<B>Propulseur</B> à réaction La majorité des propulseurs à réaction ac tuellement connus comportent un générateur de gaz fonctionnant d'une manière continue et donnant par conséquent un jet de réaction s'écoulant aussi d'une façon continue. C'est le cas notamment des turboréacteurs et des stato réacteurs.
D'autres appareils engendrent au contraire un jet de gaz pulsant. C'est le cas des pulso réacteurs qui fonctionnent comme on le sait par des explosions ou combustions périodiques s'entretenant automatiquement à la fréquence du tuyau- que forment la chambre de combus tion et la tuyère qui la suit.
La présente invention est basée sur des observations faites au sujet du fonctionnement de pulsoréacteurs, mais concerne exclusive ment l'amélioration de la poussée dans le cas de propulseurs dans lesquels un générateur, par exemple un groupe turbine à gaz, engendre un courant continu de gaz de propulsion.
Les recherches effectuées par la titulaire sur les pulsoréacteurs lui ont permis de cons tater que le rendement de ces derniers pou vait être augmenté dans des proportions très importantes si l'on agençait la tuyère de ma nière qu'elle puisse facilement se remplir d'air entre deux bouffées de gaz, l'air ainsi introduit étant poussé par la bouffée suivante avec aug mentation de la quantité de mouvement totale à énergie cinétique constante.
On a déjà proposé de diluer les gaz s'échap pant de la turbine d'un turboréacteur avant l'admission de ces gaz dans 1a tuyère de réac tion, mais cette dilution qui se fait d'une ma nière continue ne s'accompagne d'aucun chan gement dans le caractère continu de l'écoule ment des gaza La présente invention a pour but, de mettre à profit les observations susmentionnées et a pour objet un propulseur à réaction dans le quel l'écoulement continu des gaz est trans formé en un écoulement pulsant.
Ce propul seur à réaction, présentant une tubulure dans laquelle un générateur envoie un courant con tinu de gaz de propulsion est caractérisé par un augmentateur de poussée comprenant au moins deux conduits d'échappement, et par un dispositif pour diriger ledit courant continu de gaz de ladite tubulure successivement vers l'un et l'autre desdits conduits, le tout étant agencé pour qu'en deux bouffées de gaz reçues par chacun desdits conduits d'échappement celui-ci se remplisse d'air. La fig. 1 est une vue schématique en coupe longitudinale d'une première forme d'exécution.
La fig. 2 est une coupe transversale selon <I>11-I1.</I>
Les fig. 3 et 4 d'une part, 5 et 6 d'autre part, montrent respectivement deux autres for mes d'exécution selon des coupes analogues à celles des fig. 1 et 2. La fig. 7 est une coupe longitudinale d'une quatrième forme d'exécution dans laquelle l'air de dilution est admis au moins en partie par des orifices s'ouvrant en amont. La fig. 8 est une coupe axiale schématique d'une cinquième forme d'exécution. La fig. 9 est une coupe schématique selon IX-IX.
La tubulure 1 reçoit un courant continu de gaz de propulsion qui, dans un réacteur ordi naire : turboréacteur, moto-réacteur ou stato réacteur, irait à la tuyère de réaction pour pro duire le jet propulsif également continu.
Sur la fig. 1, on a représenté d'une manière très schématique et uniquement pour la clarté du dessin, un générateur qui envoie à la tu bulure 1 ledit courant continu de gaz et qui comprend: un orifice amont 2 pour l'entrée de l'air atmosphérique, un compresseur d'air 3, des chambres de combustion 4 et une turbine à gaz 5 entraînant le compresseur 3.
Dans un réacteur ordinaire de ce genre, la tubulure 1 se raccorderait directement à la tuyère de réaction.
Dans la forme d'exécution qui est repré sentée sur la fig. 1, la tubulure 1 supposée à section circulaire aboutit à une tuyère à 2 parois concentriques, l'une extérieure 6, l'au tre intérieure 7, toutes deux évasées mais la paroi interne 7 ayant un orifice d'entrée 8 de même diamètre ou de préférence de diamètre un peu plus grand que la tubulure 1, de ma nière que dans les intervalles de temps où le dispositif déviateur qui va être décrit ne fonc tionne pas, le jet puisse s'échapper sans obsta cle à travers, la tuyère centrale délimitée par la paroi interne 7.
En outre, la paroi externe 6 est dimensionnée de telle sorte que l'orifice- an nulaire de sortie 6a, entre elle et la paroi 7, ait une section égale à celle de l'orifice de sortie 7a de la paroi 7.
Il y a donc une tuyère centrale et une tuyère périphérique annulaire que l'on dési gnera respectivement par les numéros 7a et 6a de leur orifice de sortie. Chacune de ces tuyè res constitue un conduit d'échappement.
Le dispositif déviateur comprend un corps fuselé 9 de petite dimension disposé dans l'axe de la tubulure 1 un peu en amont de la nais sance de la paroi évasée 6. Ce corps fuselé 9 est creux et comporte une fente circulaire 10 régnant sur toute sa périphérie, les deux moitiés dudit corps fuselé séparées par cette fente étant réunies entre elles de manière jappropriée, par exemple par une tige intérieure axiale 11.
