Installation de propulsion à turbine à gaz La présente invention a pour objet une installa tion de propulsion à turbine à gaz, comprenant un mécanisme de transmission par lequel une partie de la puissance développée par l'installation est trans mise à une hélice à pas variable, un mécanisme ré pondant au couple transmis par ce mécanisme de transmission, et un organe de commande principal dont la position détermine la puissance fournie par l'installation en,
commandant l'alimentation en carbu rant du dispositif de combustion de l'installation.
Cette installation est caractérisée selon l'invention par un dispositif de sûreté agencé de manière que lorsque ledit organe de commande principal, est dans une position correspondant à une transmission nor- male d'un couple notable par le mécanisme de trans mission et que le couple transmis tombe d'une ma nière notable, s'annule, ou s'inverse, l'alimentation en carburant soit automatiquement au moins par tiellement coupée et l'hélice soit mise en drapeau,
par un régulateur de vitesse sensible à la vitesse de rotation d'un, rotor de turbine de l'installation et agissant pour réduire ladite alimentation en carbu rant si la vitesse de rotation dudit rotor de turbine dépasse une valeur déterminée,
et par un dispositif associé audit organe de commande principal de façon à rendre inopérant ledit dispositif de sûreté pour les positions dudit organe correspondant à une puissance fournie normale inférieure à une valeur déterminée.
Si donc pendant le fonctionnement normal il se produit une chute anormale du couple, ce dernier tombant par exemple à zéro ou même s'inversant par suite de la rupture d'une partie quelconque ou pour toute autre cause, l'alimentation en carburant est automatiquement réduite ou coupée, et les risques de nouvelles avaries de l'installation ou de parties voisines sont ainsi réduits.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'installation de propulsion objet de l'invention, et deux variantes.
Les fig. 1-2 et 3 sont des coupes, schématiques respectivement de cette forme d'exécution, de la pre mière et de la deuxième variante.
L'installation représentée à la fig. 1 comprend un compresseur à courant axial., une série de cham bres de combustion 2 et deux turbines montées en série dont l'échappement se fait par une tuyère 4 de propulsion.
La turbine amont 3 comprend deux éta ges dont les aubes, mobiles sont montéesi sur un ro tor 5 qui est connecté au rotor 1 du compresseur, et la turbine aval comprend un étage dont les aubes mobiles sont montées sur un rotor 6 qui est connecté par un arbre 7 et un réducteur à engrenages 8 à une hélice 9.
L'hélice à pas variable comprend un méca nisme de commande du pas 10. Du carburant est admis dans les chambres de combustion 2 par une série d'injecteurs 11 reliés à une nourrice annulaire commune 12.
Le réducteur 8 comprend un pignon planétaire 13 monté sur l'arbre 7, et une série de satellites. dou bles 14 engrenant d'une part avec le pignon plané- taire 13 et d'autre part avec une couronne 15 à den ture intérieure, ces satellites étant montés sur un cadre 16 qui est connecté à un arbre 17 sur lequel est montée l'hélice 9.
Le réducteur 8 est représenté une deuxième fois ,en coupe à la partie supérieure de la fig. 1. La cou ronne 15 qui constitue la pièce de réaction du réduc teur est connectée rigidement à un bras 20 qui est relié par une tringlerie à un tiroir 21.
Le tiroir 21 est solidaire d'un piston 22 à double effet glissant dans un cylindre 23, des garnitures. 24 assurant l'étanchéité aux endroits, où le tiroir traverse les fonds du cylindre. Le tiroir 21 coulisse dans une chambre de distribution 25 comprenant une lumière d'entrée 26,
à travers laquelle un liquide est envoyé sous une pression relativement élevée, et des lumiè res d'échappement 27 et 28 de part et d'autre de la lumière 26. Les extrémités opposées de la chambre 25 sont reliées à l'échappement par des lumières 29.
Le tiroir 21 comporte quatre portées espacées 30, 31, 32 et 33, et la chambre de distribution com prend aussi des lumières 34 et 35, reliées respective- ment aux extrémités opposées du cylindre 23.
La disposition et la dimension des portées 31, 32 et des lumières 34 et 35, sont telles que lorsque le mécanisme est dans la position correspondant à l'absence de couple, comme représenté à la fig. 1, les bords extérieurs des portées 31 et 32 coïncident avec les bords extérieurs des lumières 34 et 35,
tan dis que les bords intérieurs de ces portées sont écar tés des bords intérieurs de ces lumières, de sorte que celles-ci sont tout juste ouvertes et communiquent uniquement avec la lumière 26 d'alimentation sous pression.
Des pressions égales sont ainsi assurées d'ans les deux compartiments A et B du cylindre 23, et le piston 22 et le tiroir 21 restent stationnaires. Quand le couple transmis par le réducteur 8 à l'hé- lice augmente, la couronne 15 tend à tourner de façon à déplacer le tiroir 21 vers la gauche et ainsi à augmenter l'ouverture de la lumière 34, tandis que, la largeur des portées 31 et 32 étant un peu infé rieure à celle des lumières 34 et 35,
la lumière 35 commence à être mise en communication avec l'échappement 28 en restant tout d'abord également en communication avec la lumière 26 jusqu'à ce que le bord: intérieur de la portée 32 ait atteint le bord intérieur de la lumière 35.
