Installation de réglage de la pression régnant dans une chambre de combustion La présente invention a pour objet une installa tion de réglage de la pression régnant dans une cham bre de combustion, notamment une chambre de com bustion de propulseur à réaction.
Cette installation se èaractérise par un organe monté dans le conduit d'ali mentation en carburant et faisant varier périodique ment le débit de carburant injecté entre un maximum et un minimum, et par un dispositif distributeur qui, en synchronisme avec l'oscillation du débit de carbu rant injecté,
fait communiquer la chambre de com bustion alternativement avec un côté et l'autre d'un organe mobile sensible à la pression commandant l'organe pilote d'un servomoteur actionnant un élé ment de commande par étranglement monté dans le conduit d'alimentation en carburant en amont de l'organe produisant les pulsations.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'objet de l'invention.
La fig. 1 est une vue schématique d'un stato réacteur pourvu de cette forme d'exécution ; la fig. 2 est une courbe de fonctionnement (la pression étant portée en ordonnée et le débit du com bustible en abscisse) ; la fig. 3 est une courbe sinusoïdale indiquant la variation du débit de combustible injecté (le débit de carburant étant porté en ordonnée, le temps en abscisse, et la droite DBC représentant le débit moyen du carburant) ;
la fig. 4 est une courbe montrant les variations de pression pour un débit moyen de carburant infé rieur à celui correspondant au fonctionnement opti mum ;sur cette figure, la pression est portée en or donnée et le temps en abscisse, et la droite CF repré sentant le débit au point C de la courbe A (fig. 2) ;
la fig. 5 est une courbe montrant les variations de pression pour un débit de carburant supérieur à celui correspondant au fonctionnement optimum (pression en ordonnée et temps en abscisse), la droite CF' représentant le débit au point D de la courbe A (fig. 2).
A la fig. 1, 10 désigne la chambre de combustion d'un statoréacteur dans laquelle l'écoulement d'air se fait dans le sens de la flèche et dans laquelle dé bouche un injecteur de carburant A. Le carburant sous pression est amené à l'ajutage par une canalisa tion de carburant sous pression 14 dans laquelle est placée une soupape d'étranglement principale S et une soupape papillon P. La soupape papillon P est entraînée en rotation à une vitesse constante par un moteur électrique 16.
Un arbre de commande 18 relie le moteur 16 à la soupape papillon P et, en outre, on y a fixé un tiroir rotatif 20 qui tourne à la même vitesse que la soupape papillon P.
Un conduit 24 sous pression statique est raccordé à la chambre de combustion du statoréacteur et il se divise en deux conduits distincts 26 et 28 qui aboutissent au tiroir rotatif 20. Ce tiroir 20 comporte deux passages. 30 et 32 diamétraux et disposés à 900 l'un par rapport à l'autre.
Etant donné que le tiroir 20 tourne, les passages 30 et 32 font communiquer le conduit 24 alternativement, par les canaux 26 et 28, avec les conduits 40 et 42, communiquant avec les chambres 70 et 72 situés de part et d'autre d'un pis ton 46 qui est sollicité dans un sens par un ressort léger 48.
Les passages 30 et 32 sont disposés par rapport au papillon P de manière que, lorsque le débit du carburant est maximum, le conduit 24 communique avec la chambre 70, tandis que, lorsque le débit du carburant est minimum, le conduit 24 communique avec la chambre 72.
De son côté, le piston 46 actionne un tiroir 50 coulissant dans un cylindre qui reçoit du carburant sous pression d'une canalisation 52, et l'envoie sur l'un ou l'autre des côtés d'un servo-piston 56, lequel actionne la soupape S. Des étranglements 60 et 62 sont prévus dans des canalisations d'évacuation par tant de chaque côté du servo piston 56.
Le servo- piston 56 est soumis à l'action d'un ressort, l'agen cement étant tel que la position du piston 56 corres ponde à celle du tiroir 50, et donc à celle du piston 46.
