FR2646474A1 - Moyens et procede pour reduire la charge due a la pression differentielle dans un moteur a turbine a gaz comportant une chambre de post-combustion - Google Patents
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Abstract
L'invention comprend un moyen pour accélérer le courant de l'air de dilution 46 et ensuite pour le décélérer afin de créer des pertes de pression et fournir un courant de l'air de dilution 46 à pression réduite à une enceinte 54 entourant la chemise 52 de la chambre de post-combustion 50. Dans un mode de réalisation préféré, le courant de l'air de dilution est accéléré jusqu'à une vitesse supérieure à Mach 1 et est ensuite décéléré à une vitesse inférieure à Mach 1 pour provoquer des ondes de choc afin de générer des pertes de pression et réduire la pression différentielle agissant sur la chemise. Application aux moteurs à turbine à gaz.
Description
La présente invention concerne les réacteurs à double
flux avec post-combustion en général et, plus particulière-
ment, un moyen et un procédé pour réduire la charge due à la pression différentielle appliquée à une chemise de la chambre de post-combustion dans ce type de moteur.
Un turboréacteur classique à double flux avec post-
combustion comprend une soufflante qui fournit une partie de son air à un générateur de gaz d'échappement. Entourant le générateur de gaz, une conduite de dilution reçoit une autre
partie de l'air de la soufflante qui contourne ce générateur.
Une chambre de post-combustion, ou augmenteur, est disposée en aval du générateur de gaz et de la conduite de dilution et comporte une chemise de combustion à l'intérieur de laquelle sont reçus les gaz d'échappement du générateur de gaz et une partie de l'écoulement d'air de la conduite de dilution, lesquels sont mélangés au carburant pour combustion dans la chambre de post-combustion. La chambre de post-combustion comprend également une enceinte annulaire entourant la chemise. qui reçoit le reste de l'écoulement d'air de la
conduite de dilution afin de refroidir la chambre de post-
combustion, et plus particulièrement sa chemise.
Un mélangeur est disposé au côté en aval du générateur
de gaz afin de mélanger l'air de dilution aux gaz d'échappe-
ment du générateur de gaz situé en aval, qui définit un plan d'adaptation oi s'entrecroisent l'écoulement de l'air de -2-
dilution et les gaz d'échappement du générateur.
Ces moteurs ont un rapport de pression dans le plan d'adaptation défini par le rapport entre la pression totale de l'écoulement de l'air de dilution et la pression statique des gaz d'échappement du générateur dans ce plan. Les rapports de pression dans ce plan varient dans une certaine plage lors du fonctionnement du moteur entre une valeur minimum et une valeur maximum. Dans un turboréacteur augmenté donné à titre d'exemple, ce rapport des pressions varie entre une valeur minimum d'environ 1,04 et une valeur maximum d'environ 2,8 pendant le fonctionnement du moteur. Lors du fonctionnement de la chambre de post-combustion, le rapport des pressions a des valeurs comprises dans la plage allant
d'environ 1,04 à 1,5 pour le moteur donné à titre d'exemple.
Lors du fonctionnement avec la chambre de post-combustion hors-marche, le rapport des pressions peut se rapprocher de 2,8.
Comme le rapport des pressions dans le plan d'adapta-
tion est une corrélation entre la pression de l'écoulement de l'air de dilution et la pression des gaz d'échappement du générateur, il constitue également une indication de la charge due à la pression différentielle à laquelle est soumise la chemise de la chambre de post-combustion. Plus spécialement, cette charge est due au fait que l'écoulement de l'air de dilution est canalisé vers l'enceinte sur la surface radialement extérieure de la chemise et que les gaz d'échappement du générateur sont canalisés dans la chambre de post-combustion et contenus par la surface radialement
intérieure de la chemise.
Dans le réacteur à double flux augmenté donné à titre d'exemple, l'écoulement de l'air de dilution est canalisé directement vers l'enceinte sans subir une perte importante de la pression. Les pertes de pression sont indésirables car
elles diminuent l'efficacité aérodynamique du moteur. Cepen-
dant, dans un tel moteur, la charge due à la pression -3- différentielle qui est appliquée à la chemise par suite de la différence de pression entre l'écoulement de l'air de dilution dans l'enceinte et la pression des gaz d'échappement du générateur à l'intérieur de la chemise augmente avec les rapports de pression dans le plan d'adaptation. En conséquen- ce, la pression différentielle maximum agissant sur la chemise se produit pour le rapport maximum des pressions, lequel a lieu lors du fonctionnement du moteur avec la
chambre de post-combustion non en marche.
