Installation d'alimentation en combustible liquide pour moteurs à explosions montés sur aéronefs. Le fonctionnement des installations d'ali mentation en combustible des moteurs à explo sions montés sur aéronefs est aléatoire aux brandes altitudes. En effet, à partir d'une altitude donnée, la. pression agissant sur le combustible liquide est insuffisante pour l'empêcher d'émettre d'abondantes vapeurs et même d'entrer en ébullition, ce qui nuit au bon fonctionnement de l'installation d'alimen tation, et en particulier dans le cas, par exemple, où l'on emploie des pompes à com bustible, provoque un fonctionnement irré gulier de celles-ci, et cela même si le réservoir est placé en charge sur ces dernières.
L'invention a pour objet une installation d'alimentation en combustible liquide pour moteurs à explosion, montés sur aéronefs, la quelle présente une disposition ayant pour but de retarder l'apparition de bulles de vapeurs de combustible en quantité inadmissible pour le bon fonctionnement de l'installation et ainsi de supprimer l'inconvénient qui en ré sulte pratiquement dans la zone où l'appareil est appelé à évoluer normalement.
Cette ins tallation comprend, suivant l'invention, au moins un réservoir â combustible et un dispo sitif agissant de façon à établir automatique ment dans le réservoir, à partir d'une altitude déterminée, une pression supérieure à la pres sion ambiante et à empêcher automatique ment, au-dessus -de cette altitude déterminée, la diminution, au-dessous d'une valeur donnée pour chaque altitude, de la différence entre la pression régnant dans le réservoir et la pression ambiante en introduisant un gaz dans<B>ce</B> réservoir,
le tout dans le but de s'op poser à la formation de bulles. de vapeurs de combustible en quantité inadmissible pour le bon fonctionnement de l'installation.
Le dessin montre, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'installation selon l'in vention. La fig. 1 est une coupe longitudinale de l'appareil régulateur du dispositif d'introduc tion de gaz de cette forme. d'exécution; La fig. 2 en est une coupe transversale suivant A-B de la. fig. 1; La fi-. 3 est un schéma. d'une partie de cette forme d'exécution de l'installation.
Le carter 1 de l'appareil régulateur de l'installation représentée comporte les aju- tages 9 ,et 3 de communication avec clés réser voirs à combustible 41 et 42, l'ajutage 4 d'ar rivée de gaz comprimé (fi-. 2), l'ajutage 5 de mise à. l'air libre générale, l'orifice de soupape de décharge 6 (fi-. 1) et. l'orifice de soupape d'admission 7. La paroi de ce carter est traversée à, l'une de ses extrémités par une vis de réglage 8 et, à l'autre extrémité, ce carter est pourvu d'un chapeau 9 compor tant des lumières 10 et une vis de réglage 11.
Le carter 1 est divisé transversalement par une cloison 12 en une chambre de détente 13 et une chambre de rélage 14. La, chambre de détente 13 est fermée\ par un diaphragme 15 qui est maintenu appliqué contre une garni ture d'étanchéité 16, par le chapeau 9. L'air à pression atmosphérique accède à la face extérieure du diaphragme par les lumières 10. Un ressort 17, dont la tension peut être réglée par la, vis 11, appuie sur ce diaphragme qui coopère avec un pointeau 18, rappelé par un ressort 19 et monté dans une pièce rappor tée 20.
Cette chambre 13 est susceptible de com muniquer par le. pointeau 18 avec le conduit 21 (fig. 2) qui reçoit du gaz comprimé par l'ajutage 4, relié à un réservoir (non repré senté) de gaz comprimé. D'autre part, la, chambre 13 communique avec la chambre 14 par un conduit 22 (fi-. 1) commandé par un pointeau 24 monté dans une pièce rapportée 23 et rappelé par un ressort 25. Enfin, ladite chambre 13 est susceptible de communiquer avec l'extérieur par une soupape de sûreté 26 rappelée par un ressort 27.
Dans la chambre 14 est placée une capsule manométrique 28 dont l'un des fond, est soli daire de la, vis de réglage 8 et dont l'autre: est solidaire d'un butoir ?9, coulissant dans une lanterne 23' faisant partie de la pièce 23, et pouvant repousser le pointeau 24. Sur l'embase de ce butoir 29 s'appuie un manchon 30 rappelé par un ressort 31 et coulissant sur la lanterne 23'. Ce manchon 30 présente un crilletou 32 portant une vis creuse 33. Cette vis 33 est traversée par la tige coulissante 34' d'une soupape 34, cette tige présentant une tête coopérant avec un épaulement, de la vis 33.
La soupape 34 est rappelée par un ressort 35 et coopère avec le siège 36 pour fermer un conduit en communication avec l'ajutage 5 de la mise à l'air libre générale.
