Brevet FR2033274A1 — publié le 19701204

€2669 i 2033274 La présente invention concerne les moteurs a réaction à turbine à gaz. Selon la présente invention, un moteur à réaction à turbine à gaz est muni d'une tuyère annulaire rectiligne coaxiale au moteur, l'orifice de sortie des gaz de turbine étant constitué de façon à évacuer les gaz de la turbine dans la 5 tuyère selon un premier angle aigu par rapport à l'axe du moteur mesuré dans un plan tangentiel au disque de turbine et l'orifice d'échappement des gaz de la tuyère est constitué de façon à évacuer toujours les gaz de la tuyère selon un second angle aigu par rapport audit axe, cet angle étant à peu près de même grandeur que celle dudit premier angle en obligeant fe gaz à créer une poussée 10 résultante qui est appliquée à peu près normalement au plan contenant l'orifice d'échappement de tuyère. De préférence, l'angle d'évacuation des gaz hors de l'orifice de sortie de turbine est obtenu en disposant les aubes de turbine dans une position qui, combinée à la vitesse d'écoulement des gaz à travers la turbine et à fa vitesse de 15 rotation de la turbine, provoque une évacuation des gaz de la turbine dans la tuyère selon ledit angle. L'angle d'échappement des gaz hors de la tuyère est obtenu, de préférence en constituant l'orifice de sortie de tuyère dans un plan qui forme un angle aigu par rapport à l'axe du moteur. 20 Le moteur et la tuyère peuvent tourner l'un par rapport à l'autre. De préférence, mais de manière non restrictive, le moteur et la tuyère sont conçus pour leur assemblage dans la structure d'un avion. Le moteur et la tuyère sont monté de préférence de telle sorte que leur axe commun forme un angle aigu par rapport à l'axe de l'avion. 25 On décrira maintenant, simplement à titre d'exemple, une forme d'exé cution de l'invention en référence aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue en perspective d'un moteur et d'une tuyère ; - la figure 2 est une coupe partielle selon la ligne 2-2 de la figure 1 ; - la figure 3 est une vue schématique d'un moteur et de sa tuyère repré-30 sentés à la figure 1 ; et - ta figure 4 est une autre vue schématique du moteur et de la tuyère de la figure 1 . Le moteur à réaction 10 à turbine à gaz de la figure 1 comporte un compresseur, un équipement de combustion et une turbine de détente 12 disposés 35 en série dans le sens de l'écoulement des gaz et dont on n'a représenté que la 70 02669 2 2033274 turbine de détente 12. Une tuyère 14 est raccordée de façon tournante à l'extrémité aval du moteur 10, aval étant entendu par rapport à l'écoulement du flux de gaz dans le moteur. 5 ' La rotation de la tuyère 14 est rendue possible par la présence d'un dispositif de palier dont le chemin de roulement interne est formé par l'enveloppe 16 extérieure du moteur et le chemin de roulement externe par l'extrémité amont de la tuyère, comme indiqué en 18. La rotation peut être provoquée par tout moyen convenable. 10 La turbine de détente 12 présente une série d'aubes 20 de turbine écartées angulairement d'un angle constant â la périphérie du bord du disque 22 de turbine. Les gaz provenant de l'équipement de combustion se détendent dans les aubes 20 et leur réaction sur celles-ci amène les aubes à communiquer un mouvement de rotation au disque 22 comme cela est bien connu. Toutefois, ]5 les aubes selon la présente invention sont disposées selon un angle particulier 9 par rapport à l'axe du moteur 10 comme on peut le voir à la figure 2. Cette disposition des aubes détourne par conséquent les gaz qui les traversent et leur communique un mouvement tourbillonnaire qui fait que les gaz pénètrent dans l'anneau 24 de la tuyère 14 selon une trajectoire hélicoïdale. Le fait que la 20 tuyère 14 ait la forme d'un anneau et non simplement d'un cylindre creux est important en ce sens que les parois de rétention de l'anneau 24 maintiennent les gaz dans leur trajectoire hélicol'dale jusqu'à ce qu'ils atteignent l'orifice de sortie 26 de la tuyère. Aux figures 1, 3 et 4 on voit que lasortie 26 est constituée par une 25 section de la tuyère 14 selon un angle aigu par rapport ci l'axe du moteur, lequel angle 9', dans le présent exemple, est pratiquement de même valeur que l'angle 9. Ainsi, comme le montrent les flèches 25 de la figure 1, les gaz sortant de la turbine 12 selon un angle de sortie 0 tourbillonnent autour de l'anneau 24 et quittent