La charge due à la pression différentielle est pour la
chemise une charge de flambage, et pour certains turbo-
réacteurs à double flux augmenté cette charge peut s'avérer
importante et par conséquent nécessiter une structure appro-
priée pour en tenir compte.
La présente invention a pour objet un moteur à turbine à gaz perfectionné comportant un moyen et un procédé pour diminuer la charge due à la pression différentielle agissant
sur la chemise d'une chambre de post-combustion.
La présente invention a pour autre objet un moteur à turbine à gaz présentant une perte prédéterminée de la pression dans l'air de refroidissement canalisé vers la chemise de la chambre de post-combustion pour diminuer la charge due à la pression différentielle agissant sur la chemise afin de réduire les efforts de flambage qui lui sont
appliqués.
La présente invention a pour autre objet un moteur à turbine à gaz ayant une charge réduite due à la pression
différentielle, appliquée à la chemise de la chambre de post-
combustion aux rapports élevés de pression dans le plan d'adaptation sans qu'il y ait création de pertes indésirables
de pression pour les faibles valeurs de ce rapport.
La présente invention comprend un procédé et un moyen pour réduire les charges de flambage appliquées à la chemise
de combustion d'une chambre de post-combustion en introdui-
sant des pertes prédéterminées de la pression dans l'écoule-
-4- ment d'air de la conduite de dilution canalisé vers ia
chemise. Le procédé comprend les étapes consistant à accélé-
rer l'écoulement d'air de dilution pour fournir un écoulement d'air de dilution accéléré à la chambre de post-combustion et à décélérer alors l'écoulement accéléré de dilution afin de créer des pertes de pression dans l'écoulement de l'air de
dilution dans l'enceinte et réduire la pression différen-
tielle agissant sur la chemise.
La présente invention comprend également un moyen pour accélérer et décélérer l'écoulement de l'air de dilution afin de créer des pertes de pression et réduire la pression
différentielle agissant sur la chemise de la chambre de post-
combustion.
La suite de la description se réfère aux figures
annexées qui représentent respectivement: figure 1, une vue en coupe d'un turboréacteur à double flux à écoulement mélangé, augmenté, selon un mode de réalisation de la présente invention; figure 2, une vue à grande échelle de la zone désignée par 2-2 en figure 1,représentant une forme préférée de moyen
pour la réduction des charges dues à la pression différen-
tielle;
figure 3, une vue en bout prise le long de la ligne 3-
3 de la figure 2; figure 4, une vue semblable à la figure 2, mais représentant un autre mode de réalisation de la présente invention comportant un guide d'écoulement formé par un carter du moteur; figure 5, une vue semblable à la figure 2, mais représentant un autre mode de réalisation de la présente invention comprenant un mélangeur en marguerite;
figure 6, une vue en bout prise le long de la ligne 6-
6 de la figure 5; figure 7, une vue similaire aux figures 2 et 5, et représentant un autre mode de réalisation de la présente -5-
invention comprenant un mélangeur à marguerite plus grande.
En figure 1, on a représenté un turbo-réacteur 10 à double flux à écoulement mélangé. Le moteur 10 comporte un carter extérieur 12 dans lequel est disposée une soufflante classique 14 qui reçoit l'air ambiant 16 par l'intermédiaire d'un orifice d'entrée du moteur comportant une multitude d'aubes directrices 20 espacées circonférentiellement les
unes des autres.
Le moteur 10 comporte aussi un générateur classique de gaz 22 qui comprend un carter annulaire 22 dans lequel sont disposés un compresseur 26, une chambre de combustion 28 et une turbine à haute pression 30, la turbine entrainant le compresseur 26. Le générateur de gaz 22, comprend également une turbine à basse pression 32 qui entraîne la soufflante
14.
