OA20670A - Le thermo-propulseur, moteur à réaction. - Google Patents

Abstract

Le Thermo-propulseur, moteur à réaction à piston et cylindre. L'invention concerne un moteur à réaction qui utilise des pistons et des cylindres pour effectuer son cycle thermodynamique. Le moteur comporte deux grands cylindre (6) et (29) ; deux grands pistons (8) et (28) ; deux petits pistons (17) et (37) ; deux petits cylindres (15) et (39) ; deux tiges à crémaillères (11) et (35) ; une roue dentée (32) ; deux pompes d'injecteur (14) et (38) ; deux injecteurs de carburant (16) et (40) ; deux moteurs électriques (20) et (43) ; deux cylindres pleins d'échappements des gaz percé d'un trou (21) et (44) ; deux tuyères (22) et (45) ; deux conduits d'admission (5) et (27) ; deux conduits d'échappement (7) et (30) ; deux barres de commande (12) et (31) ; des clapets antiretours (3), (4), (18), (25), (26), (41) ; de quatre interrupteurs à bascules (13), (9 ;10), (36), (33,34) ; de deux chambres de combustion (19) et (42), de deux petits cylindre plein d'échappement (2) et (23) et de deux petits moteurs électriques (1) et (24). Le moteur selon l'invention est destiné à la propulsion des aéronefs.

Description

DESCRIPTION

La présente invention concerne un moteur à réaction à piston pour la propulsion aéronautique. Depuis les débuts de l’aviation l’on a connu quatre types de moteurs à réaction : le moteur fusée, le pulsoréacteur, le statofoacteur et le turboréacteur. La poussée fournit par ces réacteurs dépend fortement du taux de compression que l’on peut atteindre, surtout dans le cas des trois derniers réacteurs. Le problème posé par chacun des réacteurs se présente comme suit :

-Le moteur fusée dispose d’une forte puissance, mais les coûts, la dangerosité liée à son fonctionnement et la complexité de sa conception ainsi que la durée de son fonctionnement qui n’excède pas les dix minutes le confine à une utilisation sur les fusées spatiales uniquement.

-Le statoréacteur est un réacteur qui n’a pas de pièce en mouvement, sa compression est effectuée par le mouvement de l’avion sur lequel il est monté. De ce fait le statoréacteur ne peut pas démarrer tout seul, ni fonctionner à vitesse nulle. De même lorsqu’il fonctionne une forte consommation de carburant est observé.

-Le pulsoréacteur est un réacteur à fonctionnement pulsé, sa compression est effectuée par le mouvement du vent qui y pénètre, ce qui ne permet pas d’atteindre une bonne compression. En plus il présente un encombrement assez élevé.

-Le turboréacteur pour assurer la compression de l'air, utilise un compresseur constitué des roues à aubes. Pour augmenter le taux de compression d’un turboréacteur, il faudrait augmenter le nombre de roues à aubes du compresseur et celui de la turbine, ce qui augmente le poids, le cout de production et la complexité du système. De même le turboréacteur du fait de son fonctionnement a son entrée d’air qui est directement placé dans l’écoulement de l’air, ce qui engendre une force de traînée considérable qui diminue la poussée du moteur engendrant une consommation supplémentaire de carburant. En plus la poussée fournit par tout réacteur dépend de la vitesse d’éjection des gaz. Dans le cas du turboréacteur les gaz avant de sortir doivent d’abord rencontrer la turbine, ce qui diminue leur vitesse finale.

SOMMAIRE DE L’INVENTION

Un premier objectif de l’invention est de suggéré un réacteur donc le taux de compression ne dépendra plus du compresseur, mais plutôt du volume de la chambre de combustion.

Un autre objectif important de l’invention est d’éliminer la force de traînée aérodynamique due à l’installation des réacteurs dans le vent relatif. Et aussi d’augmenter la vitesse d’éjection des gaz.

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Plus précisément le réacteur selon l’invention comprend deux grands cylindres, deux petits cylindres, deux chambres de combustion, deux tiges à crémaillères, deux conduits d’échappement, deux cylindres pleins d’échappement des gaz, deux pompes d’injecteur, deux injecteurs, quatre interrupteurs à bascule, deux petits cylindres pleins d’échappement, deux petits moteurs électriques, deux conduits d’admissions, des clapets antiretours, deux grands pistons, deux petits pistons, d’une roue dentée, de deux barre de commande, deux tuyères et deux conduits d’admission.