La fig. 2 représente par la courbe A les pressions dans la chambre de combustion du statoréacteur 10 en fonction de la variation du débit du carburant, l'abscisse représentant ce débit et l'ordonnée la pres sion. Il est évident qu'on obtient le rendement maxi mum de la chambre de combustion et la poussée maximum du statoréacteur lorsque la pression dans cette chambre est voisine d'un maximum. La pres sion maximum dans la chambre de combustion est atteinte pour des conditions sensiblement stoechio métrique.
La fig. 2 montre que partout où la pente de la courbe A est positive, c'est-à-dire jusqu'au voi sinage du point E, la pression augmente avec un débit de carburant croissant. Inversement, partout où la pente est négative, c'est-à-dire vers la droite du point E, la pression diminue avec une augmentation du débit du carburant, étant donné que la pente néga tive de la courbe A correspond à un mélange trop riche.
Pour une variation donnée du débit du carbu rant, la pression varie proportionnellement à la pente de la courbe A. La valeur sera la plus grande lors d'un fonctionnement à peu près stoechiométrique et en partant de ce point une augmentation du débit de carburant donnera lieu à une réduction de pression, et similairement une réduction du débit de carburant donnera lieu à une réduction de pression, étant donné qu'on se trouve sur l'une ou l'autre pente de la courbe A.
La variation du débit du carburant, produite par la soupape papillon (fig. 1), est illustrée par la courbe de la fig. 3. Lorsque le brûleur fonctionne, au point C de la fig. 2, la courbe correspondante des variations de la pression dans la chambre de combustion est celle qui est représentée sur la fig. 4.
Dans ce cas, une pression maximum correspond à un débit maxi mum de carburant, de sorte que, lorsque la chambre de combustion fonctionne sur la pente positive de la courbe A (fig. 2), la variation de pression est en phase avec la variation du débit de carburant. En revan che, si la chambre de combustion fonctionne au point D de la courbe A, la pression dans le brûleur varie conformément à la courbe de la fig. 5, c'est-à-dire que la pression maximum se produit pour un débit minimum de carburant,
et vice versa. De ce fait, lorsque le brûleur fonctionne sur la pente négative de la courbe A (fig. 2), la variation de la pression est déphasée de 180 par rapport à la variation du débit de carburant.
Lorsque la chambre fonctionne en un point d'une partie de la courbe A dont la pente est positive, la pression moyenne régnant dans la chambre 70 est plus élevée que celle qui règne dans la chambre 72, et vice versa pour la partie de la courbe A dont la pente est négative.
On remarquera en outre (et ceci est indiqué sur les fig. 3 à 5) que l'amplitude de la variation de pres sion dans la chambre de combustion est proportion nelle à la pente de la courbe A de pression du car burant en fonction du débit.
La force résultante exercée sur le piston 46 par les pressions régnant dans les chambres 70, 72 est algébriquement soustraite d'une force sensiblement constante, appliquée par le ressort 48, de sorte que la différence de force a pour effet de repousser le tiroir 50 dans un sens tel que le servo-piston 56 de la soupape d'étranglement principale S déplace cette dernière de manière à corriger le débit du carburant. Lorsque la force résultante exercée sur le piston 46 devient égale à la force appliquée par le ressort 48,
le tiroir 50 s'immobilise grâce à la condition d'équi libre, de sorte qu'il n'existe plus de variation du débit du carburant. Il en résulte que tant que le point de fonctionnement se trouve sur la partie de la courbe A (fig. 2) à pente positive, le tiroir 50 et le servo-piston 56 déplacent la soupape S de manière à augmenter le débit, tandis que si le point de fonctionnement se trouve sur la partie de la courbe A à pente négative, le tiroir 50 et le servo-piston 56 se déplacent de manière à diminuer le débit du carburant,
le tout de manière à maintenir le fonctionnement de la chambre de combustion au point optimum E de la courbe.
Dans l'installation décrite, on utilise une oscilla tion du débit du carburant de l'ordre de 25 cycles par seconde, de sorte qu'il ne se produit aucun demi- cycle pendant 1/50 de seconde. Par suite, la fraction de temps pendant laquelle l'orifice 30 ou l'orifice 32 communiquent avec leurs canalisations respectives est faible.