En marche, l'air ambiant 16 est pressurisé dans la soufflante 14 et une première partie 34 de l'air de la soufflante est canalisé pour enter dans le générateur de gaz 22 par l'intermédiaire du compresseur 26 dans lequel il est comprimé, reçoit alors du carburant et est brûlé dans la
chambre de combustion 28 pour engendrer les gaz 38 s'échap-
pant du générateur. Les gaz 38 sont tout d'abord canalisés dans la turbine à haute pression 30 pour entraîner le compresseur 26, ensuite dans la turbine à basse pression 32 pour entraîner la soufflante 14, et sont enfin déchargés du générateur 22 en passant par un orifice de sortie 40 défini à l'extrémité aval 42 du générateur entre le carter 24 et un cône d'échappement 36 s'étendant vers l'arrière de la turbine 32. Le générateur de gaz 22 est espacé dans la direction radiale de l'intérieur du carter extérieur 12 pour définir une conduite annulaire 44 de dilution qui s'étend sur la longueur du générateur de gaz 22. Une seconde partie de l'air 16, qui est pressurisée par la soufflante 14, est canalisé dans la conduite de dilution 44 sous forme d'un écoulement 6- d'air de dilution 46 qui contourne le générateur de gaz 22 et est déchargé de la conduite 44 en passant par un orifice de sortie 48 de la conduite défini à l'extrémité en aval 42 du
générateur 22.
Le moteur 10 comprend en outre une chambre de post- combustion 50 qui s'étend en aval du générateur 22 et de la
conduite de dilution 44 à l'intérieur du carter extérieur 12.
La chambre de post-combustion 50 comporte une chemise de combustion 52, qui est espacée dans la direction radiale de l'intérieur du carter extérieur 12 de manière à définir une enceinte annulaire 54 s'étendant sur la longueur de la chemise. L'enceinte 54 communique avec la conduite de dilution 44 afin de recevoir l'écoulement d'air de dilution et refroidir la chambre de post-combustion, en particulier la chemise 52 et un ensemble classique 56 à tuyère d'échappement
disposé à l'extrémité arrière du moteur 10.
La chambre de post-combustion 50 comporte également une multitude d'injecteurs classiques de carburant 58 espacés circonférentiellement les uns des autres et disposés entre le générateur 22 et la chemise 52, qui fournissent du carburant au gaz 38 s'échappant du générateur et à l'écoulement de l'air de dilution 46, lesquels sont canalisés pour entrer dans la zone de combustion 60 définie dans la surface radialement intérieure de la chemise 52 pour produire une poussée supplémentaire lors de l'opération.de réchauffe du moteur 10 lorsque la chambre de postcombustion est alimentée
en carburant.
En figure 2, on a représenté à grande échelle une partie de la zone située entre le générateur de gaz 22 et la chambre de post-combustion 50 et plus particulièrement un moyen pour réduire la charge due à la pression différentielle agissant sur la chemise 52. En figures 2 et 3, on a également représenté un mélangeur annulaire de confluent 62, qui est
formé par l'extrémité arrière du carter 24. Plus spéciale-
ment, le mélangeur 62 est défini par une surface arrière, -7- radialement extérieure, 64 du carter 24, qui limite le courant d'air de dilution 46 dans la conduite 44. Le mélangeur 62 comprend aussi une surface arrière, radialement
intérieure, 66 du carter 24 qui limite les gaz 38 d'échappe-
ment du générateur de gaz. Les surfaces extérieure et intérieure 64 et 66 convergent vers l'extrémité en aval 42 du générateur 22, qu'on peut appeler en variante extrémité en
aval 42 du mélangeur 62.
Selon un mode de réalisation préféré de la présente
invention, le moteur 10 comporte un guide annulaire d'écoule-
ment 68 qui s'étend radialement dans la direction de l'intérieur à partir du carter extérieur 12 jusque dans la conduite 44 et l'enceinte 54. Le guide 68 comporte une première portion 70 inclinée vers l'arrière et dirigée radialement vers l'intérieur à partir du carter extérieur 12, distante de la surface extérieure 64 du mélangeur 62 et coopérant avec celle-ci pour définir un col 72 ayant une surface minimum d'écoulement au droit de l'orifice de sortie 48 de la conduite de dilution et un col convergent ou canal 74 dans la conduite de dilution 44 afin d'accélérer le courant d'air de dilution 46 dans le canal convergent 74
jusqu'au col 72.
Le guide d'écoulement 68 comporte aussi une seconde portion 76 inclinée vers l'amont et dirigée radialement vers l'intérieur à partir du carter extérieur 12, qui est espacée d'une extrémité en amont de la chemise 52 et coopère avec celle-ci pour définir un orifice d'entrée 78 dans l'enceinte 54 et ur premier canal divergent 80 dans l'enceinte 54 pour diffuser le courant d'air de dilution pouvant pénétrer dans
l'orifice d'entrée 78.