Les compartiments A et B du cylindre 23, étant en communication par un passage de fuite, il résulte de ce mouvement du tiroir que les pressions sur les deux côtés de ce piston tendent à tomber, la pression dans le compartiment A devenant alors progressi vement plus petite que la pression dans le compar timent B, et donnant une mesure du couple transmis.
La différence de pression résultante qui agit sur le piston 22 maintient au repos le tiroir 21 et, par con- séquent, la couronne. 15.
Le compartiment A est relié par un conduit 40 au cylindre 41 d'un servomoteur dont le piston 42 est solidaire d'une tige de commande 43. Un côté du piston 42 est soumis à la pression régnant dans le conduit 40, tandis que l'autre côté est soumis à l'a- tion d'un ressort 44 contenu dans le cylindre 41.
L'autre extrémité de la tige 43 commande un dispo sitif de contact électrique 45 agencé pour que les mouvements de la tige dans le sens de la compression du ressort 44 vienne fermer un contact électrique constitué par deux lames 46 et 47.
Ce contact est monté dans un circuit électrique associé au méca nisme de commande du pas 10 de l'hélice 9, qui agit pour mettre l'hélice en drapeau quand le contact 46, 47 est fermé,
afin d'empêcher l'hélice de < mou dre du vent . Le point milieu de la tige 43 est connecté à pivot à une extrémité d'une biellette 48 dont le point mi lieu est connecté à un bras de commande 49 d'une soupape 50 de commande du débit de carburant, montée dans le conduit d'alimentation menant à la nourrice 12 et de là aux injecteurs 11. L'extrémité opposée de la biellette 48 est connectée à un levier de commande manuelle 51.
On peut voir que les mouvements de la tige 43 vers la droite (fig. 1), c'est-à-dire dans le sens de compression du ressort 44, tendent à fermer le contact 46-47 et actionnent aussi la soupape 50 pour réduire ou couper l'alimen tation en carburant des injecteurs 11. La soupape 50 peut être également actionnée à la main au moyen du levier 51.
L'agencement est tel que la couronne 15 ne puisse tourner dans le sens correspondant à un dépla cement vers la droite du tiroir que jusqu'à ce que celui-ci ait atteint sa position neutre représentée à la fig. 1, de sorte que, d'après ce qui précède, si le couple transmis tombe à zéro ou est inversé, le tiroir 21 prendra cette position neutre représentée à la fig. 1.
Comme on l'a vu, pour cette position du tiroir 21, les pressions dans les chambres A et B sont égales, et la pression dans la chambre A est supérieure à ce qu'elle est en cas de couple positif.
Ainsi donc, en régime normal, la pression dans. la chambre A est toujours inférieure à une valeur maximum donnée, sauf pour un couple transmis nul, de faible valeur positive ou inversé. Ainsi, la pression dans la cham bre A agissant contre le ressort 44 constitue une mesure précise du couple transmis et varie suivant que celui-ci est plus grand ou plus petit qu'un certain couple transmis déterminé de faible valeur.
Une fois que le couple tombe au-dessous de cette valeur et que dès lors la pression dans la chambre A augmente, la soupape 50 entre en fonction pour couper l'ali mentation en carburant des chambres de combus tion 2.
La soupape 50 est agencée pour fonctionner comme une soupape de décharge, reliant automati quement la nourrice 12 à l'échappement dès qu'elle a coupé l'alimentation en carburant, de manière à éliminer tout le carburant restant dans cette nour rice.
Une soupape de commande 52 est disposée sur le conduit 40 entre le compartiment A et le cylindre 41 du servomoteur et est connectée à un levier 53 de commande principal de la puissance de l'installa tion, manceuvré par le pilote, de manière qu'elle soit fermée et empêche le servomoteur 41, 42 de fonc tionner pour couper l'alimentation en carburant quand le levier de commande principal 53 est placé dans des positions correspondant à une faible puis sance, par exemple au départ.
Quand le levier de commande principal est dans une position comprise entre les positions 53 et 53a, la soupape 52 est fer mée, mais quand ce levier est déplacé dans, le sens d'une augmentation de la puissance vers la position de pleine puissance, la soupape 52 s'ouvre et le ser- vo-moteur peut fonctionner. On voit à la fig. 1 que le leveir 53 agit sur un dispositif 54 de commande qui règle le débit de carburant passant dans la con duite allant à la nourrice 12 et dans laquelle est inter calée la soupape 50.
Lorsque la soupape 52 est ouverte, le servomo teur entre, aussi en fonction comme on l'a vu si le sens du couple transmis est inversé, comme cela peut se produire par exemple par suite d'une panne de la turbine elle-même, dans quel cas l'hélice 9 moud du vent et tend à entraîner la turbine par l'inter médiaire du réducteur.