Les deux grands cylindres comportent à leur partie supérieure une culasse. Au centre de la culasse est fixé un conduit d’échappement de faible section et long munit d’un clapet antiretour suivit d’un petit cylindre d’échappement Hé à un petit moteur électrique. L’autre bout du conduit dispose d’un clapet antiretour et va se fixer sur la chambre de combustion situé sous le deuxième grand cylindre. Dans chaque grand cylindre coulisse un grand piston muni des segments qui assurent l’étanchéité du grand cylindre. Chaque grand piston comporte un filetage en son centre permettant d’y attacher une tige à crémaillère qui comporte aussi à chacun de ses bouts des filetages. Le deuxième bout de la tige à crémaillère permet de fixer un petit piston. Chaque petit piston comportant des segments, coulisse dans un petit cylindre. Chaque petit cylindre est solidement fixé à la partie supérieure de la chambre de combustion.

Le volume de chaque chambre de combustion est déterminé par le taux de compression que l’on désire atteindre. La chambre de combustion comporte sur sa partie inférieure un convergent qui débouche sur le cylindre plein d’échappement qui est percé d’un trou cylindrique en son centre. Chaque cylindre plein d’échappement est complété dans son volume par des roulements à billes afin de faciliter son mouvement, l’ensemble est inséré dans un carter. De l’autre côté du cylindre d’échappement est fixé un divergent constituant la tuyère d’éjection.

Dans les rails des deux tiges à crémaillère tourne une roue dentée. Sur chaque tige est fixé perpendiculairement et à une distance bien déterminer, une barre de commande qui se déplace en même temps que la tige. Des deux côtés de la roue dentée se trouve deux interrupteurs à bascule, l’un à côté du petit cylindre et l’autre à côté du grand cylindre. Les interrupteurs sont fixés sur un axe de rotation et constituant deux bras. Chaque bras porte à son bout une pointe. En tournant, la pointe touche et met en contact deux métaux qui permettent le passage du courant. Les fils électriques de l’interrupteur du petit cylindre et celui du bras supérieur proche du grand cylindre sont reliés au moteur électrique situé du côté opposé par rapport à l’axe de la roue dentée. Chaque moteur électrique est lié au cylindre plein d’échappement et ne tourne que d’un angle de 45une butée permettant de limitée cette rotation. Les fils

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Page 2 électriques de l’interrupteur proche du grand cylindre sont reliés au petit moteur électrique du conduit d’échappement situé du même côté. Sur la partie supérieure du petit cylindre est fixé une pompe d’injecteur sur lequel est fixé un injecteur, lui-même fixé à la chambre à combustion situé du même côté. Sur la culasse de chaque grand cylindre est fixé un conduit d’admission munit des clapets antiretours.

BREVE DESCRIPTION DES DESSINS

La figure 1 : est une vue de l’ensemble du réacteur.

La figure 2 : est une vue de côté en coupe du cylindre plein d’échappement.

La figure 3 : est la vue de face du cylindre plein d’échappement.

La figure 4 : est une vue de côté de l’ensemble chambre de combustion, cylindre plein d’échappement dans son carter montrant la fermeture de la chambre de combustion.

La figure 5 : est une vue de côté de l’ensemble chambre de combustion, cylindre d’échappement dans son carter montrant l’ouverture de la chambre de combustion.

La figure 6 : est une vue de la tige à crémaillère avec sur un côté la barre de commande.

La figure 7 : est une vue des interrupteurs à bascule avec les deux bras ainsi que les contacteurs électriques permettant d’ouvrir et de fermé les circuits électriques. La tige à crémaillère descendant, les interrupteurs se déplaçant dans le sens des aiguilles d’une montre.

La figure 8 : est une vue des interrupteurs à bascule. La tige à crémaillère remontant. Les interrupteurs se déplaçant dans le sens contraire des aiguilles d’une montre.

La figure 9 : est une représentation de la grande roue dentée.

La figure 10 : est une représentation du clapet antiretour en position d’ouverture.

La figure 11 : est une représentation du clapet antiretour en position de fermeture.

La figure 12 : est une représentation du grand cylindre et du grand piston ayant des sommets arrondis.

La figure 13 : est une représentation du cylindre plein d’échappement complété de ses roulements.

La figure 14 : est une représentation des petits cylindres plein d’échappements des conduits d’échappements en position d’ouverture.

La figure 15 : est une représentation des petits cylindres plein d’échappement des conduits d’échappement en position fermée.

A partir de ces figures, l’invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit.

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INTRODUCTION

Le thermo-propulseur est un moteur à réaction utilisant des pistons et des cylindres pour effectuer son cycle thermodynamique. Dans cette description, nous allons présenter les éléments ou pièces qui constituent le moteur, ensuite le cycle thermodynamique et enfin le cycle de fonctionnement complet du moteur.

