Brevet FR2115184A1 — publié le 19720707

/ | HUJ1U 1 2115184 - ;:;> n ■; -r antiia .-.-aîcarnss «a fcoraE pare-fisaaas pour moteur à tontine à gaz et spécialement, mais non exclusivement, un tel écran comprenant une fsuilla de ~-Jtal réfractaire dont au moins la face exposée à l'attaque des flammes est recouverts i1 un enduit de matière empêchant l'oxydation de la feuille, et dont 5 l'autre face eât recouverte d'une couche isolante. L'enduit pourra être un composé à base de siliciure, mais il pourra également être à base d'alumine et même être remplacé par une couche d'alliage à base d'hafnium contenant de préférence un certain pourcentage en poids de tantale.» Cet enduit pourra également être un alliage d'aluminium et d'étain et, dans ce dernier 10 cas, il contiendra de préférence des quantités essentiellement égales en poids d'aluminium et d'étain. La couche isolante comprendra de préférence une première couche d'une matière contenant de l'amiante et une seconde couche d'une matière contenant du quartz. Un mode préféré de réalisation de l'invention comportera une feuille sup-15 plementaire, la couche isolante étant insérée entre la feuille de métal réfractaire et cette feuille supplémentaire, cette dernière pouvant être en acier. Selon un aspect non limitatif de l'invention, celle-ci comprendra un moteur à turbine à gaz comportant un carter dans lequel sont montés un compresseur, un appareillage de combustion, une turbine et un écran pare-flammes placé entre 20 l'appareillage de combustion et la partie de l'aéronef à protéger. Ce moteur à turbine à gaz pourra comporter une soufflante carénée et des organes de montage comprenant un montant traversant le canal de circulation d'air de la soufflante, l'écran pare-flammes étant placé entre l'appareillage de combustion et ledit montant en vue de protéger ce dernier. 25 L'écran pare-flammes pourra être incurvé, ses extrémités sous-tendant un angle de 85° sur l'axe du moteur. L'invention va être décrite en détail en se référant aux dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemples, et dans lesquels : - la figure 1 est une coupe longitudinale partielle d'un moteur à turbine à gaz à 30 soufflante carénée, selon l'invention ; et — la figure 2 est une coure transversale de l'écran pare-flammes selon l'invention. Sur la figure 1 on voit un moteur à turbine à gaz à soufflante carénée 10 comportant, dans le sens d'écoulement des gaz, une soufflante à un seul étage 11, des compresseurs moyenne et haute pression 12, 13, un appareillage de combustion 14, 35 des turbines haute et moyenne pression 15, 16 couplées aux compresseurs haute et moyenne pression 13, 12, respectivement, une turbine basse pression 17 couplée à la soufflante 11» et un conduit d'échappement 18. Les compresseurs moyenne et haute pression 12, 13- l'appareillage de combustion 14, et les turbines haute, moyenne et basse pression 15, 1b, 17, sont mon-40 tés dans un carter 21. Oh carénage délimitant un canal de flux dérivé 22 dans BAD ORIGNAL COPY 71 40540 . 2 ' 2115184 lequel est logée la soufflant» 11, entoure la partie amont du carter 21# Le carénage 22 est porté par le carter 21 au moyen d'une couronne d'aubes de guidage de sortie .. Le moteur à turbine à gaz;à soufflante.carénée 10 est suspendu à l'aile 5 24- d'un aéronef (non représenté) au mojjren d'un pylône 25 joint au carénage 22. ïïn montant 26, de profil aérodynamique, Ta du carter 21 au .pylône 25» Ce montant est creux et traverse par une pluralité de tubes auxiliaires 27, l'un d'eux, par exemple, pouvant servir à amener l'air de l'extrémité aval du compresseur haute pression à l'intérieur de l'aeronef pour contribuer à la pressurisation et/om au chauffage de 10 la cabitoe. Le carter 21 est équipé d'un écran pare-flammes dQ disposé circonféreit-ciellement entre l'appareillage de combustion 14 et le montant db» Cet écran est de forme incurvée et, de préférence, s'étend sur un arc dont les extrémités sous-tenr-dent un angle de 85° sur l'axe X—X du moteur 10. Cet écran est joint et porté rigir» 15 dement par le carter 21 au moyen de tout système d'assemblage convenable (non représente ) « La position et les dimensions de l'écran pare-flammes 28 sont choisies de façon qu'en cas de mauvais fonctionnement de l'appareillage de combustion 14 il empêche toute flamme s'échappant de ce dernier