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BREVET D'INVENTION. "Perfectionnements apportés aux carénages des moteurs d'aéro- nefs, notamment des moteurs en étoile
L'invention est relative aux carènages des moteurs d'aéronefs, et elle concerne plus particulièrement (parce que cest en leur cas que son application paratt devoir offrir le plus d'intérêt), mais non exclusivement, parmi ces carénages, ceux pour moteurs en étoile.
Elle a pour but, surtout, de diminuer la résistance à l'avancement des carénages du genre en question et d'accroître leur efficacité du point de vue refroidissement.
Elle consiste, principalement -- et en même temps qu'à faire comporter à ces carénages une Enveloppe présentant vers l'avant au moins une ouverture pour l'entrée de l'air devant refroidir des éléments radiants disposés en arrière de cette ouverture à agencer de manière telle, lesdits carènages, que
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l'air ayant pénétré par la susdite ouverture soit canalisé par un diffuseur radial lui-même tel que se produise avec un bon rendement la transformation en pression de la vitesse présentée par ledit air à l'entrée.
Elle consiste, mise à part cette disposition principale, en certaines autres dispositions qui s'utilisent de préférence en même temps et dont il sera plus explicitement parlé ci-après.
Elle vise plus particulièrement un certain mode d'application, ainsi que certains modes de réalisation, desdites dispositions; et elle vise plus particulièrement encore, et ce à titre de produits industriels nouveaux, les carénages du genre en question comportant application desdites dispositions, les éléments spéciaux propres à leur établissement, ainsi que les aéronefs munis de tels carénages.
Et elle pourra, de toute façon, être bien comprise à l'aide du complément de description qui suit, ainsi que des dessins ci-annexés, lesquels complément et dessins sont, bien entendu, donnés surtout à titre d'indication.
La fig. l, de ces dessins, montre, en coupe verticale axiale, un carénage, pour moteur en étoile, établi conformément à l'invention.
La fig. 2 est un schéma montrant à plus petite échelle, en coupe, un capotage d'un type courant.
Les fig. 3 à 5 montrent, en coupe verticale axiale, des carénages pour moteurs en étoile, établis-conformément à des modes de réalisation de l'invention différents de celui faisant l'objet de la fig . 1.
Les fig. 6 à 9 sont des schémas explicatifs auxquels il est fait référence au cours de la description.
La fig. 10, enfin, est un schéma montrant, on vue on bout, un carénage, établi conformément à une variante de l'invention, pour un ensemble moteur à refroidissement par eau-radiateur, pour avion.
Selon l'invention et plus particulièrement selon celui de ses modes d'application, ainsi que ceux des modes de réalisation de ses diverses parties, auxquels il semble qu'il y ait lieu d'accorder la préférence, se proposant, par exemple, d'établir un carénage
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pour un moteur en étoile devant être supporté à l'avant d'un fuselage d'avion, on s'y prend comme suit, ou de façon analogue.
Jusqu'à présent on constituait de tels carénages, ainsi que représenté sur le schéma de la fig. 2, en leur faisant comporter essentiellement une enveloppe disposée autour du moteur et constituée elle-même par un profilage avant 1 prolongé par une jupe 2.
Entre les bords antérieurs de ce profilage avant et le nez du moteur ou la casserole d'hélice, subsistait un espace annulaire 3 pour l'entrée de l'air, tandis que, entre les bords arrière de la jupe 2 et le fuselage, subsistait un espace annulaire 4 pour la sortie de cet air.
L'air circulait donc entre les cylindres et autour des culasses du moteur, canalisé entre la paroi interne de l'enveloppe et le carter du moteur ou bien un carénage entourant ce carter; une paroi évasée, prolongeant vers l'avant le fuselage et constituant une sorte d'épaule 5, assurait, à la sortie le guidage de l'air vers l'espace annulaire 4.