1/ COMPOSITION

Le moteur comporte selon la figure 1 :

- Deux grands cylindres (6) et (29)

Deux petits cylindres (15) et (39)

Deux grands pistons (8) et (28)

Deux petits pistons (17) et (37)

- Deux tiges à crémaillères (11) et (35)

Une roue dentée (32)

Deux pompes d’injecteur (14) et (38)

Deux injecteurs de carburant (16) et (40)

Deux moteurs électriques (20) et (43)

- Deux cylindres pleins d’échappement percé d’un trou cylindrique (21) et (44)

Deux tuyères (22) et (45)

Deux conduits d’admissions (5) et (27)

- Deux conduits d’échappement (7) et (30)

- Deux barres de commande d’injecteurs et de moteurs électriques (12) et (31)

- Des clapets antiretours (3), (4), (18), (25), (26), (41 )

- Quatre interrupteurs à bascules (13) ;(9,10) ; (36) ; (33,34)

- Deux chambres de combustion (19) et (42)

Deux petits cylindres pleins d’échappement (2) et (23)

- Deux petits moteurs électriques (1 ) et (24)

II/ DESCRIPTION ET ROLE DES ELEMENTS

LLes grands cylindres

Ce sont des cylindres (6) et (29) dont le diamètre est de l’ordre du mètre permettant d’avoir une grande quantité d’air. Leur rôle est de contenir l’air aspirer à travers les conduits d’admission (5) et (27), de le comprimer et de le refouler vers les chambres à combustion (42) et (19) au travers des conduits d’échappement (30) et (7) tel que représenté sur la figure 1.

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2JLe conduit d’admission

C’est un tuyau cylindrique (5) et (27) dont l’une des extrémités est à l’air libre et l’autre extrémité solidement fixé respectivement au sommet des grands cylindres (6) et (29) selon la figure 1. Il contient également un ou plusieurs clapets antiretours (4) et (26) permettant de le fermé complètement au moment de la compression selon la figure 11.

.Le conduit d’échappement

C’est un long tuyau de faible section dont l’une des extrémités est fixé au sommet du grand cylindre par exemple le conduit d’échappement (7) est fixé sur le grand cylindre (29) et l’autre extrémité solidement fixé sur la chambre de combustion (19) située sous le deuxième grand cylindre (fig.l). A l’extrémité fixé sur le grand cylindre (29) on trouve un clapet antiretour (25), après celui-ci vient un petit cylindre plein d’échappement (23) donc le trou a le même diamètre que le conduit d’échappement. Ce cylindre (23) est solidement lié à un petit moteur électrique (24). L’autre extrémité du conduit fixé sur la chambre de combustion (19) porte le clapet antiretour (18). De même le conduit d’échappement (30) part du grand cylindre (6) pour la chambre de combustion (42), Il est aussi muni du clapet anti-retour (3) suivi du petit cylindre plein d’échappement (2) qui est lié au petit moteur électrique (1), sur l’extrémité fixé sur le grand cylindre (6) et à l’autre extrémité se trouve le clapet antiretour (41).

.La chambre de combustion

C’est l’élément principal qui détermine la puissance du moteur. Elle est dimensionnée en fonction du Taux de compression que l’on désire atteindre. Ainsi donc en prenant en compte le Taux de compression et le volume des grands cylindres, on peut dimensionner aisément les chambres de combustion (19) et (42). Sur la partie supérieure des chambres sont accolés les petits cylindres (15) .. (39) (fig.l), sa partie inférieure comporte un convergent (52) et est relié au carter (49) du cylindre d’échappement (51) et la tuyère (50) selon les figure 4 et figure 5. Elle sert à effectuer la combustion du mélange air-carburant.

.Le petit cylindre

C’est dans ces cylindres (15) et (39) qu’est fourni l’énergie nécessaire pour comprimer l’air dans les grands cylindres (6) et (29) situés au-dessus. En prenant en compte la forte pression qui règne dans la chambre de combustion et le travail de compression nécessaire pour le volume d’air dans les grands cylindres, on peut déterminer le diamètre des petits cylindres. De toute façon une petite section sera suffisante pour prélever le travail de compression. Néanmoins les petits cylindres ont la même longueur que les grands cylindres, mais leurs volumes sont très faibles par rapport aux volumes de ces derniers (fig. 1 ).

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Page 5 .Lc grand piston

Les grands pistons (8) et _v28) ont le même diamètre que les grands cylindres et permettent d’aspirer et de comprimer l’air dans les grands cylindres (6) et (29). Ils sont munis des segments permettant d’assurer l’étanchéité des grands cylindres. Ils sont solidement liés aux tiges à crémaillère (11) et (35) ceci à l’aide de filetages.

7,Le petit piston

Les petits pistons (17) et (37) ont le même diamètre que les petits cylindres (15) et (39) et permettent de transmettre l’énergie de compression aux grands pistons (8) et (28) situé audessus, au travers des tiges à crémaillère (II) et (35). Leur retour vers les chambres de combustion permet d’abord de balayer les petits cylindres et aussi de comprimer l’air. Ils comportent des segments qui permettent d’assurer l’étanchéité des petits cylindres. Ils sont aussi solidement reliés aux tiges à crémaillère (11 ) et (35) à l’aide des filetages (fig. 1).

