9 - que le rayonnement infrarouge puisse être réfléchi par l'élément de blocage inférieur 38 vers l'extérieur du

véhicule par passage par la sortie 28 du dispositif d'échap-

pement. Selon les autres caractéristiques de la présente invention, on prévoit des moyens pour réduire la signature infrarouge. Ces moyens comprennent le trajet en serpentin décrit ci-dessus, qui bloque la ligne de vue directe des

parties chaudes du moteur 12.

Les moyens de réduction de la signature IR comportent également un moyen permettant de refroidir les éléments de blocage 34, 36 et 38. De l'air de refroidissement 32 provient de préférence d'une entrée 57 d'air filtré (voir figure 1) disposée de manière appropriée dans la surface du char 10 de manière à recevoir l'air ambiant. L'entrée 57 fournit avant tout de l'air filtré destiné au moteur 12, et en second lieu l'air de refroidissement 32. L'air de refroidissement 32 est,

fourni au dispositif d'échappement 20 à une pression supé-

rieure à la pression atmosphérique au moyen d'un ventilateur classique 58 placé de manière à communiquer avec l'entrée d'air 57. Le ventilateur 58 communique également avec une entrée d'air de refroidissement 60 ménagée dans une paroi

amont du logement 22.

En outre, l'air de refroidissement 32 peut être complété par l'air expulsé par un séparateur de particules d'entrée classique, et facultatif (non représenté), du moteur 12. Par conséquent, on peut utiliser toute source disponible d'air de refroidissement et fournir, par exemple, de l'air propre à partir de l'entrée 57 ou de l'air relativement sale

à partir du séparateur.

Le logement 22 comprend au moins un collecteur 62 qui s'étend sur un côté 40 de la conduite 24 et comprend l'entrée d'air de refroidissement 60. Des ouvertures de sortie 64 sont ménagées dans le collecteur 62 de manière à diriger l'air de refroidissement 32 sur les diverses parties devant être

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refroidies, comme on le décrira ci-après. Ainsi, l'air de refroidissement 32 provenant du ventilateur 58 est dirigé à partir du collecteur 62 en passant par les ouvertures de sortie 64, comme cela est représenté en figures 2 et 3 par les flèches ombrées. L'air de refroidissement 32 est donc canalisé convenablement dans le logement 22 à partir du collecteur 62 de manière à s'écouler sur les éléments de blocage 34, 36, 38 pour les refroidir par film fluide de convection. Dans le but de réduire la température des surfaces

intérieures 52, 54, 56, on prévoit, selon la présente inven-

tion, des moyens pour réduire le rayonnement infrarouge émis par le véhicule, qui comprennent des moyens permettant de réduire effectivement la température de ces surfaces par refroidissement par film fluide. Cela diminue par conséquent les risques de détection ou de pointage d'une arme détectant

la chaleur pour qu'elle entre dans le dispositif d'échappe-

ment 20 et donc complète la protection assurée par les

éléments de blocage 34, 36, 38.

Pour obtenir ce résultat, s'agissant du premier élément

de blocage 34, une partie du logement 22 contiguë à l'extré-

mité amont 34a de cet élément comporte une paroi 66 espacée de l'extrémité 34a qui provoque un premier virage. D'une façon similaire, l'extrémité 34a elle-même est incurvée pour constituer entre la paroi 66 et elle un premier passage 68 en

forme d'arc qui canalise l'air de refroidissement 32 prove-

nant de la sortie 64 du collecteur de manière à le diriger dans le sens général de la surface intérieure 56 de l'élément

34 pour en produire le refroidissement par film fluide.

Le passage 68 ne dirige pas avec précision l'air de refroidissement 32 le long de la surface intérieure 56, mais suffisamment près pour que d'autres forces physiques, telles que l'effet Coanda, provoquent la circulation de l'air 32 le long de la surface, assurant, de fait, son refroidissement

par film fluide.