L'orifice 7 est normalement fermé par une soupape atmosphérique 37 s'ouvrant vers l'intérieur clé la chambre 14. Cette soupape de large section est maintenue en position de fermeture par un ressort 38, relativement faible.
L'orifice 6 est normalement fermé par une soupape de décharge 39, maintenue par un ressort 41) dont la tension est réglée en fonc tion de la valeur maximum admissible de la surpression s'établissant dans la chambre 14 par rapport à l'atmosphère ambiante à partir d'une altitude déterminée.
Comme on le voit à la fig. 3, les deux réservoirs de combustible 41 et 42 sont reliés par deux conduites 43 et 44 aux ajutages 2 et 3 de l'appareil régulateur. L'ajutage 4 de ce régulateur est relié par un tube 45 au ré servoir de gaz comprimé et l'ajutage 5 com munique par une tubulure 46 avec une prise d'air. Des conduites 47, 48 relient les réser voirs 41, 42 aux pompes (non représentées) de l'installation décrite.
Le fonctionnement est le suivant: Aussi longtemps que l'appareil reste soumis à une pression atmosphérique suffisante pour s'op poser à une dilatation importante de la cap sule 28, la soupape 34 reste ouverte et la, chambre 14 communique avec l'atmosphère par la, tubulure 46. Les réservoirs 41 et 42 (fi-. 3) étant reliés par les tubulures 2 et 3 avec cette chambre 14, l'appareil régulateur fonctionne à, ce moment comme un collecteur clé mise à l'air libre des réservoirs.
En même temps, le diaphragme 15 (fi-. 1), qui est soumis sur sa face extérieure à une pression égale à la pression atmosphé rique et à l'action du ressort 17 dont la ten sion est convenablement réglée par la vis 11, exerce sur le pointeau 18 un effort qui tend à le maintenir ouvert et à admettre le gaz comprimé dans la chambre 13.
La chambre 13 étant à ce moment un espace clos du fait de la fermeture de la soupape 26 maintenue appliquée sur son siège par le ressort 27 et de la fermeture du pointeau 24 repoussée par le ressort 25, le gaz comprimé se répand dans cette chambre 13 jusqu'à établir une pression interne qui, agissant sur le diaphragme, est au moins suffisante pour équilibrer la pres sion atmosphérique augmentée de la charge du ressort 17 et pour écarter ce diaphragme 15 du contact du pointeau 18 et ainsi, par la fermeture de celui-ci, interrompre l'admission du gaz comprimé.
La tension du ressort 17 est réglée de telle manière que la pression dans la chambre 13 prenne une valeur P excédant la pression extérieure Pe -d'une valeur déterminée<I>A,</I> et la tension du ressort 27 est réglée de façon à laisser la .soupape 26 s'ouvrir sous une sur- pression dans la chambre 13 légèrement supé rieure à la valeur A.
A une altitude plus élevée, par suite de la diminution de la pres sion de l'atmosphère, la capsule 28 se dilate et le manchon 30 coulissant sur la lanterne 23' .se déplace vers la droite, ce qui a pour effet de permettre à la soupape 34 de venir s'appuyer sur son siège 36 sous l'action du ressort 35. De ce fait, la chambre 14, en #m- munication par les tubulures 2 et 3 avec les réservoirs 41 et 42, se trouve soustraite à l'in fluence de la pression atmosphérique.
,Si, par suite d'un nouvel accroissement de l'altitude, la pression atmosphérique diminue, mais moins vite que la pression à l'intérieur de la chambre 14 du fait de la consommation de carburant, la soupape 39 reste fermée, mais la capsule 28 subissant un allongement sup plémentaire repousse le pointeau 24, ce qui permet le passage dans la chambre 14 du gaz comprimé provenant de la chambre 13 du,dé- tendeur.
L'appareil régulateur est d'ailleurs réglé de telle manière que l'ouverture du pointeau 24 suive de très près la fermeture de la soupape 34 afin qu'à, partir de la fer meture de cette -soupape une diminution très faible de la pression dans la chambre 14 suf fise pour que le pointeau 24 soit actionné.
La -diminution ,de pression provoquée dans la chambre 14 par la consommation de carbu rant se manifeste d'une façon très lente et progressive. L'action ,de la capsule 28 sur le pointeau est donc également très lente et l'admission dans la chambre .14 -de gaz -com primé s'effectue par une fuite très minime qui compense exactement l'augmentation de volume due à la consommation de carburant, maintenant la pression constante jusqu'à ce que la surpression atteigne la valeur A.
Si, d'ailleurs, pendant .cette période, l'admission du gaz dans la chambre devenait fortuitement trop forte, l'augmentation ,de pression qui en résulterait provoquerait aussitôt la contrac tion de la capsule et la fermeture du pointeau 24. La surpression A étant atteinte, elle est maintenue par le détendeur.