.Lc clapet anti-retour

Il s’ouvre (61) et se referme (66) sous la pression des gaz selon les figures 10 et figure 11. Son rôle est d’empêcher les gaz de retourner dans l’enceinte d’où ils ont été tirés. Il se déplace dans le sens de la pression dominante (62) et (65). En l’absence de toute pression un ressort de rappel (63) permet de le ramener sur sa position de fermeture (fig. 10 et fig.l 1).

.La tige à crémaillère

Ce sont des tiges (11) et (35) comportant sur un côté des crans (54) (fig-6). Elle relie le grand et le petit piston situé sur le même axe (fig.l). A travers sa crémaillère (54) elle permet de transmettre et de recevoir du mouvement alternatif à la roue dentée (32). Elle porte aussi sur l’autre côté la barre (53) qui permet de commander la pompe de l’injecteur de carburant et les interrupteurs des moteurs électriques (fig.6). Sur le schéma du moteur de la figure 1, les crémaillères n’ont pas été représentées pour des raisons de clarté.

lO .La roue dentée

C’est une roue portant des crans sur sa circonférence (fig.9). Elle est en contact avec la crémaillère de chaque tige (fig.l) et permet de transmettre du mouvement alternatif de part et d’autre. Sur le schéma du moteur de la figure 1 les dents de la roue n’ont pas été représentées pour des raisons de clarté.

ll .La barre de commande d’injecteur et de moteur électrique

Les barres (12) et (31) sont fixées sur la face opposée à la crémaillère sur la tige (fig.6). D’une part leur contact avec les pompes d’injecteur (14) et (38) permet d’envoyer du carburant sous pression dans les chambres de combustion (19) et (42) située en dessous et

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Page 6 d’autre part, elle touche aussi les bras des interrupteurs à bascule permettant d’ouvrir et de fermer les circuits des moteurs électriques selon les figures 7 et 8.

12,La pompe d’injecteur

Les pompes (14) et (38) aspirent et refoulent le carburant. Elles permettent de mettre le carburant sous haute pression et de l’envoyer respectivement vers les injecteurs (16) et (40) et sont commandées par les barres (12) et (31) des tiges à crémaillère (11) et (35).

. L’injecteur de carburant

Les injecteurs (16) et (40) permettent d’envoyer respectivement du carburant sous haute pression dans les chambres de combustion (19) et (42) située du même côté qu’eux.

.Les interrupteurs à bascule

Ils ont la forme d’un arc (60) et tournent autour d’un axe (57). Ils portent à leur extrémité des contacteurs (56) permettant de fermer des circuits électriques (55), 58) et (59) selon les figures 7 et 8. De chaque côté de la roue dentée se trouvent deux interrupteurs, l’un près du grand cylindre et l’autre près du petit cylindre selon la figure 1 : -L’interrupteur (13) qui est près du petit cylindre (15) n’a qu’un seul circuit (le circuit (59) sur les figures 7 et 8). Ce circuit n’est relié qu’au moteur électrique (43). Le sens du courant dans ce circuit permet de mettre toujours le cylindre plein d’échappement (44) en position d’ouverture selon la figure 5. De la même façon l’interrupteur (36) près du petit cylindre (39) n’a qu’un seul circuit et n’est uniquement relier qu’au moteur électrique de gauche (20) et permet de mettre le cylindre d’échappement (21) toujours en position d’ouverture. -L’interrupteur qui est près du grand cylindre (6) active deux circuits sur ses deux bras (9) et (10) (représenter sur les figures 7 et 8 par les circuits (55) et (58)) : le circuit (9) en s’activant envoi en même temps du courant : d’une part dans le moteur électrique (43) permettant de le mettre toujours en position de fermeture afin de fermer la chambre de combustion (42) selon la figure 4. Et d’autre part le courant est envoyé dans le petit moteur (1) afin de tourner le petit cylindre plein d’échappement (2) dans sa position d’ouverture en ouvrant ainsi le conduit d’échappement (30) permettant à l’air comprimé de passé et de rejoindre la chambre de combustion (42) selon la figure 14.

Son deuxième bras (1Û) n’a qu’un circuit qui n’est relier qu’au petit moteur (1). Le sens du courant dans ce circuit permet de tourner le petit cylindre plein d’échappement (2) dans sa position de fermeture selon la figure 15. De la même façon l’interrupteur situé près du grand cylindre (29) a ses deux contacteras (33) et (34). Le circuit du bras (33) est relié à la fois au moteur électrique de gauche (20) permettant de fermer le cylindre d’échappement (21), et au petit moteur électrique (24) qui en tournant ouvre le petit cylindre plein d’échappement (23).

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Le bras (34) n’est relié qu’au petit moteur (24). Le sens du courant dans ce dernier permettant de le mettre en position de fermeture afin que le petit cylindre plein d’échappement (23) bloque le passage à l’air comprimé selon la figure 15.