de venir toucher le montant 26 et/«a 20 le pylône 25 pendant ua laps de temps prédéterminé. On comprendra facilement que, si une flamme peut venir toucher, soit le montant 26-, soit le pylône 25, des dégâts importants peuvent en résulter rapidement et menacer la sécurité de l'aéronef. Ce laps de temps prédéterminé dépend évidemment de nombreux, facteurs. A titre indicatif, on peut dire que certaines stipulations officielles de sécurité exigent qu'un 25 tel écran doit être capable d'empêcher les flammes provenant de la chambre de combustion 14 d'arriver en contact avec le montant 26 ou le pylône 25 pendant plus d« deux minutes. ■ La figure 2 représente une coupe transversale de l'écran pare-flammes £8. On voit qu'il se compose d'une feuille 30 de métal réfractaire dont les deux faces 50 sont revêtues d'un enduit anti-oxydant 31 destiné à empêcher l'oxydation de la feuille quand elle subit l'atteinte d'une flamme. La face de la feuille 30 opposée à celle exposée à l'attaque des flammes porte une couche isolante 3^ prise entre cette feuille et une autre feuille 33 servant de support. La feuille 30, la couche isolante 32,. et la seconde feuille 33, peuvent être réunies en un tout par tout 35 moyen adéquat (non représenté) tel que des brides pu des bandes de fixation jointes au carter 21. . ..vy» De préférence, la feuille 30 est'faite 4e-taptale-mais, elle peut être faite de tout autre"métal réfractaire tel que.jt niobium, molybdène, tungstène, chrome duetile, ou un quelconque de leurs alliages.- Pans le .cas où on utiliserait 40 le tantale pour la fabrication" de la' feuille 30*. celui-ci'devra.avoir le degré boiv» 71 40540 3 2115184 aal industriel de pureté, c'est-à-dire contenir au moins 99,5 ^ de tantalei L'enduit anti-oxydant 31 pourra tfcre, par exemple, un enduit d'un compose à base de siliciure tel que celui vendu dans le commerce sous le nom de "MEJRIDET" Cet enduit anti-oxydant 31 peut être appliqué sur la feuille 30 par un 5 des procédés ci-après : par immersion de la feuille dans une pâte liquide à base de silicone, par enduction.au pinceau ou au rouleau avec une telle pâte, par aspersion de la feuille au moyen d'une dispersion à base de silicone, ou par aspersion à la flamme ou au plasma avec la pâte ci-dessus. Ces opérations sont suivies d'un traitement de diffusion par le vide, à haute température, de l'enduit transformant le com-10 posant silicone en composant siliciure de l'enduit. D'autres enduits anti-oxydants peuvent être utilisés, tels qu'un enduit d'alumine répandu à la fl.jnme et recouvert d'un vernis (ou glaçage) de verre à haute température, le verre étant répandu sur 1'alumine préalablement déposée dans une dispersion d'aérosol, puis cuit. L'enduit anti-oxydant pourra également être une pt-15 te liquide de poudre d'aluminium dans un solvant organique qu'on laisse «'oxyder au cours d'un traitement de diffusion. L'enduit anti-oxydant pourra encore être une couche de recouvrement d'un alliage d'hafnium contenant 20 à 27 $ en poids de tantale. Dans ce cas, la feuille 30 sera prise entre deux couches de cet alliage d'épaisseur 0,40 ma chacune. Quand un écran de ce genre est attaque par les flammes, la couche 20 d'alliage s'oxyde et forme une couche protectrice. Un autre genre d'enduit anti-oxydant «era constitué par un enduit d'un alliage d'aluminium et d'étain appliqué sous forme de pâte liquide dans un solvant organique puis diffusé à haute température® ITa tel enduit contiendra, de préférence, des quantités essentiellement égales en poids d'aluminium et d'étain. 25 L'épaisseur de l'enduit anti-oxydant pourra être comprise entre 0,025 bm et 0,40 ma* La couche isolante 32 pourra être composite et comporter, par exemple, une première couche 34, adjacente à la feuille 30, en matière telle que celle vendue dans le commerce sous le nom de "HICRO-BESTOS" et qui contient des fibres d'amiante impré» 30 gnées de résine phénolique, et une seconde couche 35, placée entre la première couche 34 et la couche 33 déjà mentionnée, en matière telle que celle vendue dans le commerce sous le nom de "MICRO-QUARTZ" et qui se compose d'un feutre comprenant au moins 98 t de fibres de silice. La feuille 33 pourra être en acier0 Dans un mode de réalisation d'un écran pare-flammes selon l'invention, la 35 feuille 30 était une feuille de tantale de 0,6 mm