la sortie 26 à peu près normalement au plan de celle-ci. 30 Pour être certain que les gaz sont encore au maximum ou au voisinage du maximum du tourbillon quand ils s'échappent par la sortie 26, celle-ci est placée aussi près que possible de la turbine 12. Cette disposition a l'avantige de fournir une tuyère très courte et légère. L'avantage majeur résultant de la disposition décrite réside dans le 70 02669 3 2033274 fait que lors de l'échappement des gaz hors de la tuyère 14, on obtient une modification de la direction de circulation du flux de gaz, par rapport à sa direction d'écoulement à travers le moteur sans avoir à ménager un obstacle physique sur le parcours du flux de gaz, tel qu'une paroi déflectrice ou une tuyère de 5 type coudé. Par conséquent on élimine au moins de façon sensible les pertes de poussée qui sont inévitables quand on emploi un moyen déflecteur physique. Une disposition de moteur telle que décrite ci-dessus est donc particulièrement appropriée pour être montée sur un avion devant présenter des capacités de décollage et d'atterrissage courts et/ou verticaux. Le moteur et la tuyère pourraient être 10 montés sur un avion comme on l'a représenté aux figures 3 et 4, c'est-à-dire, 2 de sorte que leur axe commun 30 fasse un angle 9 par rapport à l'axe de roulement de l'avion, cet angle étant aussi de grandeur identique à l'angle 9. Dans l'exemple particulier représenté, l'angle 9 est de 45°. Quand on se reporte aux dessins on voit que les gaz quittent la turbine 12 à 45° par 15 rapport à l'axe du moteur et à 45° par rapport à une ligne menée tangentielle- ment à la turbine. Les gaz tourbillonnent ensuite autour de l'anneau 24 de la tuyère 14 et en sortent ensuite à peu près normalement au plan contenant la sortie 26, mais à 45° par rapport à l'axe 30 du moteur. 3 Le moteur 10 serait monté selon un angle 9 (de grandeur encore iden-20 tique à 9) par rapport à l'axe de roulement 32 de l'avion et cela signifie naturellement que les gaz sortent normalement à l'axe 32 et que leur est communiquée une poussée dirigée vers le bas comme on le voit à la figure 3. A la figure 4 l'axe 30 du moteur T0 fait un angle de 45° par rapport à l'axe 32 mais la tuyère 14 a été tournée de 180° autour de l'axe 30, en provo-25 quant ainsi un échappement des gaz parallèle à l'axe 32 et en fournissant ainsi une poussée dirigée vers l'arrière pour une propulsion en avant de l'avion. On comprënd d'après ce qui précède que le vecteur de poussée est obtenu avec le strict minimum de parties mobiles permettant une structure rigide, et sans moyen de déflection physique des gaz ce qui élimine à peu près toutes 30 pertes de poussée. De plus, un moteur et une tuyère du type décrit sont particulièrement adaptés pour se monter à l'arrière d'un fuselage d'avion, position dans laquelle on peut faire tourner la tuyère afin de commander les angles de tangage et de lacet de l'avion. 70 02669 4 2033274 REVENDICATIONS 1 . Moteur à réaction à turbine à gaz sur lequel est monté co-axiale-ment une tuyère d'échappement annulaire rectiligne et caractérisé en ce que l'orifice de sortie des gaz de la turbine est constitué de façon à évacuer les gaz de la turbine dans la tuyère selon un premier angle aigu par rapport à l'axe du 5 moteur mesuré dans un plan tangentiel au disque de turbine et l'orifice d'échappement des gaz de la tuyère est constitué de façon à évacuer toufours les gaz de la tuyère selon un second angle aigu par rapport audit axe, cet angle étant de grandeur à peu près identique à ce! le dudit premier angle et obligeant le gaz à créer une poussée résultante qui agît à peu près normalement au plan conte-10 nant l'orifice d'échappement de tuyère. 2. Moteur selon la revendication 1 caractérisé en ce que le premier angle aigu est d'environ 45°. 3. Moteur selon la revendication 1 caractérisé en ce que le second angle aigu est d'environ 45°. 15 4. Moteur selon la revendication 1 caractérisé en ce que le moteur et la tuyère sont montés de façon tournante l'un par rapport à l'autre. 5. Moteur selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'au moins un dit moteur est conçu pour être monté sur un avion. 6. Moteur selon fa revendication 5 caractérisé en ce qu'au moins un 20 moteur est monté pour former un angle aigu par rapport à l'axe de roulement de l'avion. 7. Moteur selon la revendication 6 dans lequel ledit angle est d'environ 45°.