La distance entre les deux bras extrêmes de deux interrupteurs situés du même côté, par exemple (13) et (9) ou (36) et (33) est calculer de telle sorte que les petits pistons aient balayé 70 à 80% la longueur des petits cylindres. Le basculement d’un bras permet de positionner le second bras à effectuer une rencontre avec la barre de commande selon les figures 7 et 8. Après basculement le bras qui effectue le contact est maintenu dans cette position par un aimant jusqu’au prochain basculement. En somme les fils électriques (9) et (13) des interrupteurs de gauche sont relier au moteur électrique de droite (43) et les fils électriques (36) et (33) des interrupteurs de droite sont relier au moteur électrique de gauche (20) ; les sens des courants électriques dans chaque pair de circuit arrivant dans un moteur étant opposés. Les fils électriques des interrupteurs situés près des grands cylindres sont liés au petit moteur électrique du conduit d’échappement situé du même côté, par exemple les fils (9) et (10) sont relier au petit moteur (1) et ceux de (33) et (34) sont relier au petit moteur (24).

Pour des raisons de clarté, nous n’avions pas représenté les quatre interrupteurs sur la figure 1. Mais Leur position à l’ouverture et à la fermeture des cylindres d’échappement sont indiquées par les nombres (9), (10), (13), (33), (34) et (36).

.Les moteurs électriques

Ce sont des moteurs électriques (20) et (43) à courant continu permettant de ce fait d’inverser leur sens de rotation par une inversion du sens du courant électrique ; ceci étant effectué par les interrupteurs à bascule. Chaque moteur électrique est solidement lié à un cylindre plein d’échappement des gaz selon la figure 1.

. Le cylindre plein d’échappement de la tuyère

Ce sont des cylindre (21) et (44) qui sont plein et percé d’un trou cylindrique (46) selon les figures 2 et 3. Ils sont solidement liés aux moteurs électriques et permettent grâce à la rotation de ces derniers de :

-D’une part d’ouvrir la chambre de combustion si le trou de la chambre de combustion ; celui du cylindre d’échappement et celui de la tuyère sont parfaitement alignés (fig.5).

-D’autre part, de fermer complètement la chambre de combustion si le trou de la chambre, celui du cylindre d’échappement et celui de la tuyère ne sont pas alignés (fig.4).

Le cylindre plein (51) est contenu dans un carter (49) afin d’assurer son étanchéité (fig. 4 et fig.5), il effectue des rotations d’un angle d’environ 45°, une butée limitant ce mouvement. Des roulements à billes (69) le complètent dans son volume selon la figure (13) afin de

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Page 8 faciliter son mouvement. Sur le schéma de la figure 1, nous n’avions pas représenté le carter pour des raisons de clarté.

17,La tuyère

C’est un tronc de cône (22), (45), (50), donc la petite section est accolée au carter (49) du cylindre d’échappement (fig.4 et fig.5). Elle permet la détente des gaz sous pression et leur échappement dans l’atmosphère.

. Le petit cylindre plein d’échappement

Ce sont des petits cylindres plein (2) et (23) percé d’un trou cylindrique de même diamètre que les conduits d’échappements (7) et (30), permettant d’ouvrir et de fermer ces derniers selon les figures 14 et 15. Ils sont liés aux petits moteurs électriques (1) et (24) qui commandent leurs mouvements. Ils permettent de contenir l’air comprimé dans les grands cylindres afin que les gaz de combustion des petits cylindres et des chambres de combustions aient le temps de s’échapper.

.Le petit moteur électrique

Ce sont de petits moteurs électriques (1) et (24) à courant continu. Ils sont solidement reliés aux petits cylindres pleins d’échr._rpement (2) et (23) et permettent de mettre ces derniers en position de fermeture (72) ou d’ouverture (70) permettant à l’air comprimé de passé au travers du conduit d’échappement (71) selon les figures 14 et 15.

III/ CYCLE THERMODYNAMIQUE

Les quatre temps classiques d’un moteur à combustion interne se déroulent dans le moteur, mais pour des raisons de compréhension nous allons subdiviser le fonctionnement suivant 5 étapes : l’admission, la compression, la combustion, la détente et l’échappement-réaction.

a/ L’admission

A l’admission, une grande quantité d’air est aspiré dans le grand cylindre à travers le conduit d’admission. En ce moment le grand piston part du sommet du cylindre vers le bas.

b/ La compression

En remontant le grand piston comprime l’air qui est envoyé vers la chambre de combustion situé sous l’autre grand cylindre au travers des conduits d’échappement.

c/ La combustion

Au contact de l’air comprimé, le carburant injecté sous pression s’enflamme spontanément, ce qui a pour effet d’augmenter la pression dans la chambre de combustion.