Les rotors accouplés 1,5 entraînent un régulateur 55 de vitesse qui est relié lui-même à la soupape 50 et aussi au mécanisme de commande du pas 10. Le régulateur entre en fonction pour réduire ou couper l'alimentation du combustible et mettre l'hélice en drapeau si la vitesse de l'élément turbine-compres- seur dépasse une valeur déterminée. Le régulateur agit donc comme un détecteur supplémentaire de con ditions de fonctionnement dangereuses et assure éga lement une commande active de l'élément turbine compresseur 1,5 libre qui peut tourner indépendam ment de la turbine 6 entraînant l'hélice par le réduc teur à engrenages.
Le régulateur 55 est agencé de façon qu'il soit suffisamment fort pour pouvoir surmonter l'action du levier 51, de sorte que l'interruption de l'alimenta tion en carburant sous la dépendance de la sortie du régulateur 55, peut se faire en utilisant la soupape 50, même si le dispositif de réglage 20-48 avait laissé la soupape 50 ouverte.
Dans la variante représentée à la fig. 2 destinée à un hélicoptère, un rotor de turbine à gaz aval 62 entraîne un rotor 60 de compresseur basse pression par un arbre 61, et un rotor de turbine amont 65 entraîne un rotor 63 de compresseur à haute pres sion par un arbre creux 64 entourant l'arbre 61.
Une série de chambres de combustion 66 sont disposées entre le compresseur haute pression et la turbine amont et le carburant est admis dans ces chambres à travers une nourrice annulaire 67 et des injecteurs 68, le débit étant commandé par une soupape 69 qui correspond à la soupape 50 de la fig. 1.
L'extrémité avant du rotor de compresseur 60 est connectée par un réducteur à engrenages épicycliques 70 à une hélice à pas variable 71 comprenant un mécanisme 72 de commande du pas.,
et le réducteur 70 est construit et agencé comme dans l'exemple repré senté à la fig. 1 et commande un dispositif de réglage identique au dispositif 20 à 48 de l'installation de la fig. 1 qui actionne automatiquement la soupape 69 et le mécanisme 72 de commande de pas quand le couple transmis par le réducteur tombe au-dessous d'une valeur déterminée.
Une soupape actionnée par la commande de puissance principale rend inopérant le dispositif 20-48 pour certaines positions dé cette commande, comme dans le cas de la fig. 1.
Le rotor de turbine 62 est connecté par un accou plement hydraulique 73 à un rotor de compresseur auxiliaire 74 disposé en arrière des turbines, et de l'air délivré par ce compresseur est.destiné à être en voyé dans un conduit 75 et vers des buses d'un rotor d'hélicoptère pour entraîner ce rotor. L'échappement des turbines débouche dans l'atmosphère par un con duit 79.
Du moment que la variante de la fig. 2 est des tinée à un hélicoptère, il est indésirable que dans cette variante l'alimentation du carburant soit réduite à zéro si le couple transmis par le réducteur 70 vient à tomber au-dessous d'une faible valeur donnée, puis que l'alimentation en air comprimé du rotor de l'hé licoptère constitue le seul moyen d'obtenir la susten tation.
Pour cette raison, la soupape 69 est agencée pour ne réduire l'alimentation de carburant que jus qu'à une valeur qui permet encore à l'air comprimé par le compresseur 74 de fournir une puissance suf fisante pour permettre à l'hélicoptère d'atterrir.
Les rotors accouplés 63 et 65 du compresseur haute pression et de la turbine amont tournent libre ment, -et ils sont par conséquent reliés par un train d'engrenages 76 à un régulateur de vitesse 77 qui commande la soupape 69, comme décrit dans le cas de l'installation de la fig. 1, pour couper l'alimen tation si la vitesse de ces rotors accouplés dépasse une valeur déterminée. Le régulateur 77 peut être agencé pour actionner également le mécanisme 72 de commande du pas de l'hélice.
La variante représentée à la fig. 3, dans laquelle les. éléments semblables à ceux de la variante de la fig. 2 sont désignés par le même, signe de référence avec accent, comprend un rotor de compresseur 80 couplé à un rotor de turbine 81, lequel entraîne en outre une hélice à pas variable 72' et un rotor de compresseur auxiliaire 74'.
Le refoulement du com presseur 74' et l'échappement de la turbine 81 dé bouchent tous deux dans un conduit 75' destiné à être relié aux buses. d'entraînement d'un rotor d'hé licoptère.
Pour le reste cette variante est identique à celle de la fig. 2 et fonctionne comme celle-ci, l'hé lice étant mise en drapeau et l'alimentation en car burant étant réduite à une valeur juste suffisante pour entraîner le compresseur auxiliaire, de manière à permettre à l'hélicoptère d'effectuer un atterrissage de sécurité lorsque le couple transmis par le réducteur 70' tombe au-dessous d'une valeur déterminée, ou s'inverse. Le régulateur 77' intervient comme précé demment en cas. de survitesse des rotors.
Dans les installations décrites on évite des sur vitesses, ou un fonctionnement continu, dans l'éven tualité d'une avarie du mécanisme de transmission ou de toute autre avarie entraînant la suppression ou une réduction anormale importante du couple quand les commandes normales .sont dans des positions correspondant au fonctionnement en charge.