L'intérieur du corps fuselé peut être ali menté en air comprimé, pris à une source con venable, par exemple à un étage intermédiaire du compresseur 3 au moyen d'un conduit 12 muni d'un robinet à boisseau tournant. Ce ro binet peut être très simplement constitué par un corps cylindrique 14 renfermant une cloi son diamétrale 15 entraînée d'une façon con tinue autour de l'axe 16 du cylindre par un moteur approprié non figuré. On voit que dans la position de la cloison 15 représentée sur la fig. 1, l'arrivée d'air dans le corps 9 est cou pée tandis que pour une position à 900, l'air est admis dans le corps 9.
La fente 10 est orientée de manière que le jet d'air circulaire déviateur qui en sort ait une composante de vitesse dirigée en sens in verse de la vitesse axiale d'écoulement des gaz dans la tubulure 1, ainsi que le montre la flè che f sur la moitié supérieure de la fig. 1.
Dans la position de la cloison 15 figurée au dessin, la fente 10 n'est pas alimentée en air, le courant s'écoulant de la tubulure 1 n'est pas dévié et sort par la tuyère centrale 7a. C'est ce que représentent les flèches parallèles à l'axe dessinées sur la moitié inférieure de la fi-. 1.
Dans la position à 900 de la cloison 15, la fente 10 est alimentée en air et le jet qui sort de cette fente dévie le courant de gaz s'écou- Tant dans la tubulure 1. Le jet de gaz vient col ler à la partie arrondie 16b de la paroi 6, partie progressivement raccordée à la paroi de la tu bulure 1. Le jet de gaz passe ainsi dans la tuyère annulaire 6a. C'est ce que montrent les flèches dessinées sur la moitié supérieure de la fig. 1. Une grille d'aubes annulaires 17, pla cées à la naissance de la tuyère périphérique annulaire régularise l'écoulement du courant de gaz dans cette tuyère.
Le courant continu de gaz s'écoulant dans la tubulure 1 s'écoule donc tantôt à travers la tuyère centrale 7a, tantôt à travers la tuyère annulaire 6a. On a ainsi un jet pulsant dans chacune de ces tuyères.
Si l'on considère par exemple la tuyère an nulaire 6a, dans l'intervalle entre deux bouf fées successives de gaz lancées dans cette tuyère, ladite tuyère se remplit d'air atmosphérique pénétrant à l'arrière par l'orifice de sortie et appelé par la dépression qui suit chaque bouf fée. Lors de la bouffée suivante, cet air est chassé par les gaz qui s'appuient sur lui comme le ferait un piston. On a alors une augmenta tion de la quantité de mouvement et par con séquent de la poussée propulsive à énergie ci nétique constante.
La même observation est valable pour la tuyère centrale qui se remplit d'air entre deux bouffées successives dans cette tuyère.
Pour éviter que sous l'effet de la succion exercée par le courant de gaz à l'endroit où il passe de la tubulure 1 dans la tuyère annulaire, une partie du jet sortant de la tuyère annulaire soit réaspirée dans la tuyère centrale, on peut prévoir, pour le remplissage en air de cette tuyère entre deux bouffées, des conduits 18 disposés radialement dans la tuyère annulaire et faisant communiquer l'atmosphère avec cette tuyère en des points répartis sur la paroi 7.
Pour profiter au mieux de l'augmentation de poussée résultant de l'augmentation de la quantité de mouvement, il est recommandé de donner,- aussi bien à la tuyère centrale qu'à la tuyère annulaire, une forme divergente, au moins à la naissance de ces tuyères. De cette manière, l'augmentation de poussée est trans- mise aux tuyères elles-mêmes et l'écoulement des gaz dans le réacteur à l'amont des tuyères n'est pas perturbé. C'est ce que montre le des sin.
On a déjà signalé que les sorties des ori fices des deux tuyères étaient de préférence égales ; il convient aussi que les lois suivant lesquelles les sections varient dans les deux tuyères entre l'entrée et la sortie soient les mê mes afin que les deux jets pulsants sortant des deux tuyères aient des vitesses égales ou voi sines et produisent des effets propulsifs sem blables, mais ceci n'est pas du tout indispen sable.
Dans la forme d'exécution des fig. 3 et 4, les deux tuyères 6a et 7a dans lesquelles le courant de gaz passe alternativement sont jux taposées au lieu d'être en situation coaxiale comme dans le cas des fig. 1 et 2. La tubulure 1 amenant le gaz est supposée être à sectionrec- tangulaire de même que les tuyères<I>6a - 7a</I> sé parées l'une de l'autre par la cloison profilée 20. Les fentes de soufflage 10a - 10b du jet auxiliaire déviateur sont prévues sur 2 parois opposées de la tubulure 1, parallèlement à la cloison 20.