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Page 9 d/ La détente

Le petit piston étant au plus près de la chambre de combustion ; l’inflammation du carburant augmente considérablement la pression. Les gaz en se détendant dans le petit cylindre repoussent violemment le petit piston vers le haut.

e/ l’échappement-réaction.

A l’ouverture de la chambre de combustion selon la figure 5 les gaz s’échappent par la tuyère. L’éjection à grande vitesse des gaz par l’arrière, provoque une force propulsive vers l’avant conformément au principe de faction et de la réaction d’Isaac Newton,

IV/ CYCLE DE FONCTIONNEMENT

Par définition nous appellerons le sommet des cylindres le point mort haut (PMH) et leur base le point mort bas (PMB).

3.1 Démarrage

Pour démarrer le moteur, les deux petits pistons (17) et (37) doivent être à des positions extrêmes opposées c’est-à-dire l’un doit être au point mort bas (plus près de la chambre) et l’autre au point mort haut (au sommet), et aussi les quatre cylindres plein d’échappement sont sur leur position fermé (fig.4). Supposons le moteur se retrouvant comme dans la figure 1. Le petit piston (17) est au PMB et le petit piston (37) au PMH. Pour démarrer le moteur, on peut procéder de trois façons :

PREMIEREMENT : De puissants moteurs électriques solidement lié à des pignons et mis dans les rails des 2 crémaillères (11) et (35) peuvent déplacer les pistons de façons à effectuer une compression d’air dans l’une des chambres de combustion (la chambre (19) par exemple) nécessaires pour une combustion qui pourrait à nouveau repousser les deux pistons (17) et (8), DEUXIEMEMENT ; On peut choisir d’envoyer de Pair comprimé dans la chambre de combustion (19) à une pression suffisante pour une combustion qui pourra dégager de l’énergie juste nécessaire pour repousser les deux pistons (17) et (8) au PMH, TROISIEMEMENT : On peut injecter et enflammer une quantité suffisante d’un comburant liquide tel que l’acide nitrique dans la chambre de combustion (19).

Dans les trois cas l’objectif est d’obtenir une pression de gaz suffisante pour repousser les deux pistons (17) et (8) au point mort haut.

Pour bien décrire le fonctionnement, nous allons subdiviser le cycle en deux phases suivant le sens de déplacement des tiges à crémaillères.

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A/ Première phase : montée de la tige à crémaillère (11) et descente de la tige à crémaillère (35)

3.2 / Première détente dans le petit cylindre (15), première compression d’air dans le grand cylindre (6) et la chambre (42), première admission d’air dans le grand cylindre (29).

Supposons que l’on ait choisis le troisième cas de démarrage. Le conduit d’admission (5) étant fermé, la combustion du comburant augmente la pression de la chambre (19) ; les gaz en se détendant dans le petit cylindre (15) repoussent le petit piston (17) et la tige à crémaillère (11). Le petit cylindre plein d’échappement (2) étant fermé, en remontant lui aussi, le grand piston (8) comprime l’air dans le grand cylindre (6). Après que la barre de commande (12) ait parcouru environ 75% de sa course, elle touche le bras (9) de l’interrupteur situé près du grand cylindre (6) (activant le circuit (55) de la figure 8). Ce circuit envoi simultanément du courant d’une part dans le petit moteur électrique (1) qui tourne et met le petit cylindre d’échappement (2) dans sa position d’ouverture. De ce fait l’air comprimé peut passer du grand cylindre (6) vers la chambre de combustion (42) à travers le conduit d’échappement (30) selon la figure 14. D’autre part le courant est envoyé dans le moteur électrique (43) qui reste toujours dans sa position de fermeture.

Au même moment, la montée de la tige à crémaillère (11) engendre à travers la roue dentée (32) la descente de la tige à crémaillère (35) et de ce fait des deux pistons (28) et (37). En descendant le grand piston (28) aspire de l’air à travers le conduit d’admission (27) qui est ouvert selon la figure 10, le conduit d’échappement (7) est fermé (fig.l 1). La descente du petit piston (37) comprime aussi de l’air dans la chambre de combustion (42). De même en descendant la barre de commande (31) touche le bras (34) de l’interrupteur situé près du grand cylindre (29) (activant le circuit 58 de la figure 7). Ceci maintient toujours le petit moteur électrique (24) et le petit cylindre plein d’échappement (23) dans leur position de fermeture selon la figure 15.

3.3 Premier coup de la pompe d’injecteur (38), première combustion dans la chambre (42) et premier échappement dans la tuyère (22).

La barre de commande (31) qui est en mouvement entre d’abord en contact avec la pompe d’injecteur (38). Cette dernière envoi du carburant sous haute pression dans la chambre de combustion (42). Au contact de Pair comprimé le carburant s’enflamme et augmente la pression de la chambre (42). Lors des combustions, les cylindres pleins d’échappement des gaz restent toujours fermés (fîg.4).