En variante, la seconde portion 76 du guide d'écoule-
ment peut être tronconique vers l'aval de l'orifice d'entrée 78, et le canal 80 peut converger ou être un canal à surface constante, car on pense qu'une telle portion 76 et le canal 80 en aval de l'orifice d'entrée 78 n'ont pas un effet 8-
important sur les performances de la présente invention.
De plus, dans le mode de réalisation préféré, le mélangeur 62 est distant axialement de l'orifice d'entrée 78 de l'enceinte afin de définir un interstice axial 82. Le guide 68 de l'écoulement comporte une troisième portion 84 s'étendant entre la première portion 70 au droit du col 72 et la seconde portion 76 au droit de l'orifice d'entrée 78 sur
l'étendue axiale de l'interstice 82.
Avec la structure précédente, l'écoulement de l'air de dilution 46 est canalisé par l'orifice 48 de sortie de la conduite de dilution et est fractionné en une première portion 86, qui est canalisée vers la zone de combustion 60 à l'intérieur de la chemise 52, et une seconde portion 88 qui est canalisée vers l'enceinte 54 pour refroidir la chambre de postcombustion 50. Le mélangeur 62, qui est disposé à l'extrémité 42 en aval du générateur de gaz sert à mélanger les gaz 38 s'échappant de l'orifice 40 de sortie du générateur et la première portion 86 de l'écoulement de l'air de dilution provenant de l'orifice 48 de *sortie de la conduite de dilution. Pour le mélangeur simple 62 représenté en figure 2, cela est exécuté par la surface extérieure inclinée 64, dirigée radialement vers l'intérieur, qui est disposée obliquement par rapport à la surface intérieure 66 de sorte que la première portion 86 de l'air de dilution est canalisée pour s'entrecroiser avec les gaz 38 du générateur de gaz dans l'interstice axial 82 commençant à l'extrémité 42
en aval du mélangeur 62.
Comme représenté également en figure 2, le moteur 10 comporte en outre un plan d'adaptation 90 défini par le plan s'étendant à travers l'orifice 40 de sortie du générateur de gaz, l'extrémité 42 en aval du mélangeur et l'orifice 48 de sortie de la conduite de dilution. Dans le plan 90 un rapport de pression est défini qui comprend la pression totale de l'écoulement d'air de dilution 46 au droit de ce plan divisée par la pression statique des gaz d'échappement 38 au droit du -9- plan. Le moteur peut fonctionner dans une certaine gamme de rapports de pression dans le plan d'adaptation entre un rapport minimal et un rapport maximal, et pour le mode de réalisation représenté à titre d'exemple entre un rapport
minimal d'environ 1,04 et un rapport maximal d'environ 2,8.
Pour l'opération de post-combustion du moteur 10, dans laquelle le carburant provenant des injecteurs 58 est mélangé aux gaz 38 d'échappement du générateur de gaz et à la première portion 86 de l'écoulement d'air de dilution et est brûlé dans la zone de combustion 60, le rapport des pressions dans le plan d'adaptation est compris-entre environ 1,04 et environ 1,5. Pendant le fonctionnement sans post- combustion du moteur 10 alors qu'aucune combustion ne se produit dans la zone 60 de la chambre de post-combustion 50, les rapports de pression dans le plan d'adaptation atteignent la valeur
maximum d'environ 2,8.
Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, on prévoit des moyens à proximité de l'extrémité 42 en aval du générateur de gaz 22 pour accélérer le courant de l'air de dilution 46, de préférence à une vitesse supérieure à Mach 1 pour le rapport maximum des pressions, afin de fournir à la chambre de post-combustion 50 un courant d'air de combustion
accéléré. Le moyen d'accélération comporte le canal conver-
gent 74 et le col 72 définis par la première portion 70 du guide d'écoulement en coopération avec la surface extérieure 64 du mélangeur 62 pour accélérer le courant d'air 46 jusqu'à
des vitesses atteignant Mach 1 au droit du col 72.