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Pour obtenir ce résultat en ce qui concerne l'élément de blocage supérieur, ou second élément 36 de la paire d'éléments de blocage, 36, 38 illustrée en figure 2, une plaque ou seconde paroi 70 provoquant un virage, qui sert de support à l'une des extrémités de la grille 48, est incurvée comme représenté en figure 2. L'extrémité amont 36a du second

élement 36 a une courbure similaire, comme cela est repré-

senté, de manière à former entre les surfaces incurvées 70, 36a, un second passage 72 en forme d'arc dans lequel l'air de refroidissement 32 est dirigé entre le collecteur 62 et la

surface intérieure 52 de l'élément 36.

De manière à diriger l'air de refroidissement 32 le long de la surface intérieure 54 de l'élément de blocage 38, l'extrémité aval 36b du second élément de blocage 36 est incurvée de façon appropriée afin de définir une troisième paroi 74 provoquant un virage, et l'extrémité amont 38a du troisième élément de blocage 38 est incurvée de manière à

former entre elles un troisième passage 76 en forme d'arc.

L'air de refroidissement 32 est canalisé à partir du collecteur 62 et traversant le troisième passagee 76 se trouve ainsi généralement dirigé le long de la surface

intérieure 54 du troisième élément 38.

Comme dans le cas du premier élément de blocage 34, la courbure des passages 72, 76 ne dirige pas avec sûreté et précision l'air 32 le long des surfaces 52, 54, mais suffisamment près de celles-ci pour que les autres effets physiques provoquent sa circulation principalement le long de ces surfaces afin d'en provoquer le refroidissement par film fluide. Ainsi, grace à l'agencement spécifique de la multitude d'éléments inclinés, espacés, de blocage 34, 36, 38, et à leur disposition par rapport à des structures contiguës afin

de diriger l'air de refroidissement 32 d'une manière particu-

lière sur leur dessus, on obtient les résultats souhaités pour l'agencement de protection. Plus spécifiquement, les

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éléments 34, 36, 38 assurent une protection balistique contre l'entrée des obus, missiles, ou autres armes dans les zones vitales du moteur, et l'agencement permettant de diriger l'air de refroidissement 32 sur les éléments 34, 36, 38 permet de réduire leur rayonnement infrarouge et donc de diminuer les risques de détection ou de verrouillage sur la signature infrarouge des obus ou missiles chercheurs de chaleur. Le moyen permettant de réduire la signature IR comprend en outre, de préférence, une chambre 78 ménagée dans la partie supérieure de la paroi latérale 80 du logement 22 en amont des extrémités amont 34a, 36a des éléments de blocage et de la grille 48. La chambre 78 communique par fluide avec l'une des ouvertures de sortie 64 du collecteur et comporte une fente 82 façonnée de manière à canaliser l'air pour produire un refroidissement par film fluide le long de la surface intérieure 80a de la paroi 80, puis, après passage par la grille 48, dans la direction du premier élément de blocage 34, pour qu'il soit mélangé aux gaz d'achappement 30

et réduire leur température. Naturellement, l'air de refroi-

dissement 32 canalisé dans les passages 68, 72, 76 en forme d'arc se mélange également aux gaz d'échappement 30 pour

réduire leur température.

De préférence, le logement 22 comporte une paire de collecteurs 62 et 63 situés sur les deux côtés 40 de la

conduite 24. Chaque collecteur 62, 63 peut comporter séparé-

ment de l'air de refroidissement 32 ou, comme représenté en figure 3, l'air de refroidissement 32 peut s'écouler dans le sens longitudinal de la chambre 78 entre les ouvertures

correspondantes 64 et 65 ménagées dans la paire de collec-

teurs 62, 63. De cette manière, un collecteur 62 fournit de l'air de refroidissement 32 par l'intermédiaire de l'une de ses ouvertures de sortie 64 à l'ouverture d'entrée 65 de l'autre collecteur 63. L'air provenant de l'ouverture 65 est alors canalisé vers les ouvertures de sortie 64 ménagées à

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l'intérieur du second collecteur 63.

