Brevet FR2134168A1 — publié le 19721208

La présente invention concerne les producteurs de poussée tels que les réacteurs double-flux conçus pour être utilisés notamment pour la propulsion et/ou la sustentation d'un aérodyne. Dans le domaine des propulseurs à réaction, on a déjà proposé des producteurs de poussée dans lesquels une trompe est disposée autour du jet principal issu de la tuyère d'éjection d'un générateur de fluide sous pression tel qutun réacteur de façon à augmenter la poussée totale de ce dernier. En effet, le fluide contenu dans la trompe est entrainé par frottement par le jet principal issu de la tuyère d'éjection et engendre de ce fait une poussée supplémentaire dirigée dans le même sens que celle du jet principal. La présente invention vise essentiellement un perfectionnement à ce type de producteur de poussée de façon à en accrot- tre le rendement. Plus précisément, le principal objet de l'invention est d'améliorer le rendement de la trompe équipant un tel type de producteur de poussée en prévoyant des moyens susceptibles d'augmenter la turbulence du jet principal à l'entrée de la trompe de façon à augmenter ainsi le rendement de cette dernière et par là, celui de l'installationO A cette fin, le producteur de poussée selon l'invention qui est du type comportant une trompe disposée autour du jet principal issu d'une tuyère d'éjection alimentée par un générateur de fluide sous pression, est caractérisé en ce que une ogive est disposée dans le jet principal au voisinage de la partie centrale de la trompe et comporte sur sa paroi un ensemble d'orifices de commande conçus, lorsqu'ils sont alimentés en fluide sous pression, pour engendrer un ensemble correspondant de jets secondaires susceptibles d'évaser le jet principal en décollant ce dernier des parois de l'ogive, des moyens étant prévus pour que lesdits orifices soient alimentés de façon périodique en fluide sous pression. Avec une telle disposition, on conçoit que la partie du jet principal disposée en aval des orifices de commande est soumise à un effet de battement périodique, le jet principal étant tantôt "collé" à la paroi de l'ogive, tantôt "décollés de cette dernière pour prendre une forme plus évasée. Un tel battement périodique du jet entrasse d'une part un accroissement de la turbulence du jet au niveau de l'entrée de la trompe ce qui améliore le mélange des flux effectué à ce niveau0 D'autre part, l'éva- sement périodique du jet principal permet un entratnement du fluide contenu dans la trompe non plus par frottement mais en quelque sorte par compression, ce qui augmente le rendement de la trompe, De plus, la turbulence et l'évasement du jet principal garantissent un meilleur mélange à l'intérieur de la trompe et par là un écoulement plus uniforme vers l'arrière de cette dernière au niveau du diffuseur ce qui augmente llefficacité de ce dernier. Selon un mode de réalisation préférentiel de l'invention, les moyens, prévus pour que les orifices de commande soient alimentés de façon périodique en fluide sous pression, comportent un passage de fluide reliant lesdits orifices de commande à au moins un orifice récepteur débouchant sur la paroi de l'ogive en aval desdits orifices de commande. Âvec une telle disposition, on comprend que les moyens précités définissent une alimentation de contre-réaction imposant au jet principal un régime de battements périodiques auto-entretenus dont la fréquence dépend notamment des caractéristiques en longueur et volume du passage de fluide précité, Deux modes de réalisation sont donnés à titre d'exemples non limitatifs dans la description qui va suivre et qui se réfère aux dessins ci-annexés dans lesquels - la figure 1 est une vue schématique partiellement en coupe d'un producteur de poussée selon l'invention, - la figure 2 est une vue schématique avec coupes et arrachements partiels d1un autre mode de réalisation utilisant deux générateurs de fluide sous pression jumelés et, - la figure 3 est une vue en bout du producteur de poussée représenté à la figure 2. Sur la figure 1, on a représenté un producteur de poussée plus particulièrement conçu pour fonctionner en milieu ga zeux de façon à assurer la production de forces sustentatrices et/ou propulsives d'un aérodyne (non représenté). Sur la figure 1, la référence 10 désigne un générateur de