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Avant d'arriver en tin de parcourt, la barre de commande (31 ) entre ensuite en contact avec le bras (36) de Γinterrupteur situé près du petit cylindre (39) (activant le circuit (59) de la figure 7). Ce qui fait passer un courant continu dans le moteur électrique (20) ; ceci a pour effet de le faire tourner d’environ 45° dans L. sens des aiguilles d’une montre en entraînant le cylindre d’échappement (21) afin que les trous de la chambre (19), celui du cylindre d’échappement (21) et de la tuyère (22) soient parfaitement alignés (fig.5). L’ouverture du passage permet aux gaz de s’échapper à très grande vitesse. Ainsi, la chambre de combustion (19) et le petit cylindre (15) se vident assez rapidement, la pression revient ou avoisine la pression atmosphérique.

B/Deuxième phase : montée de la tige à crémaillère (35) et descente de la tige à crémaillère (11)

3.4 Première détente dans le petit cylindre (39), première compression d’air dans le grand cylindre (29) et la chambre de combustion (19), nouvelle admission d’air dans le grand cylindre (6)

La forte pression qui règne dans la chambre de combustion (42) est largement supérieure à celle de la chambre (19) ; cela a pour effet de repousser violement le petit piston (37) ainsi que la tige à crémaillère (35). En remontant la barre de commande (31) rencontre encore le deuxième bras de l’interrupteur situé près du petit cylindre (39) qui le repositionne, ce bras n’ayant pas de circuit électrique (fig.8). Le petit cylindre plein d’échappement (23) étant fermé la montée du grand piston (28) comprime de l’air dans le grand cylindre (29). Après que la barre de commande (31) ait parcouru 75% de sa course, elle rencontre le bras (33) de l’interrupteur situé près du grand cylindre (29) (activant le circuit (55) de la figure 8). Ceci fait passer simultanément du courant d’une part dans le moteur électrique (20), ce qui le fait tourner dans le sens contraire des aiguilles d’une montre d’environ 45° afin que les trous ne soient plus alignés (fig.4) et de fermer complètement la chambre de combustion (19). D’autre part le courant est aussi envoyé dans le petit moteur électrique (24) qui tourne, entraînant le petit cylindre d’échappement (23) qui ouvre le passage selon la figure 14. Ainsi donc l’air comprimé peut passer du grand cylindre (29) vers la chambre de combustion (19) au travers du conduit d’échappement (7).

De même, en remontant la tige a crémaillère (35) communique son mouvement à la roue dentée (32) qui en communique, elle aussi, à la tige à crémaillère (l 1) qui descend, entraînant la descente des deux pistons (8) et (17). Le grand piston (8) en descendant aspire de l’air à travers le conduit d’admission (5) ; et le petit piston (17) lui balaye d’abord le petit cylindre

Mémoire descriptif

Page 12 (15) sur 75% de sa longueur et après commence à comprimer l’air suite à la fermeture de la chambre (19).

En descendant aussi la barre de commande (12) rencontre le bras (10) de l’interrupteur du grand cylindre (6) (activant le circuit (58) de la figure 7), ceci envoi du courant dans le petit moteur (1) qui tourne entraînant la fermeture du petit cylindre plein d’échappement (2) selon la figure 15.

3.5. Premier coup de la pompe d’injecteur (14), premier échappement dans la tuyère 45. La barre de commande (12) de la tige (11) qui est en mouvement, entre en contact avec la pompe d’injecteur (14) et cette dernière envoi du carburant sous pression dans la chambre de combustion (19). Le carburant s’enflamme au contact de l’air comprimé et augmente la pression de la chambre ( 19).

Avant d’arriver en fin de parcourt la barre de commande (12) touche le bras (13) de l’interrupteur situé près du petit cylindre (15) (activant le circuit (59) de la figure 7) qui fait passer du courant continu dans le moteur électrique (43) qui tourne d’environ 45°, en entraînant le cylindre d’échappement (44) afin d’aligner les trous de la chambre de combustion (42), du cylindre d’échappement (44) et de la tuyère (45) (fig.5). De ce fait les gaz sous pression s’échappent à très haute vitesse dans l’atmosphère, ce qui fait tomber considérablement la pression dans la chambre (42) et le petit cylindre (39).

3.6 Renouvellement du cycle.

A nouveau, la pression dans la chambre (19) se retrouve supérieure à celle de la chambre (42). La forte pression de la chambre de combustion (19) repousse le petit piston (17), de même que la tige à crémaillère (11) et le grand piston (8) qui comprime l’aîr dans le grand cylindre (6) puisque le petit cylindre plein d’échappement (2) est fermé. En remontant, la barre de commande (12) touche encore le deuxième bras qui n’a pas de circuit de l’interrupteur situé près du petit cylindre (15) ce qui permet de repositionner le bras (13) qui dispose d’un circuit (fig.8). Après avoir parcouru 75% de sa course, la barre (12) touche le bras (9) de l’interrupteur du grand cylindre (6) (activant le circuit (55) de la figure 8), ce dernier envoi simultanément du courant : d’une part dans le moteur électrique (43), ce qui le fait tourner d’environ 45° dans le sens contraire à celui de son premier mouvement entraînant de ce fait le cylindre d’échappement (44) qui ferme ainsi la chambre de combustion (42) (fig. 4). Et d’autre part le courant est aussi envoyé dans le petit moteur (1) qui tourne, entraînant le petit cylindre plein (2) qui ouvre le conduit d’échappement (30) selon la figure 14.