Le moyen permettant de réduire la signature IR peut également comporter une multitude de fentes à ailettes 85 disposées sur les deux côtés 40 et s'étendant dans le sens vertical. Les fentes respectives 85 communiquent avec les collecteurs 62 et 63 et canalisent l'air de refroidissement 32 sortant de ces collecteurs pour le faire entrer dans la conduite 24 afin de provoquer un refroidissement par film fluide des surfaces intérieures des c6tés 40, d'o la

réduction de leur température et de la signature IR.

Pour augmenter encore l'efficacité de la protection du véhicule et apporter une réduction supplémentaire de la signature IR, un moyen de canalisation 84 est prévu qui communique avec l'extrémité de sortie 28 de la conduite d'échappement 24. Le moyen de canalisation 84 s'étend à partir de la conduite 24 dans une direction sensiblement horizontale et permet par conséquent de canaliser les gaz d'échappement 30 dans un sens généralement horizontal, sensiblement parallèle à l'axe longitudinal 39 de la conduite 24 et au sol. En employant ce moyen de canalisation 84, on empêche par conséquent que les gaz d'échappement 30 soient dirigés vers le bas pour réchauffer le sol ou en faire ressortir la poussière, ce qui provoquerait une signature

détectable qu'il y a lieu d'éviter.

Plus spécifiquement, le moyen de canalisation 84 comporte un élément 87 ayant la forme générale d'un U et comportant une base plate 87a fixée à la paroi inférieure 88 de la conduite 24 et s'étendant vers l'arrière de celle-ci en étant sensiblement parallèle à l'axe longitudinal 39. L.a base 87a s'étend sur toute la largeur de l'extrémité de sortie 28 et comporte à ses extrémités opposées une paire d'éléments latéraux 87b s'étendant orthogonalement dans la direction du haut. Les éléments latéraux 87b sont également fixés aux côtés respectifs 40 de la conduite 24. L'élément 87 présente

une ouverture de sortie 87c à son extrémité aval.

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L'élément 87 sert à canaliser les gaz d'échappement 30 sortant de l'extrémité de sortie 28 de la conduite et à les faire traverser l'ouverture de sortie 87c dans la direction arrière en étant sensiblement parallèles à l'axe longitudinal 39. Les éléments latéraux 87b empêchent que les gaz 30 ne se répandent sur les côtés de l'élément de base 87a. Par conséquent, la possibilité pour les gaz d'échappement 30 de

tomber directement sur le sol se trouve réduite.

Dans la mesure o les gaz d'échappement sont canalisés dans l'extrémité de sortie 28 en se dirigeant vers le bas contre la base 87a, une veine contractée se formera juste en aval de l'extrémité 28 qui créera une contre-pression dans

les gaz d'échappement 30 dans la conduite 24. Cette contre-

pression est indésirable dans la plupart des cas car elle

réduit le rendement du moteur 12.

Par conséquent, de manière à réduire la contre-

pression, le moyen de canalisation 84 comporte en outre de préférence un élément supérieur 90 situé à une certaine distance de la base en étant parallèle à celle-ci et en

s'étendant vers l'extérieur de la paroi d'extrémité 46.

L'élément supérieur 90 est relié aux éléments latéraux 87b de

sorte que l'ouverture de sortie 87c a une section générale-

ment rectangulaire. L'élément supérieur 90 est généralement en alignement avec l'arête supérieure de l'extrémité de sortie 28 de sorte que la surface en coupe de passage du moyen de canalisation 84 est au moins généralement aussi

grande que la surface en coupe de passage de l'extrémité 28.