Ainsi, dans ce premier cas, 1a pression dans les réservoirs sera maintenue constante à partir du moment de la fermeture de la soupape 34 jusqu'au moment on, l'altitude continuant d'augmenter, la surpression dans les réservoirs aura atteint la valeur A et, à partir de ce moment, cette surpression sera maintenue constante à cette valeur A, ce qui retarde la formation des bulles.
Dans ce premier cas, la soupape 39 reste normalement constamment fermée, la valeur de la tension, du ressort 40 ayant -été choisie de façon que cette soupape ne s'ouvre, que pour une surpression dans la chambre 14 dont la valeur B est légèrement supérieure à la valeur A de la surpression maintenue dans la chambre 13.
Si, au contraire, l'altitude augmente assez rapidement pour que la surpression qui s'éta blit dans la chambre 14 dès la fermeture de la soupape 34 ne soit pas compensée par la consommation de combutib@e, 1a soupape 39 s'ouvrira dès que cette :surpression atteint. 1 < i. valeur B, qui est choisie de façon que les réservoirs puissent la supporter sans subir de fatigue excessive capable de les avarier on de les déformer.
Tant que l'altitude augmente rapidement, les conditions restent; les mêmes, et l'appareil maintient dans les réservoirs la surpression B qui retarde la formation de bulles de vapeur de combustible. En même temps, dés que la soupape 39 s'ouvre, la pres sion dans la chambre 14 baisse, ce qui provo que l'allongement de la capsule 28 et; l'ouver ture du pointeau 24. Aucune perte de gaz ne peut toutefois se produire du fait de l'ouver ture simultanée du pointeau 24 et de la sou pape 39, la pression Pe + B régnant dans la chambre 14 étant. supérieure à la pression. Pe + A au-dessous de laquelle le pointeau 18 est ouvert par la membrane 15.
Si, mainte nant, la. surpression maintenue dans la cham bre 14 baisse, la consommation de combusti ble n'étant plus compensée suffisamment par l'augmentation d'altitude, ou même plus du tout (vol en palier), la soupape 39 se fermera. Lorsque la surpression dans la chambre 14 aura. diminué jusqu'à la valeur _4. cette sur pression sera maintenue â cette valeur par le détendeur qui compense automatiquement la consommation de combustible par l'introduc- tion de gaz dans la chambre 14 et dans les réservoirs 41 et 42.
Ainsi, dans ce second cas, la pres,îon dans les réservoirs sera maintenue constante, à partir du moirent de la: fermeture de la soupape 34, jusqu'au moment où. l'altit.ude continuant d'augmenter, la surpression dans les réservoirs aura atteint la. valeur B. A par tir de ce moment, cette surpression ne pourra pas devenir supérieure à B, ni inférieure à A.
Si. l'altitude décroît. la pression atmosphé- rique augmente et la charge s'accroît sur la soupape 39, qui reste fermée, ainsi que sur la membrane 15, ce qui provoque une plus grande ouverture du pointeau 18 du déten deur. Si la descente est progressive, le déten deur fournit du gaz comprimé en quantifié suffisante pour que la surpression (le valeur =I se maintienne dans les réservoirs.
En même temps, la pression dans la chambre 14 croît et la capsule 28, en se contractant, cesse son action sur le pointeau 24 qui se ferme, inter rompant l'arrivée de gaz comprimé dans la chambre 14.
A partir de ce moment, la pres sion absolu < , dans cette chambre et dans les réservoirs reste d'abord stationnaire puis tend à diniiiruer en fonction de la consommation de combustible. Comme simultanément la pres sion extérieure s'accroît du fait de la diminu tion d'altitude, elle devient à un moment donné supérieure < i la pression régnant dans la chambre 14, la soupape atmosphérique 37, faiblement chargée.
s'ouvre alors immédiate ment, et la pression augmentant dans la chambre 14, la capsule 28 se contracte da vantage en entraînant la soupape 34, qui s'ouvre, ce qui remet les réservoirs en commu nication permanente, avec l'atmosphère.
Comme on l'a vu, le réglage est tel que l'ouverture de la soupape 34 ait lieu très peu de temps après la, fermeture du pointeau 24. D'autre part, la tension du ressort de la sou pape 37 est très faible, de sorte que la pres sion dans la chambre 14 ne tombera que très peu en dessous de la, pression atmosphérique après la fermeture du pointeau 24.
Dans le cas d'une diminution d'altitude très rapide, entraînant une augmentation de la pression extérieure beaucoup plus rapide que celle de la, pression dans la chambre 14, ce serait la soupape atmosphérique 37 qui agirait pour provoquer dans Iii, chambre 14 l'augmentation de pression entraînant la fermeture du poin teau 24. La contraction de la capsule 28 dé terminera, ensuite comme par avant l'ouver ture de la soupape de mise à l'air libre 34.