Elles sont alimentées alternative ment en air grâce au robinet tournant 14, 15, analogue à celui qui a été décrit en regard des fig. 1 et 2. Il s'ensuit que lorsque la fente 10a est alimentée (cas représenté sur la fig. 3) le courant de gaz est dévié vers la tuyère 6a tan dis que la tuyère 7a se remplit d'air atmosphé rique, ce remplissage étant aidé par la dépres sion laissée par la bouffée précédente. Inverse ment, quand la fente 10b est alimentée, le courant est dévié vers la tuyère 7a tandis que la tuyère 6a se remplit d'air. L'effet obtenu est le même que dans le mode de réalisation pré cédent.
Des ailettes 21 peuvent être prévues à l'entrée des deux tuyères pour régulariser l'écou lement.
La forme d'exécution des fig. 5 et 6 ne diffère des précédentes que par la substitution d'obstacles déviateurs solides aux obstacles fluides ,créés par des jets auxiliaires de gaz. Les obstacles solides sont formés par deux bar rettes<I>22a, 22b</I> .disposées perpendiculairement à l'axe de la tubulure 1, supposée à section rec tangulaire et le long de deux parois opposées dudit conduit. Ces barrettes sont animées d'une rotation continue autour de leur axe longitudi nal 23a,<I>23b</I> par un mécanisme qui peut com porter un moteur auxiliaire d'un type quelcon que: électrique, éolien, etc.
Elles sont en qua drature comme représenté au dessin, de ma nière qu'au moment où l'une des barrettes 22a par exemple présente sa surface perpendicu lairement à la direction d'écoulement des gaz dans la tubulure 1, la surface de l'autre soit parallèle à cette direction.
Les barrettes dévient donc le courant de gaz alternativement vers les tuyères 6a et 7a agencées comme ci-dessus.
Il est bon de prévoir au moins une ailette <I>24a, 24b</I> disposée en aval de chacune des bar rettes et servant à faire coller la veine déviée contre la paroi courbe aboutissant à chaque tuyère.
D'autres ailettes régularisant l'écoulement peuvent être prévues comme en 21 sur les fig. 3 et 4.
D'autres dispositions d'obstacles solides éclipsables pour obtenir la déviation des gaz tantôt vers une tuyère et tantôt vers l'autre et réalisant ainsi un écoulement pulsant dans cha cune des tuyères, avec remplissage en air de celles-ci dans les intervalles de la pulsation, sont naturellement possibles.
Dans les exemples ci-dessus, l'air est admis dans les tuyères, dans les intervalles de la pul sation, par l'orifice d'éjection desdites tuyères. On peut aussi réaliser l'admission de l'air par des orifices spéciaux ménagés à l'amont, ce qui permet d'utiliser le courant d'air du vent rela tif et de faciliter le remplissage des tuyères lors du vol à grande vitesse.
La fig. 7 montre une forme d'exécution de ce genre semblable à celle de la fig. 1, mais en différant par la présence de l'orifice annulaire 25 tourné vers l'amont et commu niquant avec la tuyère périphérique 6a. Cet ori fice convergent permet donc à l'air du vent re latif de parvenir directement à ladite tuyère 6a dans les intervalles de la pulsation.
Pour le remplissage .en air de la tuyère in térieure 6b, on pourra prévoir de même une couronne collectrice convergente d'air 26 et la réunir à l'intérieur de cette tuyère par un certain nombre de conduits 27 disposés dans des plans radiaux.
La moitié supérieure de la fig. 7 montre le cas où la fente circulaire 10 est alimentée en air auxiliaire sous pression et dévie le courant de gaz vers la tuyère périphérique 6a, tandis que la moitié inférieure de la même figure con cerne le cas où la fente 10 n'étant pas alimen tée, le courant passe directement dans la tuyère centrale 6b.
Les dispositifs décrits ci-dessus fonctionnent en somme homme des aiguillages alternatifs. On peut aussi prévoir des aiguillages rota tifs.
Sur les fig. 8 et 9, le courant continu de gaz sortant de la tubulure 1 pénètre dans le distri buteur 28 qui a la forme d'une portion de tube montée de manière à pouvoir tourner autour de l'axe de la tubulure 1. Ce tube 28 peut por ter par exemple un bout d'arbre 29 placé dans le prolongement de l'axe de la tubulure 1 et monté dans un palier fixe 30.
Le tube 28 est gauchi de manière que lors de sa rotation son orifice de sortie 28a se dé place devant les orifices d'entrée d'un certain nombre de tuyères 6a, <I>6b, 6c ...</I> disposées en barillet.
De la sorte, le tube 28 en tournant d'une manière continue autour de l'axe de la tubulure 1 dirige le courant de gaz successivement vers les diverses tuyères en engendrant dans cha cune d'elles un écoulement pulsant, tandis que dans les intervalles entre les bouffées les tuyères se remplissent d'air entrant librement par leur orificç amont.
La rotation du tube 28 peut être produite par un moteur convenable, par exemple un moteur électrique 31 attaquant l'arbre 29.
Elle peut aussi se faire automatiquement sous l'effet de l'écoulement des gaz. Il suffit pour cela de gauchir le tube 28 de manière qu'à leur sortie dudit tube, les gaz aient une com posante de vitesse tangentielle (composante qui, pour la position du tube 28, représentée sur la fig. 8 passerait par le centre de l'orifice 28a et serait perpendiculaire au plan de la figure).