Brevet FR2125473A1 — publié le 19720929

L'invention concerne un groupe motopropulseur à réaction du type axial comportant une soufflante mûe par une turbine à gaz chauds, la soufflante et la turbine étant réunies coaxialement en une roue mobile. A l'aide de soufflantes de ce genre, on peut obtenir d'une manière tout-à-fait générale, en comparaison des résultats fournis par un 7et de gaz chauds seulement, une augmentation considérable de la poussée ainsi qu'une diminution de l'agressivité du jet. Ces soufflantes trouvent par suite une utilisation avant tout en tant que groupes motopropulseurs sustentateurs ainsi qu'en tant que commandes à forte poussée pour les avions a faible rayon d'action ou analogues. On connait déjà de nombreuses variantes de groupes motopropulseurs à réaction du type décrit. Dans une forme de réalisation, les aubes de la turbine à gaz chauds sont posées en tant qu'aubes à lames en pointe sur la couronne d'aubes de la soufflante (System General Electric). Toutefois, ce mode de construction présente l'inconvénient que le jet de gaz chauds extérieur, annulaire, vient directement en contact avec l'air ambiant au repos, de sorte que, dans la zone de mélange du jet de gaz chauds avec l'air ambiant, il se produit, d'une manière connue, des champs de turbulence qui donnent naissance à des bruits considérables. Dans un autre type de construction connu, les aubes de soufflante forment inversement un prolongement radial des aubes de turbine se trouvant à l'intérieur. La chambre de combustion est logée dans ce cas dans la zone secondaire. Mais, en raison de la longueur que nécessite la chambre de combustion, il n'est pas possible d'obtenir une construction plate. En outre, un inconvénient d'un mode de construction de ce genre réside en ce que la zone de mélange pour le mélange interne des gaz chauds et des gaz froids est très courte, de sorte que, dans le cas d'une utilisation comme groupe motopropulseur sustentateur, l'érosion au sol produite par la partie non mélangée des gaz chauds est encore très forte.Un prolongement de la zone de mélange, qui dans ce cas pourrait apporter un remède, représente une augmentation de la depense pour la construction et en particulier un poids de construction plus grand et une longueur de construction plus grande. L'invention a pour but de créer un groupe motopropulseur à réaction du type indiqué au début, qui permette d'obtenir, pour une faible dépense de construction, une meilleure réduction du bruit et en même temps un bon mélange intime de l'air de la soufflante avec le jet de gaz chauds. Ce problème est résolu, conformément à l'invention, du fait que la soufflante se compose de deux couronnes d'aubes, la première couronne d'aubes étant disposée radialement à l'intérieur de la couronne d'aubes de la turbine et la seconde couronne d'aubes étant disposée radialement à l'extérieur de la couronne d'aubes de la turbine. On obtient, grâce à cette disposition, d'une manière surprenante, deux effets, à savoir : d'une part, une réduction du bruit du jet du à ce qu'il existe par rapport à l'environnement un écran complet forme par un rideau intérieur et par un rideau extérieur d'air froid; d'autre part, une augmentation de la zone de mélange entre l'air froid et l'air chaud, provenant de ce que le jet de gaz chauds est en contact suivant sa surface intérieure et suivant sa surface extérieure avec une partie du courant de soufflante divisé en deux courants distincts. Grâce à la formation en trois parties de l'ensemble du jet, il est possible de donner à ce dernier un profil favorable pour la réduction du bruit, le courant extérieur d'air froid, par exemple, ayant une vitesse de sortie relativement faible. Dans un exemple de réalisation de l'invention, l'ensemble de roue mobile est supporté contre une entretoise porteuse disposée transversalement au-dessus du canal commun d'écoulement. Cette entretoise porteuse isolée ne prend qu'une partie relativement faible de la surface de section droite du canal, de sorte que les pertes d'amenée peuvent être maintenues faibles. I1 est prévu en outre, suivant l'invention, que cette entretoise porteuse corresponde dans une large mesure à la conduite d'amenée des gaz chauds, de sorte que le canal d'écoulement du groupe moto-propulseur ne se trouve pas rétréci d'une manière exagérée. La description ci-après et les dessins annexés représentent un exemple de réalisation de l'invention, dessins dans lesquels - La figure 1 représente une vue en plan d'une roue mobile dans laquelle sont réunies la turbine et la soufflante. - La figure 2 représente une coupe faite à travers la roue mobile de la figure 1, suivant la ligne Il-Il de la figure 1. La roue mobile 1, représentée sur les figures, est disposée dans une enveloppe 2 qui forme un canal d'écoulement commun 3 pour toutes les couronnes d'aubes. Une entretoise porteuse 4, traversant diamétralement le canal d'écoulement, présente un pivot 5 sur lequel la roue mobile est supportée de manière à pouvoir tourner. La roue mobile 1 se compose d'une turbine 6 ainsi que d'une soufflante dispose coaxialement à la turbine. La soufflante est constituée de son côté par deux couronnes d'aubes : la première couronne d'aubes 8 est disposée à l'intérieur de la couronne d'aubes de la turbine, tandis que la seconde couronne d'aubes 9 est disposée à l'extérieur de la couronne d'aubes de la turbine. L'amenée des gaz chauds pour la turbine est assurée au moyen d'un tuyau d'amenée 10 et d'un tuyau distributeur 11. L'air chaud, qui est amené au moyen des tuyaux distributeurs, met en mouvement la roue mobile 1, de sorte que les deux couronnes d'aubes 8 et 9 aspirent de l'air ambiant et lui communiquent une accélération dans la direction de l'écoulement. Le jet de gaz sortant, à trois composantes, comprend une partie extérieure constituée par de l'air froid, une partie médiane constituée par des gaz chauds et une partie intérieure constituée par de l'air froid. En raison de la double surface de contact du courant d'air froid avec le jet de gaz chauds, il existe une zone de mélange ayant une grande surface, de sorte qu'on obtient un jet de gaz d'échappement qui est homogène et qui a une vitesse et une température relativement faibles. La couronne extérieure d'aubes 9 peut être conçue d'une manière telle que la surface limite extérieure du courant d'air froid, en contact avec l'air ambiant non troublé, ait une très faible vitesse, de telle sorte que soient évitées de cette manière des turbulences et par suite une indésirable production de bruit. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation décrit ci-dessus et représenté, à partir duquel on pourra prévoir d'autres modes et d'autres formes de réalisation, sans pour cela sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 10) Groupe motopropulseur à réaction du type axial comportant une soufflante mue par une turbine à gaz chauds, la soufflante et la turbine étant réunies coaxialement l'une par rapport à l'autre en une roue mobile, groupe caractérisé en ce que la soufflante se compose de deux couronnes séparées d'aubes, la première couronne d'aubes étant disposée radialement à l'intérieur de la couronne d'aubes de la turbine et la seconde couronne d'aubes étant disposée radialement à l'extérieur de la couronne d'aubes de la turbine. 20) Groupe motopropulseur à réaction suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la vitesse de sortie au bord de la couronne extérieure d'aubes est plus petite que la vitesse de sortie hors de la turbine. 30) Groupe motopropulseur à réaction suivant les revendications 1 et 2, caractérisé en ceque l'ensemble de roue motrice est supporté sur une entretoise porteuse placée transversalement au-dessus du canal d'écoulement commun. 40) Groupe motopropulseur à réaction suivant les revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il existe un recouvrement étendu entre l'entretoise porteuse et la conduite pour l'amenée de gaz chauds à la turbine.