Des déflecteurs transversaux 6 étaient en général diaposés entre les cylindres pour forcer la majeure partie de l'air à venir lécher les culasses.,
Ainsi, avant de parvenir aux cylindres, l'air avait à traverser une chambre annulaire de forme irrégulière et de section variable, plus grande immédiatement en avant des cylindres qu'au droit de l'espace annulaire d'entrée 3, espace où, en conséquence, la vitesse de cet air diminuait brusquement, d'où forte perte d'énergie par suite du mauvais guidage des filets d'air,
Conformément à l'invention, on donne à cet espace annulaire la forme d'un diffuseur radial afin de transformer avec le meilleur rendement possible en augmentation de pression la diminution de vitesse que l'air doit subir en traversant ledit espace.
On sait qu'un diffuseur radial est essentiellement constitué, en principe, par une cloison avant annulaire se rac-
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cordant à l'ouverture d'entrée et par une cloison arrière main- tenue à une certaine distancé de la cloison avant.
Cette dernière devra, de préférence, présenter un contour se raccordant par une courbe continue avec la direction des filets d'air à l'entrée.
Quant à la face arrière, elle pourra, soit être plane (fig. 6), soit et mieux, présenter une forme conique, par exemple à génératrices concaves,telle que celle représentée sur la fig. 7, afin que la section droite s1 de la veine, pour un diamètre moyen Dx1, soit voisine de la section droite S2 pour un diamètre moyen Dx2, multipliée par le rapport Dx1, le meilleur rendement
Dx2 étant toutefois atteint lorsque S2 est égal ou légèrement supérieur à S1 X Dx1
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Dx2
On s'efforcera, bien entendu, en établissant le tracé du diffuseur radial du carénage, d'obtenir le meilleur rendement, donc de s'en tenir à cette dernière formule, toutefois, on pourra, si cela est nécessaire par suite de questions d'encombre- ment de divers organes du moteur, s'écarter dans une certaine mesure des tracés théoriques,
à condition toutefois que le parcours soit nettement radial, et adopter, par exemple, des tracés tels que ceux des fig. 8 et 9 où les génératrices de la face arrière du déflecteur deviennent, au fur et à mesure qu'on s'écarte de la. pointe, respectivement rectilignes et convexes, et on pourra également limiter le diffuseur radial à un diamètre inférieur à celui du carénage.
De toute façon, on aura intérêt à donner à l'ouverture centrale du profilage avant 1 un diamètre aussi petit que possible afin que le maître couple (de forme annulaire) de ce profilage ait la valeur la plus élevée compatible avec un refroidissement suffisant du moteur.
On sait en effet que, sur la face externe dudit profilage règne une certaine dépression tandis que sa face interne est
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soumise à une surpression d'où il résulte que l'on a, bien entendu, intérêt, d'une part, à adopter des profils tels que cette dépression et cette pression soient aussi fortes que possible, et, d'autre'part, à ce que la surface du profilage 1, projetée selon l'axe général de l'ensemble, soit aussi grande que possible.
A cet effet, on adoptera avantageusement, pour le contour extérieur du profilage 1, un profil d'extrados analogue à celui d'une aile d'avion à bord d'attaque épais.
En ce qui concerne maintenant la face arrière du diffuseur radial, on la constituera avantageusement par un écran annulaire 7 tel qu'il se raccprde à l'avant avec une casserole 8 entourant le moyeu de l'hélice 9, et qu'il aille en s'évasant progressivement vers l'arrière pour atteindre un diamètre par exemple très voisin du diamètre de l'orifice ménagé dans le profilage avant 1.
L'angle fait avec l'axe longitudinal de l'ensemble par la tangente à la génératrice dudit écran peut, soit crottre progressivement à partir d'une valeur donnée, à l'avant, jusqu'à une valeur de l'ordre de 45 , à l'arrière, comme représenté fig. 1 et 3, soit demeurer substantiellement constant, comme représenté fig. 4, soit même décrottre progressivement comme représenté fig.
5, cette dernière disposition pouvant notamment être adoptée lorsque l'écran doit contribuer à guider des filets d'air vers un radiateur disposé sous le moteur, ledit écran étant, de toute façon, avantageusement fait tel que le prolongement vers l'arrière de ses génératrices rencontre la culasse des cylindres à refroidir et qu'il comporte, à sa partie arrière, une sorte de bourrelet 71 présentant un bord arrière arrondi, par exemple de quelques centimètres de rayon, bourrelet propre à amorcer une certaine dispersion des filets d'air.