Toute autre cause accidentelle susceptible de provoquer une baisse rapide de pression dans les réservoirs, telle, par exemple, qu'une condensation brusque de vapeurs à l'intérieur de ces réservoirs, déterminerait de méme l'ou verture ininiédiate de la soupape atmosphéri que 37.
La .soupape 2F3 a un double rôle: celui de protéger la membrane 15 du détendeur contre toute surpression interne accidentelle pouvant provenir notamment d'un coincement fortuit du pointeau 18 à la position d'ouverture ou d'une insuffisance d'étanchéité de ce pointeau et celui de maintenir la surpression dans la chambre 13 pratiquement constante à la va= leur A quelle que :
soit l'altitude.
De même, la soupape 39 protège au besoin les réservoirs contre toute surpression intem pestive.
Les combustibles normalement utilisés pour l'alimentation des moteur d'avion sont des hydrocarbures dont la température d'ébul lition est d'environ 70 au sol. A la pression atmosphérique correspondant par exemple à l'altitude de 11000 mètres, ils entrent -en .ébul lition à la température de 20 .
Or, l'essence contenue dans les réservoirs d'un avion pou vant .atteindre aisément au sol une tempéra turc de 30 à 35 , après une longue exposition au soleil, cette essence peut encore se trouver à une température excédant 20 lorsque l'avion atteint l'altitude de 11000 mètres. Une production abondante de bulles de va peurs .se manifeste d'ailleurs dans las tuyau teries bien avant l'ébullition franche, et des troubles se produisent dans l'écoulement du liquide.
L'expérience montre que cette production de bulles devient préjudiciable au fonctionne ment des, pompes et risque même de provo quer leur désamorçage lorsque leur volume dans les canalisations atteint environ quatre fois le volume du liquide.
A titre d'exemple de fonctionnement de l'installation décrite, on peut prendre le cas normal d'un combustible constitué par un hydrocarbure dont la température d'ébulli tion au sol est de 70 . L'expérience montre que le réglage optimum de ,déclenchement de l'appareil est obtenu en réglant la capsule 28 de façon :
à ce qu'elle permette la fermeture de la soupape 34 à une altitude d'environ 5000 mètres, ce qui correspond à une pres sion d'environ 550 g/cm2. La soupape 39 est chargée de façon à maintenir dans la chambre 14 et les réservoirs une surpression B de l'or- dre par exemple de 175 g/cm2 par rapport à la pression atmosphérique, surpression nor malement compatible avec la capacité de ré- sistance des réservoirs à la pression interne.
La charge ,du ressort 17 est alors déterminée de façon à maintenir dans la chambre 13 une surpression A légèrement inférieure à B, de l'ordre par exemple de 150 g/cm2. Dans .ces conditions, la pression dans les réservoirs va rie de la façon suivante:
jusqu'à 5000 mètres, cette pression est la même que la pression atmosphérique, à partir de 5000, l'appareil continuant à monter et la pression atmosphé- rique continuant à diminuer, celle des réser voirs dont la communication avec l'atmo sphère est supprimée par la fermeture de la soupape 34 reste constante jusqu'à ce qu'elle devienne supérieure d'environ<B>175</B> g/,cm'' à la pression atmosphérique, c'est-à-dire lorsque celle-ci atteint environ 375 gfcm2,
ce qui cor respond û une altitude d'environ 8000 mètres. L'appareil continuant <B>à</B> monter, la soupape 39 s'ouvre et la pression dans les réservoirs décroît parallèlement à la pression atmosphé rique avec une surpression de 175 g/cm2. L'appareil faisant alors un palier prolongé, la pression dans les.
réservoirs diminue, la pression atmosphérique .restant constante, la soupape 39 se ferme et, dès que la surpression dans les. réservoirs par rapport à la pression atmosphérique descend à 150 .glcm2, le ressort 17 agit sur le pointeau 18 et la pression dans les réservoirs se maintient alors à une valeur ,supérieure de 150 g/cm' à la pression atmo sphérique.
En descente, la pression dans les réservoirs .commence par augmenter parallèle ment à la pression atmosphérique avec une surpression de 150 g/cm' jusqu'au moment où elle atteint une valeur légèrement inférieure à 550 ,g[cm@ qui correspond à une contraction de la capsule 28 provoquant la fermeture -du pointeau 24.
La pression -des réservoirs reste alors sensiblement constante, puis, aux envi rons de 5000 mètres, la pression atmosphéri que devenant supérieure, la soupape 37 puis la soupape 34 s'ouvrent et la pression dans les réservoirs devient égale à la pression atmo sphérique.