Le moyen d'accélération comprend en outre un second canal divergent 92 pour accélérer encore le courant d'air de dilution 46 à des vitesses supersoniques supérieures à Mach 1 pour des rapports de pression dans le plan d'adaptation supérieurs à un rapport de pression sonique. Ce rapport est le rapport de pression se traduisant par un écoulement sonique à Mach 1 de l'écoulement de l'air de dilution 46 dans
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le col 72 et dans le cas du mode de réalisation représenté, celui-ci est d'environ 1,9. De plus, pour le mode de réalisation donné à titre d'exemple, le courant de l'air de dilution est accéléré dans le canal divergent 92 jusqu'à Mach 1,3 à un rapport maximal de 2,8. Le canal divergent 92 est défini sur un côté par la troisième portion 84 du guide d'écoulement et est limité par
cette partie et, sur le côté opposé, par le cône d'échappe-
ment 36 et s'étend sur la longueur de l'interstice axial 82.
Le canal divergent 92, comportant la troisième portion 84 du guide d'écoulement et l'interstice axial 82, est dimensionné et a une configuration permettant d'accélérer encore le courant d'air de dilution 46 jusqu'aux vitesses supersoniques pour les rapports de pression audessus des vitesses soniques et pour provoquer une décélération du courant d'air de dilution 46 aux rapports de pression pour des vitesses subsoniques. On choisit la longueur du canal divergent 92, comprenant la longueur de l'interstice axial 82, pour des modes de réalisation particuliers afin d'assurer une détente adéquate du courant d'air de dilution 46 dans le canal 92 et obtenir les vitesses supersoniques, et on sélectionne aussi la valeur de la divergence de la troisième portion 84 de guidage d'écoulement pour fournir l'écoulement subsonique décéléré. En conséquence, le moyen d'accélération et le moyen de décélération comprennent tous deux le canal divergent 92 de manière à provoquer l'accélération ou la décélération de la seconde portion 88 de l'écoulement de l'air de dilution à des rapports de pression dans le plan d'adaptation qui sont
supersoniques ou subsoniques, respectivement.
Dans le mode de -réalisation représenté en figure 2, une couche limite 94 de fluide s'étend dans le canal
divergent 92 pendant l'écoulement supersonique entre l'extré-
mité 42 en aval du mélangeur 62, en passant par l'interstice axial 82, et la chemise 52. La couche limite 94 représente
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l'interface entre l'écoulement de l'air de dilution 46 et les gaz d'échappement 38. L'écoulement de l'air de dilution supersonique qu'on a décrit ci-dessus se produira entre la troisième portion 84 du guide d'écoulement et la couche limite 94. Lorsque l'écoulement de l'air de dilution 46 est accéléré à une vitesse supérieure à Mach 1 par le canal convergent 74 et le canal divergent 92, la seconde portion 88 de l'écoulement de l'air de dilution subit des pertes de pression et est canalisé jusqu'à l'orifice 78 d'entrée dans l'enceinte à une vitesse supérieure à Mach 1. L'extrémité 77 en amont de la chemise produira alors des ondes de choc dans la seconde portion 88 de l'écoulement de l'air de dilution, qui provoqueront des pertes supplémentaires de pression dans cette seconde portion pour fournir un écoulement d'air de dilution 96, à pression réduite, dans l'enceinte 54 afin de réduire la pression différentielle agissant sur la chemise 52. En d'autres termes, le guide d'écoulement 68 et
l'interstice axial 82 sont prévus comme on l'a décrit ci-
dessus pour introduire un moyen permettant de créer des pertes de pression dans l'écoulement de l'air de dilution 46 avant sa canalisation vers l'enceinte 54. Les structures ont de préférence des dimensions et une configuration aux conditions maximum du rapport des pressions dans le plan d'adaptation permettant d'assurer l'introduction d'une perte
de pression maximum dans la seconde portion 88 de l'écoule-
ment de l'air de dilution, qui est canalisé vers l'enceinte 54. Le rapport maximum se traduirait ordinairement, en l'absence des avantages offerts par la présente invention, par une certaine pression différentielle. agissant sur la chemise 52, avec la pression de l'écoulement d'air 96 sensiblement supérieure à celle des gaz présents dans la zone
de combustion 60 à l'intérieur de la chemise 52. L'introduc-
tion de pertes de pression prédéterminées dans l'écoulement
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d'air 88 en conformité avec la présente invention a pour effet de réduire la pression dans l'enceinte 54 pour diminuer la pression différentielle agissant sur la chemise 52 et par
conséquent pour les charges de flambage.