La surface spécifique de passage du moyen 84 est naturel-

lement, une question de conception que peut déterminer de la manièreclassique l'homme de l'art connaissant, par exemple,

la mécanique des fluides dans le concept des veines contrac-

tées. L'élément supérieure 90 crée une surface sur laquelle peuvent se fixer les gaz d'échappement 30, fournissant une plus grande surface de passage par rapport à celle dont on

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disposerait en l'absence de l'élément 90. Le moyen de canalisation 84 ayant la structure précédente permet donc la

diffusion des gaz d'échappement 30 et de réduire la contre-

pression, par conséquent, d'augmenter le rendement du moteur.

Dans le but de refroidir les surfaces du moyen de

canalisation 84, on a prévu deux sources d'air de refroidis-

sement. Tout d'abord, l'air de refroidissement 32 provenant du collecteur 62 est amené à traverser un passage 86 défini entre l'extrémité inférieure, aval, 38b de l'élément de

blocage 38 et la première paroi de fond 88. L'air de refroi-

dissement 32 est ainsi dirigé le long des surfaces inté-

rieures de la première paroi 88 et de la base 87a pour les

refroidir et minimiser leur rayonnement infrarouge.

La seconde source d'air est formée en espaçant l'élé-

ment supérieur 90 de la paroi d'extrémité 46 de la conduite pour former une ouverture d'éjecteur 92 servant à l'entrée de l'air ambiant 94. En outre, la paroi d'extrémité 46 est incurvée à son extrémité inférieure et la partie contiguë de

l'élément supérieur 90 est incurvée d'une manière corres-

pondante pour conférer à l'ouverture 92 la forme d'un arc afin de diriger l'air ambiant 94 le long de la surface

intérieure de l'élément 90 et en provoquer le refroidisse-

ment. En outre, l'air ambiant se mélangera aux gaz d'échap-

pement 30 afin de réduire la température et par conséquent

diminuer la signature IR.

Dans la mesure o les éléments de blocage 34, 36, 38 sont effectivement refroidis et bloquent la ligne de vision des ailettes 44, il n'est pas nécessaire de procéder au

refroidissement de ces dernières.

D'après la description précédente il apparaîtra que la

présente invention prévoit un agencement perfectionné de protection dans le dispositif d'échappement 20 d'un moteur à turbine à gaz, en particulier dans son application à un

véhicule terrestre, qui permet d'obtenir de multiples avan-

tages. L'agencement de protection représenté réduit le

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rayonnement infrarouge provenant des composants du dispositif d'échappement 20 vers l'extérieur du véhicule et réduit par conséquent la possibilité pour des armes chercheuses de chaleur de détecter la zone chauffée d'échappement et donc diminue les risques d'endommagement du moteur par de telles armes. En outre, l'agencement de protection incorpore des composants disposés de manière à assurer une protection balistique sur la quasi totalité de la surface en coupe de la

conduite d'échappement 24 et minimiser les risques d'endom-

magement par des obus et-missiles pouvant frapper cette zone.

Par ailleurs, la construction empêche que des objets lancés dans le dispositif d'échappement 20 n'atteignent des organes

vitaux du moteur.

Alors qu'on a représenté et décrit des modes spécifi-

ques de réalisation de la présente invention, les revendica-

tions annexées ont pour objet de couvrir non seulement ces modes spécifiques mais également des variantes de réalisation

entrant dans le domaine et l'esprit de ces revendications.

Par exemple, les second et troisième éléments de blocage 36, 38 n'ont pas besoin d'être en alignement mais peuvent être espacés axialement et se chevaucher partiellement de manière à fournir un refroidissement par film fluide plus efficace de l'élément 38 et augmenter la protection balistique en créant

deux barrières contre un projectile.

Bien qu'on ait utilisé des termes tels que supérieur, inférieur, vers le bas et vers le haut, etc., pour décrire le mode de réalisation préféré de l'invention, ces expressions ne sont pas destinées à être limitatives, et des modes de réalisation ayant d'autres positions entrent dans le domaine

de la présente invention.