En continuant sa montée, le grand piston (8) permet de comprimer et d’envoyer de l’air dans la chambre de combustion (42) à travers le conduit d’échappement (30). Au même moment

Mémoire descriptif

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La roue dentée (32) permet de faire descendre la tige à crémaillère (35) et les deux pistons (28) et (37), en descendant le grand piston (28) aspire de l’air à travers le conduit d’admission (27) et le petit piston (37) balaie d’abord le petit cylindre (39) sur 75% de sa longueur avant de commencer à comprimer de l’air suite à la fermeture de la chambre (42). Aussi en descente, la barre de commande (31) touche d’abord le bras (34) de l’interrupteur du grand cylindre (29) (activant le circuit (58) de la figure 7) qui envoie un courant dans le petit moteur (24) qui tourne, entraînant le petit cylindre plein d’échappement (23) qui ferme le conduit d’échappement (7) (figure 15). Avant d’arriver en fin de parcourt la barre de commande (31) entre en contact avec la pompe d’injecteur (38) qui envoi du carburant dans la chambre de combustion (42), au contact de l’air comprimé le carburant s’enflamme. L’inflammation du carburant fait recommencer le cycle du moteur et ainsi de suite.

V/ PROPULSION

La propulsion du moteur résulta de l’échappement à très grandes vitesses des gaz de combustion dans l’atmosphère, selon le principe de l’action et de la réaction de Newton. Ainsi donc le moteur est poussé vers l’avant à chaque fois que l’une des chambres laisse échapper des gaz chauds.

REMARQUE : pour optimiser l’écoulement de l’air dans le grand cylindre lors de la compression, il serait préférable de disposer d’un grand cylindre (68) et d’un grand piston (67) dont les sommets sont arrondis représenter sur la figure 12.

APPLICATION

Le fonctionnement du moteur s’apparente à celui du moteur à explosion à deux temps. Le moteur selon l’invention est destiné à la propulsion des aéronefs.

Claims (8)

1. REVENDICATIONS

   1/ Un moteur à réaction à piston et cylindre ci-après appelé ‘Thermo-propulseur’ caractérisé en ce qu’il comporte deux grands cylindre (6) et (29) ; deux grands pistons (8) et (28) ; deux petits pistons (17) et (37) ; deux petits cylindres (15) et (39) ; deux tiges à crémaillères (11) et (35) ; une roue dentée (32) ; deux pompes d’injecteur (14) et (38) ; deux injecteurs de carburant (16) et (40); deux moteurs électriques (20) et (43); deux cylindres plein d’échappements percé d’un trou (21) et (44) ; deux tuyères (22) et (45) ; deux conduits d’admission (5) et (27) ; deux conduits d’échappement (7) et (30) ; deux barres de commande (12) et (31) ; des clapets antiretours (3), (4), (18), (25), (26), (41) ; de quatre interrupteurs à bascules (13), (9 ;10), (36), (33,34) ; de deux chambres de combustion (19) et (42), de deux petits cylindre plein d’échappement (2) et (23) et de deux petits moteurs électriques (1) et (24).
2. 2/ Moteur selon la revendication 1 caractérisé en ce que les petits cylindres (15) et (39) constituent la partie supérieure des chambres de combustion (19) et (42).
3. 3/ Moteur selon la revendication 1 caractérisé en ce que la roue dentée (32) tourne entre les deux tiges à crémaillères (11) et (35)
4. 4/ Moteur selon la revendication t caractérisé en ce que les cylindres pleins d’échappement des gaz (21) et (44) constituent la partie inférieure des chambres de combustion (19) et (42).
5. 5/ Moteur selon la revendication 1 ou la revendication 4 caractérisé en ce qu’un mécanisme actionne les cylindres pleins d’échappement (21) et (44).
6. 6/ Moteur selon la revendication 5 caractérisé en ce que le mécanisme d’action peut être un moteur électrique.
7. 7/ Moteur selon la revendication 1 ou la revendication 6, caractérisé en ce que les moteurs électriques sont commandés par un dispositif électrique
8. 8/ Moteur selon la revendication 1 caractérisé en ce que des tiges à crémaillère (11) et (35) relient les grands pistons (8) et (28) aux petits pistons (17) et (37).