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Afin d'obtenir, avec un tel écran, un diffuseur radial correct, on peut être conduit à donner au profilage 1 une certaine épaisseur dans sa partie avant en lui faisant comporter un bord avant arrondi et une face interne, soit concave (fig. 1 et 5), soit convexe (fig. 3 et fige l, profil en trait mixte) soit rectiligne (fig. 4), se raccordant vers l'arrière avec la paroi dudit profilage.
On pourra, par ailleurs, réaliser à l'arrière du carénage un guidage des filets d'air propre 4 canaliser le mieux possible l'air se dirigeant vers l'espace annulaire 4.
A cet effet, on donnera avantageusement à l'épaule 5 du fuselage un profil à double courbure tel que celui indiqué sur la fig. 1 et on disposera, à l'intérieur de la jupe 2, vers son bord arrière, un bourrelet 10 présentant une face interne à courbure continue en regard de l'épaule 5.
On pourra enfin, avantageusement, établir de manière telle, la casserole 8, qu'ellecontribue à diriger les filets d'air vers l'orifice 3, ce pourquoi,de préférence, on s'efforcera de lui attri- buer une forme aussi effilée que possible, compte tenu des dimensions qu'timpose l'encombrement des mécanismes recouverts par la susdite casse-4 a role. C'est ainsi que l'on peut être conduit à attribuer a ladite casse- role une forme conique, ou bien à génératrices convexes, comme représen- té fig. 1 et 5, ou bien, avantageusement, à génératrices rectilignes (fig. 3 et 4),ou même à génératrices concaves.
En suite de quoi, on obtient un carénage présentant, entre autres avantages, en outre de ceux déjà explicités, celui de permettre l'obtention, en amont des éléments à refroidir, donc en avant des déflecteurs transversaux 6, s'il en existe, d'une pression plus élevée qu'avec les dispositifs jusqu'ici utilisés.
On sait. qu'en pratique, pour qu'un bon refroidissement des culasses soit assuré, il faut qu'il règne une certaine différence de pression minimum entre la face avant et la face arrière des susdits déflecteurs transversaux 6 qu'il est d'usage de disposer entre les cylindres.
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Si cette condition est en général bien remplie aux fortes vitesses, il n'en est pas de mêne aux faibles vitesses ou la susdite différence de pression diminue fortement au mo- ment même ou le refroidissement devrait être le plus intense.
Or cet inconvénient est en partie au moins évité grâce au diffuseur radial venant d'être décrit, puisque ce diffuseur réalise, dans une proportion bien meilleure que jusqu9à présent, la transformation de la vitesse que présente l'air à l'entrée en pression à l'avant des déflecteurs.
On peut, en outre, profitant de l'existence d'un certain espace annulaire entre l'écran 7 et le nez du moteur, disposer dans cet espace un radiateur annulaire 11, par exemple un radiateur d'huile.
En raison de l'intervalle subsistant entre le bord de l'écran 7 et le bord arrière de la casserole 8 , il se produira un violent appel d'air de l'intérieur vers l'extérieur par cet inter... valle, cet air traversant le radiateur 11 d'arrière en avant en suivant le trajet indiqué par les flèches sur la fige 1.
On pourrait dailleurs également,pour assurer une circu- lation d'air de refroidissement au travers du susdit radiateur 11, ménagerdans le nez de la casserole 8, des évents 12 (fig. 3),par lesquels peut passer un courant d'air qui vient traverser les éléments du radiateur 11, mais cette fois en sens inverse de ce qui se passe dans le cas précédent.
Comme il va de soi, et comme il ressort d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite aucunement à celui de ses modes duplication, non plus qu'à ceux des modes de réalisation de ses diverses parties, ayant plus spécialement été indiqués; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes, notamment t celles où l'ensemble radiant à refroidir ne serait pas cons-titué par des ailettes portées directement par les cylindres du moteur, mais serait de tout autre nature, par exemple consisterait en un radiateur pour liquide de refroidissement, et celles où l'espace d'entrée, au lieu d'âtre annulaire, ne correspondrait qu'à un arc de cercle inférieur à 360 ,
l'air
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étant alors canalisé par exemple vers au moins un radiateur 13 encerclant partiellement le moteur ainsi'que représenté sur la fig. 7.