Avec des dimensions et une configuration du guide d'écoulement 68 et de l'interstice axial 82 permettant d'obtenir une vitesse supersonique pour le courant de l'air de dilution 46 en aval du col 72, des pertes de pression importantes, suplémentaires, seront produites par les ondes de choc générées lorsque la seconde portion 88 du courant de l'air de dilution pénètre dans l'orifice d'entrée 78, ce qui est souhaitable pour réduire le différentiel de pression agissant sur la chemise 52. On connait bien dans la technique la réalisation de tuyères convergentes- divergentes (C-D) pour obtenir un écoulement supersonique, et cette réalisation est
fonction des rapports de pression et des rapports de surface.
Le canal convergent 74 et le canal divergent 92 sont directement analogues aux tuyères C-D classiques, et le
technicien pourra déterminer le dimensionnement et la confi-
guration pour obtenir un écoulement supersonique pour chaque
application particulière d'un moteur.
A des rapports de pression dans le plan. d'adaptation inférieurs au rapport maximum de 2,8 pour le mode de réalisation représenté, la vitesse de l'écoulement de l'air de dilution 46 dans le canal divergent 92 diminuera à l'avenant, et au rapport de pression pour les vitesses soniques, l'écoulement d'air 46 sera accéléré jusqu'à une vitesse maximum d'environ Mach 1 au droit du col 72. Aux valeurs plus faibles du rapport des pressions, l'écoulement d'air 46 sera accéléré dans le canal divergent 74 jusqu'à des valeurs inférieures à Mach 1 au droit du col 72, par exemple, Mach 0,24 au rapport minimal de 1,04. De plus, la seconde portion 88 de l'écoulement de l'air de dilution sera décélérée, au lieu d'être encore accélérée, dans le canal
divergent 92. Une telle accélération et une telle décéléra-
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tion de l'écoulement d'air de dilution 46 ont pour effet de créer les pertes de pression qu'on préfère pour la présente invention. Les pertes de pression préférées qui sont introduites dans la seconde portion 88 de l'écoulement de l'air de dilution sont comprises entre des valeurs maximum pour les rapports de pression maximum dans le plan d'adaptation et des valeurs importantes, mais plus faibles, pour les rapports de pression dans le plan d'adaptation qui se traduisent par l'accélération de la seconde portion 88 de l'écoulement de l'air de dilution à proximité mais au-dessous de Mach 1. Les pertes de pression sont en outre relativement basses pour les
faibles rapports de pression dans le plan d'adaptation.
Plus spécialement, les pertes de pression introduites par l'invention diminuent sensiblement à des valeurs de Mach relativement faibles de la seconde portion 88 de l'écoulement de l'air de dilution, ce qui est préférable, car les pertes de pression sont généralement indésirables étant donné qu'elles diminuent le rendement du moteur et se traduisent par un écoulement de l'air 96 réduit dans l'enceinte 54 pour le refroidissement de la chemise 52 aux faibles valeurs de
Mach. Par exemple, lors de la marche du moteur 10 en post-
combustion avec les rapports de pression dans le plan
d'adaptation aux valeurs minimales et faibles qui correspon-
dent généralement à environ 1,04 - environ 1,5 pour le mode de réalisation donné à titre d'exemple, la chemise 52 est soumise à des pressions différentielles relativement basses et il n'est pas nécessaire de réduire de telles pressions différentielles. L'introduction de pertes de pression serait fâcheuse pendant la post-combustion car celles-ci diminueront l'efficacité aérodynamique et réduiront le refroidissement de la chemise du moteur. Cependant, la présente invention introduit des pertes de pression relativement faibles dans la seconde portion 88 de l'écoulement de l'air de dilution aux valeurs de Mach relativement basses qui se produisent pendant
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la marche avec post-combustion. Par conséquent, l'aptitude de la présente invention à conférer des pertes de pression relativement basses aux rapports de pression relativement faibles dans le plan d'adaptation tout en fournissant des pertes de pression relativement grandes pour les rapports de
pression élevés est souhaitable.
En figure 4, on a représenté un autre mode de réalisation de la présente invention qui est identique au mode de réalisation représenté en figure 2 sauf qu'il comporte un guide d'écoulement 98 formé de manière à constituer une partie du carter extérieur 12 et non un
élément indépendant et distinct.