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Claims

REVENDICATIONS

1. Dispositif d'échappement (20) comportant un agence-

ment de protection pour moteur à turbine à gaz monté dans un véhicule, caractérisé en ce qu'il comprend: un moyen de conduite (24) présentant une extrémité d'entrée (26) pour recevoir les gaz d'échappement chauds du moteur et une extrémité de sortie (28) pour décharger ces gaz; une multitude éléments de blocage (34, 36, 38) se chevauchant, disposés latéralement, placés dans le moyen de conduite, ces éléments de blocage étant inclinés par rapport à un axe longitudinal (39) du moyen de conduite et assurant une protection balistique dans la surface en coupe du moyen de conduite, les éléments de blocage permettant de canaliser entre eux les gaz d'échappement; un moyen (58) pour fournir de l'air de refroidissement aux éléments de blocage; et

des moyens (66, 70, 74) pour diriger l'air de refroi-

dissement le long des surfaces intérieures (56, 52, 54) des éléments de blocage afin de les refroidir et de réduire le rayonnement infrarouge dû à ces surfaces et se dirigeant vers

l'extérieur du véhicule.

2. Dispositif d'échappement selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens permettant de diriger l'air de refroidissement le long des surfaces comprennent un élément incurvé (66, 70, 74) placés à proximité du sommet de chacun des éléments de blocage en étant espacés de ceux-ci afin de former un passage (68, 72, 76) pour diriger l'air de refroidissement (32) dans un sens généralement parallèle aux surfaces afin d'en effectuer le refroidissement par film fluide.

3. Dispositif d'échappement selon la revendication 1, caractérisé en ce que la multitude d'éléments de blocage comprend une première paire d'éléments de blocage (36, 38)

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disposés dans une partie inférieure du moyen de conduite (24) et comportant une surface (52, 54) placée de façon que le

rayonnement infrarouge en provenant soit dirigé vers l'exté-

rieur du véhicule, les bords contigus (36b, 38b) de la paire d'éléments de blocage étant façonnés de manière à diriger l'air de refroidissement sur la surface et réduire le rayonnement infrarouge en provenant, la multitude d'éléments de blocage comportant également un troisième élément de blocage (34) disposé dans une partie supérieure du moyen de conduite et chevauchant la paire d'éléments de blocage afin de former un bouclier balistique complet sur la totalité de la surface en coupe du moyen de conduite, la surface (56) du troisième élément de blocage étant disposée de façon que le rayonnement infrarouge se réfléchisse sur la paire d'élements de blocage et puisse passer à l'extérieur du véhicule, l'air de refroidissement étant dirigé sur la surface du troisième

élément de blocage de manière à réduire un tel rayonnement.

4. Dispositif d'échappement selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une grille (48) s'étend entre les extrémités supérieures des éléments espacés de blocage de manière à bloquer le passage de tout objet projeté dans

l'espace séparant les éléments de blocage.

5. Dispositif d'échappement selon la revendication 4, caractérisé en ce que: la multitude d'éléments espacés de blocage (34, 36, 38) est disposés à proximité de l'extrémité de sortie (28) du moyen de conduite (24); et une multitude d'ailettes espacées (44) est disposée à proximité de l'extrémité d'entrée (26) du moyen de conduite, les ailettes étant inclinées dans le sens opposé à la pente de la multitude d'éléments de blocage, d'o il résulte que les gaz d'échappement (30) suivent un trajet en serpentin dans le moyen de conduite, passant au-dessus des ailettes, à travers la grille au-dessus des éléments de blocage; et les ailettes s'étendant en partie à travers la surface

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en coupe du moyen de conduite et étant constituées d'une plaque de blindage de manière à assurer une protection

balistique supplémentaire.