fluide sons pression tel qu'un réacteur d'un type classique alimentant en fluide sous pression une buse déjection formant tuyère 12. Une trompe classique de forme annulaire convenable 14 est disposée autour du jet principal issu de la buse 12 légèrement en aval de cette dernière. Une ogive de révolution 16 est disposée dans le jet principal au voisinage de la partie centrale de la trompe 14 sensiblement coaxialement à cette dernière de telle sorte que le jet principal prend une forme annulaire, en épousant les parois de l'ogive 16. L'ogive 16 présente sur sa partie avant voisine de la buse 12 un ensemble d'orifices de commande 18 débouchant sensiblement normalement à la paroi de l'ogive 16. Dans le mode de réalisation représenté, les orifices 18 sont agencés de façon à définir une fente de commande située dans un plan sensiblement perpendiculaire à la direction générale du jet principal et sont alimentés par un passage de fluide réalisé sous forme de canaux 20 reliés à des orifices récepteurs formant capteurs de pression 22 débouchant sur la partie médiane de la paroi de l'ogive 16 située en aval des orifices de commande 18. La partie arrière 24 de l'ogive 16 est profilée de façon à définir un diffuseur avec la surface interne annulaire 26 de la trompe 14, surface qui, dès lors, peut être simplement de forme cylindrique. En aval de la trompe 14, on peut prévoir une ou plusieurs trompes annulaires supplémentaires classiques telle que la-trompe 28 représentée en traits pointillés sur la figure 1 et disposée autour du jet sortant de la trompe 14. Le fonctionnement du générateur de poussée décrit ciaessus est le suivant Le réacteur 10 engendre à la sortie de la buse d'éjection 12 un jet principal dirigé vers le bord d'attaque de l'ogi- ve 16 sur les parois de laquelle il tend à rester "collé". Le fluide contenu dans la trompe 14 est entraSné par frottement par le jet principal vers la partie arrière formant diffuseur de la trompe 14. Lorsque le jet principal est ainsi "collé" à la paroi de l'ogive, les orifices récepteurs formant capteurs de pression 22 reçoivent un flux gazeux dont la pression totale (statique et dynamique) est relativement élevée et alimente de ce fait les canaux 20 reliés aux orifices de commande 18 avec la partie du fluide sous pression qu'ils ont prélevé. Les orifices 18 engendrent alors un ensemble correspondant de jets auxiliaires qui devient le jet principal en le "décollant N de la paroi de l'ogive 16.Le jet principal prend alors une forme évasée et tend notamment à venir se "coller" sur la paroi intérieure 26 de la trompe 14. Lorsque le jet principal est dans cette position déviée, les orifices récepteurs 22 ne reçoivent plus qu'un flux gazeux à pression relativement faible et cessent dès lors d'ali- menter en fluide sous pression les orifices de commande 18. L'annulation qui en résulte des jets secondaires permet au jet principal de "coller" de nouveau sur les parois de ltogive 16 et le cycle recommence. Une telle alimentation périodique en fluide sous pression des orifices 18 par le circuit de contre-réaction défini par les capteurs 22 et les canaux 20 soumet ainsi le jet principal issu de la buse 12 à un effet de battement rythmique autoentretenu dont la fréquence, comme cela sera aisément compris par le technicien, dépend notamment de la longueur et du volume interne du passage de contre-réaction défini par les canaux 20 reliant les orifices récepteurs 22 aux orifices de commande 18. Un tel battement périodique du jet principal augmente considérablement sa turbulence à l'entrée de la trompe ce qui améliore le mélange des flux au niveau de ltentrée de la trompe. De plus, l'évasement rythmique du jet principal introduit un effet d'entraînement par compression du fluide contenu dans la trompe 14 dont le rendement se trouve, de ce fait, accru. La combinaison de l'effet de turbulence et de l'évasement introduit enfin au niveau de la partie arrière formant diffuseur de la trompe 14 une amélioration du mélange et, par là, un écoulement plus uniforme du fluide vers l'arrière de la trompe. Par ailleurs, les déviations périodiques du jet principal s'accompagnent de variations de pression correspondantes qui se propagent en amont de la trompe 14 de telle sorte que cette dernière et éventuellement la trompe supplémentaire 28 se trouvent