En figure 5, on a représenté un autre mode de réalisation de la présente invention qui est sensiblement identique au mode de réalisation de la figure 2 sauf qu'il comporte un mélangeur classique en marguerite 100 au lieu du mélangeur de confluent 62. Comme on le voit le mieux en figure 6, le mélangeur 100 comporte une surface extérieure en spirale qui limite, sur un côté, le courant de l'air de dilution 46, et comporte aussi une surface intérieure en spirale 104 qui limite, sur un côté, les gaz d'échappement 38 du générateur de gaz. Le mélangeur 100 est classique et fonctionne de la façon classique pour mélanger le courant de l'air de dilution 46 avec les gaz 38. Comme dans le mode de réalisation représenté en figure 2, la première portion 70 du guide d'écoulement définit avec la surface extérieure 102 du mélangeur 100 un canal convergent 106. Le plan d'adaptation est défini à l'extrémité 108 en aval du mélangeur 100 et l'interstice axial 82 s'étend entre l'extrémité en aval 108
et la chemise 52.
En figure 7, on a représenté un autre mode de réalisation de la présente invention qui est sensiblement identique au mode de réalisation des figures 5 et 6 sauf,
toutefois, qu'il comporte un mélangeur classique en margue-
rite ou à lobe 110, sensiblement plus grand, et une multitude
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d'injecteurs de carburant 112 qui sont disposés à une
extrémité en amont du mélangeur 110.
En liaison avec la figure 2, la présente invention comporte aussi unprocédé pour augmenter la résistance au flambage de la chemise 52 de la chambre de post-combustion du moteur 10, comprenant les étapes consistant à: accélérer le courant de l'air de dilution 46 pour fournir un courant de l'air accéléré, c'est-à-dire les première et seconde portions 86 et 88 du courant de l'air de dilution, à la chambre de post-combustion 50, et décélérer le courant de l'air de dilution accéléré, par exemple la seconde portion 88, afin de créer des pertes de pression et fournir un courant de l'air de dilution 96, à pression réduite, à l'enceinte 54 et diminuer la pression
différentielle agissant sur la chemise 52.
Le procédé comprend aussi l'étape consistant à accé-
lérer le courant de l'air de dilution 46 à une vitesse supérieure à Mach 1 en aval du col 72 dans le second canal divergent 92 lors de l'étape d'accélération et à décélérer alors le courant de l'air de dilution accéléré, c'est-à-dire la seconde portion 88, à une vitesse inférieure à Mach 1 à l'orifice d'entrée 78 dans le canal divergent 92 pour obtenir des pertes de pression dues,.en partie, aux ondes de choc au
droit de l'orifice d'entrée 78.
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Claims (10)
1. Procédé pour augmenter la résistance au flambage d'une chemise (52) de chambre de post-combustion dans un moteur (10) à turbine à gaz comportant une soufflante (14), un générateur de gaz (22) pour produire des gaz d'échappement de la combustion (38), une conduite de dilution (44) pour canaliser le courant de l'air de dilution (46) provenant de la soufflante et passant sur le générateur de gaz, une
chambre de post-combustion (50) comportant la chemise annu-
laire de combustion pour recevoir les gaz d'échappement et une portion (86) de l'écoulement de l'air de dilution, et une enceinte annulaire (54) entourant la chemise pour recevoir une seconde portion (88) du courant de l'air de dilution afin de refroidir la chambre de post-combustion, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à: accélérer le courant de l'air de dilution pour fournir à la chambre de post-combustion un courant de l'air de dilution accéléré; et décélérer le courant de l'air de dilution accéléré afin de créer des pertes de pression dans la seconde portion du courant de l'air de dilution canalisé vers l'enceinte afin de réduire la pression différentielle agissant sur la chemise.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé e. e que le courant de l'air de dilution (46) est accéléré à une vitesse supérieure à Mach 1 pendant l'étape d'accélération et le courant de l'air de dilution accéléré est décéléré jusqu'à une vitesse inférieure à Mach 1 pour obtenir des pertes de
pression dues aux ondes de choc.
3. Moteur à turbine à gaz (10), caractérisé en ce qu'il comprend: une soufflante (14); un générateur de gaz (22) pour produire des gaz d'échappement (38) de la combustion; une conduite de dilution (46) pour canaliser le
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courant de l'air de dilution de refroidissement (46) prove-
nant de la soufflante et passant sur le générateur de gaz; une chambre de post-combustion (50) comportant une chemise annulaire (52) pour recevoir les gaz d'échappement et une première portion (86) du courant de l'air de dilution, et une enceinte annulaire (54) entourant la chemise pour recevoir une seconde portion (88) de l'écoulement de l'air de dilution afin de refroidir la chambre de post-combustion; un moyen pour accélérer le courant de l'air de dilution afin de fournir à la chambre de'postcombustion un courant de l'air de dilution accéléré; et un moyen pour décélérer le courant de l'air de dilution accéléré pour créer des pertes de pression dans la seconde portion du courant de l'air de dilution canalisé vers
l'enceinte afin de réduire la pression différentielle agis-
sant sur la chemise.