6. Dispositif d'échappement selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un moyen de canalisation (84) s'étendant généralement dans le sens horizontal à partir de l'extrémité de sortie (28) du moyen de

conduite cité en premier afin de décharger les gaz prati-

quement dans la direction horizontale et minimiser la poussière et le chauffage du sol résultant de la décharge des gaz.

7. Dispositif d'échappement selon la revendication 6, caractérisé en ce que le moyen de canalisation (84) comprend un élément ayant la forme générale d'un U (87) comportant une base (87a) qui s'étend sur toute la largeur de l'extrémité de sortie de la conduite et une paire d'éléments latéraux (87b) s'étendant perpendiculairement aux extrémités opposées de la base.

8. Dispositif d'échappement selon la revendication 7, caractérisé en ce que le moyen de canalisation (84) comporte en outre un élément supérieur (90) espacé parallèlement à la base et réuni aux éléments latéraux de manière à définir une surface en coupe de passage (87c) au moins aussi grande que la surface en coupe de passage de l'extrémité de sortie (28)

de la conduite.

9. Dispositif d'échappement selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'élément supérieur (90) est espacé dans la direction aval de l'extrémité de sortie de la conduite de manière à définir une ouverture d'éjecteur (92) pour permettre l'entrée d'air de refroidissement dans le

moyen de canalisation (84).

10. Dispositif d'échappement, caractérisé en ce qu'il comprend: une conduite (24) comportant une extrémité d'entrée (26) pour recevoir des gaz d'échappement et une extrémité de

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sortie (28) pour décharger les gaz d'échappement, une multitude d'éléments de blocage se chevauchant (34, 36, 38) à l'extrémité de sortie de la conduite et inclinés dans une première direction par rapport à l'axe longitudinal (39) de la conduite de manière à former un bouclier balistique à travers la surface en coupe de la conduite, les éléments de blocage étant espacés latéralement de manière à canaliser les gaz d'échappement entre eux entre l'extrémité

d'entrée et l'extrémité de sortie.

une multitude d'ailettes (44) espacées latéralement et se chevauchant à l'extrémité d'entrée de la conduite et inclinées dans une seconde direction, opposée à la première direction, afin de canaliser les gaz d'échappement dans un trajet d'écoulement en forme de serpentin à travers les

ailettes et les éléments de blocage.

11. Dispositif d'échappement selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une grille (48) disposée sur les extrémités amont des éléments de blocage,

pouvant être traversée par les gaz d'échappement et dimen-

sionnée de manière à éviter que des projectiles ne soient

placés à son amont.

12. Dispositif d'échappement selon la revendication 10, caractérisé en ce que les éléments de blocage comprennent des premier (34), second (36) et troisième (38) éléments de blocage se chevauchant, disposés à l'extrémité de sortie de la conduite et inclinés dans une première direction par rapport à l'axe longitudinal de la conduite afin de former un bouclier balistique sur la surface en coupe de la conduite, les second (36) et troisième (38) éléments de. blocage étant en alignement et espacés latéralement du premier élément de blocage afin de canaliser les gaz d'échappement entre eux

entre l'extrémité d'entrée et l'extrémité de sortie.

13. Dispositif d'échappement selon la revendication 10, caractérisé en ce que la conduite (24) comporte une paroi d'extrémité en regard de l'arrière (46) pratiquement de même

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longueur que les éléments de blocage et permettant d'assurer une protection balistique supplémentaire de la conduite contre les projectiles dirigés vers l'un des éléments de

blocage à partir d'une position située en aval.

14. Dispositif d'échappement selon la revendication 10, caractérisé en ce que la conduite comporte des parois (40)

permettant d'assurer une protection balistique.

15. Dispositif d'échappement selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un moyen pour

réduire la signature IR.

16. Dispositif d'échappement selon la revendication 15, caractérisé en ce que le moyen permettant de réduire la signature IR comprend un moyen pour refroidir les éléments de

blocage comportant un moyen pour canaliser l'air de refroi-

dissement le long des surfaces intérieures des éléments de

blocage afin d'en assurer le refroidissement par film fluide.