alimentées par un jet à flux pulsé ce qui tend à améliorer encore leur rendement. oour toutes ces raisons, le rendement de la trompe- 14 se trouve notamment accru vis à vis de celui des trompes classiques. Le réglage de la poussée du producteur de poussée représenté à la figure 1 peut se faire en changeant le point de fonctionnement du générateur de fLuide sous pression 10. On peut également envisager de modifier, d'une façon connue en soi, la section de sortie de la buse d'éjection 12. Dans ce cas, il est avantageux de prévoir des moyens (non représentés) permettant de déplacer axialement l'ogive 16 par rapport à la buse 12 de façon à permettre à l'ogive de jouer un rôle de régulation dans le fonctionnement du générateur de poussée. Le générateur de poussée décrit ci-dessus peut fonctionner en milieu gazeux ou liquide. Sur le dispositif de la figure 1, l'ogive 16 est de révolution et est disposée coaxialement à la trompe 16 qui est ellemême de forme annulaire. Néanmoins, on comprendra que la forme de l'ogive et/ou de la trompe peuvent être différentes de celle représentée de façon à être adaptée à tel ou tel cas particulier. Le mode de réalisation représenté aux figures 2 et 3 re- présente un producteur de poussée dont la principale originalité, vis à vis du mode de réalisation décrit ci-dessus, consiste à utiliser deux générateurs jumelés de fluide sous pression identiques. Les éléments de ce producteur de poussée identiques ou similaires à ceux décrits ci-dessus en référence au mode de réalisation de la figure 1 seront désignés par les mêmes références numériques. Dans ce deuxième mode de réalisation, la trompe 14 a la forme d'un anneau allongé ou aplati, dans la partie centrale duquel est disposée l'ogive 16 de forme également aplatie de façon à définir un espace annulaire commun pour les deux jets principaux issus des buses d'évacuation respectives 12 des deux générateurs de fluide sous pression jumelés 10o Dans ce mode de réalisation, l'ogive 16 est creuse.de telle sorte que le passage 20 reliant les orifices récepteurs 22 aux orifices de commande 18 est défini par le volume interne de ogive creuse 16. Le mode de réalisation de la figure 2 fonctionne exactement de la même façon que le mode de réalisation décrit plus .haut en référence à la figure 1. REVEND 10 AT IONS 1. Producteur de poussée comportant une trompe disposée autour du jet principal issu d'une tuyère d'éjection alimentée par un générateur de fluide sous pression, caractérisé en ce qu'unie ogive est disposée dans le jet principal au voisinage de la partie centrale de la trompe et comporte sur sa paroi un ensemble orifices de commande conçus, lorsqu'ils sont alimentés en fluide sous pression pour engendrer un ensemble correspondant de Jets secondaires susceptibles d'évaser le jet principal en "décollant" ce dernier des parois de l'ogive, des moyens étant prévus pour que lesdits orifices de commande soient alimentés de façon périodique en-fluide sous pression0 2.Producteur de poussée selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens* prévus pour que les orifices de commande soient alimentés de façon périodique en fluide sous pression, se composent d'au moins un passage de fluide reliant lesdits orifices de commande à au moins un orifice récepteur débouchant sur la paroi de ogive en aval desdits orifices de comman de, Producteur de poussée selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que lesdits orifices de commande sont disposés c8te à côte de façon à définir une ou plusieurs fentes 8 8étendant dans un plan sensiblement perpendiculaire à la direction du jet principal. 4. Producteur de poussée selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que des moyens sont prévus pour permettre de modifier la position de l'ogive par rapport à la tuyère0 50 Producteur de poussée selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce outil comporte au moins une trompe supplémentaire disposée autour du jet sortant de la trompe précitée. 6. Producteur de poussée selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'ogive présente dans sa partie située en aval des orifices de commande une partie profilée. 7o Producteur selon l'une des revendications 2 à 6, caractérisé en ce que l'ogive est creuse, le volume interne de l'ogive définissant le passage de fluide précité0