4. Moteur à turbine à gaz selon la revendication 3, caractérisé en ce que le moyen d'accélération procède à l'accélération dd courant de l'air de dilution à une vitesse supérieure à Mach 1 et le moyen de décélération provoque la décélération du courant de l'air de dilution accéléré pour
obtenir des pertes de pression dues aux ondes de choc.
5. Moteur à turbine à gaz selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comprend en outre: un premier orifice de sortie (40) pour décharger les gaz d'échappement provenant du générateur de gaz; un second orifice de sortie (48) pour décharger le courant de l'air de dilution provenant de la conduite de dilution; un mélangeur (62) disposé à l'extrémité en aval du générateur de gaz pour mélanger les gaz d'échappement provenant du premier orifice de sortie et la première portion (86) de l'écoulement de l'air de dilution provenant du second orifice de sortie;
le moyen d'accélération comprenant un guide d'écoule-
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ment (68) ayant une première partie (70) coopérant avec le mélangeur pour définir un col (72) au droit du second orifice de sortie et un canal convergent (74) dans la conduite de dilution pour accélérer le courant de l'air de dilution dans le canal convergent vers le col; le guide d'écoulement (68) comportant une seconde partie (76) coopérant avec la chemise pour définir un orifice (78) d'entrée dans l'enceinte (54) et un canal divergent (80)
dans cette enceinte.
6. Moteur à turbine à gaz selon la revendication 5, caractérisé en ce que le mélangeur (62) est espacé axialement
de l'orifice d'entrée de l'enceinte pour définir un inters-
tice axial (82) dans lequel la première portion de l'écoule-
ment de l'air de dilution rejoint les gaz d'échappement pour s'écouler jusqu'à la chambre de post-combustion, et le guide
d'écoulement (68) comprend une troisième partie (84) s'éten-
dant entre sa première partie au droit du mélangeur et sa seconde partie au droit de l'orifice d'entrée de l'enceinte
sur l'étendue axiale de l'interstice axial.
7. Moteur à turbine à gaz selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comprend en outre: un plan d'adaptation (90) à l'extrémité en aval du mélangeur à laquelle ce plan définit un rapport de pression entre la pression totale de l'écoulement de l'air de dilution
au droit du plan et la pression statique des gaz d'échappe-
ment au droit de ce plan, le moteur pouvant fonctionner dans une gamme de rapports de pression comprise entre un rapport minimum et un rapport maximum; et le moyen d'accélération est dimensionné et a une configuration permettant d'accélérer l'écoulement de l'air de dilution jusqu'à une vitesse supérieure à Mach 1 au rapport
de pression maximum.
8. Moteur à turbine à gaz selon la revendication 7, caractérisé en ce que le moyen d'accélération et le moyen de décélération comprennent en outre la troisième partie (84) du
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guide d'écoulement (68), et l'interstice axial (82) est dimensionné et a une configuration permettant de définir un canal divergent (92) pour accélérer l'écoulement de l'air de dilution jusqu'à une vitesse supérieure à Mach 1 pour des rapports de pression dans le plan d'adaptation supérieurs à un rapport de pression aux vitesses soniques, et pour décélérer l'écoulement de l'air de dilution aux rapports de pression dans le plan d'adaptation inférieurs aux rapports
pour les vitesses soniques.
9. Moteur à turbine à gaz selon la revendication 8, caractérisé en ce que le générateur de gaz comprend un carter extérieur (24) et le mélangeur comprend un mélangeur de confluent (62) défini par une surface arrière, radialement extérieure (64) du carter qui limite le courant de l'air de dilution et une surface arrière, radialement intérieure, (66) du carter qui limite les gaz d'échappement du générateur de gaz, les surfaces intérieure et extérieure convergeant vers
l'extrémité aval (42) du mélangeur.
10. Moteur à turbine à gaz selon la revendication 8, caractérisé en ce que le mélangeur comprend un mélangeur en marguerite (100) ayant une surface extérieure en spirale (102) qui limite le courant de l'air de dilution et une surface intérieure en spirale (104) qui limite les gaz
d'échappement du générateur de gaz.
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