17. Dispositif d'échappement selon la revendication 15, caractérisé en ce que le moyen permettant de réduire la signature IR comporte une première paroi (66) formant un virage espacée de l'extrémité amont (34a) d'un premier élement de blocage aval afin de faire subir un virage à l'air de refroidissement et assurer le refroidissement par film fluide de la surface intérieure (56) de ce premier élément de blocage.

18. Dispositif d'échappement selon la revendication 17, caractérisé en ce que le moyen permettant de réduire la signature IR comporte en outre des second (36) et troisième (38) éléments de blocage amont, le second élément de blocage étant espacé d'une seconde paroi (70) formant un virage de façon que l'air de refroidissement se trouve canalisé entre eux pour procéder au refroidissement par film fluide de la surface intérieure (52) du second élément de blocage, et les second et troisième éléments de blocage sont espacés l'un de l'autre de manière à définir une troisième paroi (74) formant un virage afin de canaliser l'air de refroidissement pour

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provoquer le refroidissement par film fluide de la surface

intérieure (54) du troisième élément de blocage.

19. Dispositif d'échappement selon la revendication 17, caractérisé en ce que le moyen permettant de réduire la signature IR comporte en outre une chambre (78) disposée dans une paroi latérale (80) de la conduite à une certaine distance des extrémités amont des éléments de blocage et

ayant une forme qui permet de canaliser l'air de refroidisse-

ment pour un refroidissement par film fluide de la surface intérieure de la paroi latérale et pour le diriger vers la surface intérieure (56) du premier élément de blocage (34) afin de le mélanger avec les gaz d'échappement et réduire

leur température.

20. Dispositif d'échappement selon la revendication 15, caractérisé en ce que le moyen permettant de réduire la signature IR comprend un moyen de canalisation (84) disposé de manière à communiquer avec l'extrémité de sortie (28) de la conduite, qui canalise les gaz d'échappement sortant de la conduite pour leur faire suivre une direction pratiquement

parallèle à l'axe longitudinal (39) de cette conduite.

21. Dispositif d'échappement selon la revendication 20, caractérisé en ce que le moyen de canalisation (84) comprend un élément ayant la forme générale d'un U (87) comportant une base (87a) qui s'étend sur la totalité de la largeur de l'extrémité de sortie de la conduite et une paire d'éléments latéraux (87b) perpendiculaires aux extrémités opposées de la base.

22. Dispositif d'échappement selon la revendication 21, caractérisé en ce que le moyen de canalisation (84) comprend un outre un élément supérieur (90) espacé de la base en lui étant parallèle et réuni aux éléments latéraux de manière à définir une surface en coupe de passage au moins aussi grande que la surface en coupe de passage de l'extrémité de sortie

de la conduite.

23. Dispositif d'échappement selon la revendication - 23- 22, caractérisé en ce que l'élément supérieur (90) est espacé, dans la direction aval, de l'extrémité de sortie (46) de la conduite de manière à définir une ouverture d'éjecteur (92) pour permettre l'entrée d'air de refroidissement dans le

moyen de canalisation (84).

24. Dispositif d'échappement selon la revendication 15, caractrérisé en ce que le moyen permettant de réduire la signature IR comporte des fentes à ailettes (85) disposées dans les côtés de la conduite entre lesquels s'étendent les éléments de blocage, les fentes pouvant recevoir et canaliser l'air de refroidissement le long des surfaces intérieures des

côtés de la conduite.