d'épaisseur, la couche 34- était uae couche de "MICR0-BKST0S" de 3 ami d'epaisseur, la couche 35 était une couche de "MICRO-QUARTZ" de 12,5 mm d'epaisseur, et la feuille 33 était une feuille d'acier de 1,25 am d'épaisseur. An cours d'un essai, on a soumis l'écran pare-flammes ainsi constitué à l'attaque d'une flamme à une température de 2.000° K dirigée perpendicu-40 'làirement à sa surface" s au beat de-trois minutes vingt- secondes un petit trou avait 71 40540 4 2115184 été percé par 1s flamme dans l*écran. Pour protéger contre les endosmagements matériels l'enduit anti—oxydant 31 recouvrant la face de la feuille 30 exposé® à 1 ' attaque de la flamme, on peut la recouvrir d'une feuille métallique mince (non représentée) en n'importe quelle ma— 5 tière convenableo Biem que l'écran pare-flammes 30 ait été décrit en relation avec un auteur à turbine à gaz à soufflante carénée, on comprendra qu'il peut s'appliquer à n'importe quel moteur à turbine à gaz» C'est ainsi, que, ai un tel moteur est monté dans le fuselage de l'aeronef, l'écran entourera compléteront l'appareillage de c«b~ 10 bastion» Le principe fondamental sera donc de placer l'écran entre l'appareillage de combustion et cette partie de l'aéronef qui doit être protégée» Bien qu'on ait représenté les deux faces de la feuille 30 recouvertes d'un enduit anti-oxydant 31» il est évident que, dans certaines circonstances, seule la face de la feuille exposee aux flammes sera enduite» 71 40540 5 2115184 REÏSiœiCAîIOES 1 « Ecran pare-flammes pour moteur à turbine à gaz, caractérise en ce qu'il comprend une feuille de métal refractaire dont au moins la faee exposée à 1*attaqua des flammes est enduite d'une matière empêchant 1'oxydation de la feuille, l'autre 5 face étant recouverte d'une couche isolante. d* Ecran pare-flammes selon la revendication f, caractérisé en ee que la matière constituant ledit enduit est un composé à base de siliciure* 3. Ecran pare-flammes selon la revendication 1, caractérise en ce que la matière constituant ledit enduit est *n enduit d'alumine» 10 4. Ecran pare-flammes selon la revendication 1t caractérisé en ee que la matière constituant ledit enduit est une couche d'un alliage à base d« iiafniuma 5» Ecran pare-flammes selon la revendication 4, caractérisé en ce que ledit alliage à base de hafnium contient un certain pourcentage en poids de tantale» 6. Ecran pare-flammes selon la revendication 1, caractérise en ce que la 15 matière constituant ledit enduit est un enduit d'un alliage d'aluminitm et d'étain» 7» Ecran pare-flammes selon la revendication 6, caractérisé en ce que la matière constituant ledit enduit contient des quantités essentiellement égales en poids d'aluminium et d'étain» 8. Ecran pare-flammes selon une des revendications 1 à 7, caractérisé en 20 ce que ladite couche isolante comprend une première couche d'une matière contenant de 1'amiante et me seconde couche d'une matière contenant du quartz. 9. Ecran pare-flammes selon une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il comporte une autre feuille, ladite couche isolante étant prise entre ladite feuille de métal refractaire et ladite autre feuille. 25 10. Ecran pare-flammes selon la revendication 9» caractérisé en ce que la dite autre feuille est -une feuille d'aciero 11» Ecran pare-flammes selon une des revendication» t à 10, caractérisé en ce que ledit métal réfractaire est du tantale, du niobium, du molybdène, du tungstène ou du chrome ductile; ou un alliage d'un quelconque de ces métaux réfrac-30 tairea» 12. Moteur à turbine à gaz renfermant un compresseur, un appareillage de combustion et une turbine, caractérisé en ce qu'un écran pare-flammes selon une des revendications t à Î1 est disposé entre ledit appareillage de combustion et les parties de l'aéronef à protéger» 35 13. Moteur à turbine à gaz selon la revendication 12, comportant en outre une soufflante montée dans un carénage et des organes de montage comprenant un montant traversant le canal délimité par ledit carénage, caractérisé en ce que ledit écran pare-flammes est disposé entre ledit appareillage combustion et ledit montant pour protéger ce dernier» 71 40540 6 2115184 14* Moteur à turbine à gaz selon la revendication 13, caractérisé en ce que ledit écran est incurvé et que ses extrémités sous-tendent un angle de 85° sur l'axe du moteur.