25. Dispositif d'échappement (20) pour moteur (12) à turbine à gaz, caractérisé en ce qu'il comprend: une conduite (24) comportant une extrémité d'entrée (26) pour recevoir des gaz d'échappement et une extrémité de sortie (28) pour décharger les gaz d'échappement, des premier, second et troisième éléments de blocage se chevauchant (34, 36, 38), disposés à l'extrémité de sortie dans la conduite et inclinés dans une première direction par rapport à l'axe longitudinal (39) de la conduite afin de former un bouclier balistique à travers la surface en coupe de la conduite, les second (36) et troisième (38) éléments de

blcoage étant alignés l'un avec l'autre et espacés latérale-

ment du premier élément de blocage (34) afin de canaliser entre eux les gaz d'échappement (30) entre l'extrémité

d'entrée et l'extrémité de sortie.

une multitude d'ailettes (44) espacées latéralement et se chevauchant disposées à l'extrémité d'entrée dans la conduite et inclinées dans une seconde direction, opposée à

la première direction, afin de canaliser les gaz d'échappe-

ment dans un trajet en forme de serpentin, à travers les

ailettes et les éléments de blocage.

une grille (48) disposée sur les extrémités amont des

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premier et second éléments de blocage et dimensionnée pour permettre leur traversée par les gaz d'échappement et pour éviter que des projectiles ne soient placés sur leur côté amont, un moyen (58) pour fournir de l'air de refroidissement (32), et un moyen pour réduire la signature IR comportant: une première paroi (66) formant une courbe espacée de l'extrémité amont du premier élément de blocage pour faire subir un iirage à l'air de refroidissement et assurer le refroidissement par film fluide de la surface intérieure (56)

du premier élément de blocage.

les second (36) et troisième (38) éléments de blocage étant disposés en amont du premier élément de blocage (34), le second élément de blocage étant espacé d'une seconde paroi (70) formant une courbe de façon que l'air de refroidissement soit canalisé entre eux et refroidisse par film fluide la surface intérieure (52) du second élément de blocage, et les second et troisième éléments de blocage étant espacés l'un de l'autre pour définir une troisième paroi (74) formant une

courbe afin de canaliser l'air de refroidissement et refroi-

dir par film fluide le troisième élément de blocage, un moyen de chambre (78) disposé dans une paroi latérale (80) de la conduite espacée de la grille et ayant une forme permettant de canaliser l'air de refroidissement pour procéder au refroidissement par film fluide de la surface intérieure de la paroi latérale et le diriger vers la surface intérieure (56) du premier élément de blocage (34) afin de le mélanger aux gaz d'échappement pour en réduire la température, et un moyen de canalisation (84) disposé de manière à communiquer avec l'extrémité de sortie (28) de la conduite et permettant de canaliser les gaz d'échappement dans une

direction sensiblement parallèle à l'axe longitudinal.

26. Dispositif d'échappement selon la revendication 25,

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caractérisé en ce que le moyen de canalisation (84) comprend un élément ayant la forme générale d'un U (87) qui comporte une base (87a) s'étendant sur la totalité de la largeur de l'extrémité de sortie de la conduite et une paire d'éléments latéraux (87b) s'étendant perpendiculairement aux extrémités

opposées de la base.

27. Dispositif d'échappement selon la revendication 26, caractérisé en ce que le moyen de canalisation (84) comporte en outre un élément supérieur (90) espacé de la base en lui étant parallèle et réuni aux éléments latéraux afin de définir une surface en coupe de passage au moins aussi grande que la surface en coupe de passage de l'extrémité de sortie

de la conduite.

28. Dispositif d'échappement selon la revendication 27, caractérisé en ce que l'élément supérieur (90) est espacé, dans la direction aval, de l'extrémité de sortie (46) de la conduite, de manière à définir une ouverture d'éjecteur (92) afin de permettre l'entrée d'air de refroidissement dans le

moyen de canalisation.

29. Dispositif d'échappement selon la revendication 28, caractérisé en ce que le moyen permettant de réduire la signature IR comporte des fentes à ailettes (85) disposées dans les côtés de la conduite entre lesquelles s'étendent les éléments de blocage, les fentes pouvant recevoir et canaliser l'air de refroidissement le long des surfaces intérieures des

côtés de la conduite.