Brevet FR2112424A1 — publié le 19720616

La présente invention concerne les prises dtair de moteur à turbine à gaz. Selon la présente invention, une prise d'air pour moteur à turbine à gaz comporte un moyen pour modifier la section du passage, un moyen faisant varier les rapports de contraction et un moyen de prise d'air auxiliaire qui sont conçus pour être commandés simultanément par un moyen d'actionnement commun. De préférence, le moyen pour modifier la section de passage, le moyen faisant varier les rapports de contraction et le moyen de prise d'air auxiliaire comportent respectivement des jeux de volets coopérant les uns avec les autres. Le jeu de volets faisant varier les rapports de contraction constitue de préférence, en position de repos, la surface interne de l'embouchure de la prise d'air et ces volets sont montés de façon pivotante pour se déplacer radialement autour de leurs extrémités amont. Les volets qui font varier la section du passage constituent avantageusement, en position de repos, un prolongement de la paroi interne de la prise d'air et ils sont montés de façon à se déplacer en bloc en direction radiale, leurs extrémités amont recouvrant, dans toutes leurs positions, les extrémités aval des volets faisant varier les rapports de contraction. Les volets de la prise d'air auxiliaire forment de pré- férence, en position de repos, des parties périphériquement écartées de la paroi extérieure de la prise d'air et les extrémités amont de ces volets sont articulées pour permettre leur déplacement radial afin de dégager des ouvertures dans la paroi de la prise d'air, une structure rigide étant prévue entre les volets de prise d'air auxiliaire voisins. Les volets faisant varier le rapport de contraction sont actionnés par une pression qu'exercent sur eux les volets faisant varier la section de passage. Les volets faisant varier la section de passage et les volets CE prise d'air auxiliaire sont attelés de façon articulée pour se déplacer simultanément. Des moyens d'actionnement sont prévus pour manoeuvrer sélectivement l'ensemble des volets, ces moyens étant constitués par plusieurs mécanismes à vis et écrou reliés à des leviers coudés, les mécanismes d'entraînement à vis et écrou ainsi que les points d'appui des leviers coudés étant logés dans une structure fixe; les deux extrémités des leviers coudés sont accouplées respectivement aux écrous et aux volets faisant varier la section de passage. Avantageusement, les volets faisant varier le rapport de contraction sont sollicités par ressort dans leur position de repos. De préférence enfin, la prise d'air est conçue pour être associée coaxialement au carter de compresseur ou carter de ventilateur d'un moteur de propulsion à turbine à gaz. On décrira maintenant l'invention,à titre d'exemple non limitatif, en référence aux dessins schématiques annexés, dans lesquels - la figure 1 est une vue schématique d'un moteur à turbine à gaz; - la figure 2 est une vue axiale en perspective du moteur de la figure 1; - la figure 3 est une coupe partielle de la prise d'air du moteur à turbine à gaz de la figure 1; et - la figure 4 représente un détail d'une partie de la figure 3. A la figure 1, un moteur à turbine à gaz 10 comporte un générateur de gaz 12 central présentant un étage de pales de ventilateur 14nDntées coaxialement et à l'extrémité amont du générateur. Le ventilateur et le générateur sont logés dans un capotage 16 qui s'étend en amont du ventilateur 14 et aval du générateur 12. En cours de fonctionnement, le gaz du générateur 12 est éjecté par la tuyère 18 et se mélange avec l'air brassé par le ventilateur 14 et pulsé dans le canal 20, ensuite de quoi le mélange d'air de ventilateur et de gaz est évacué de la tuyère terminale 22 afin de fournir au véhicule la force de propulsion, le véhicule pouvant être un avion sur lequel serait monté le moteur 10. L'extrémité amont du moteur 10 présente une prise d'air 24 et si l'on se réfère aux figures 1 et 3, on voit que l'embouchure de la prise d'air est très mince afin de réduire la surface frontale du moteur et obtenir par conséquent une réduction de la trainée. Toutefois, l'utilisation d'une embouchure mince présente l'inconvénient de donner un rapport de contraction de l'embouchure également faible (par rapport de contraction, on entend le rapport des dimensions zA"/"B"). De ce fait, il se crée des zones ou poches de basse pression pour des vitesses de propulsion faibles de l'appareil et en cas de vent transversal comme indiqué en 28 à la figure 1. Aussi bien a-t-on prévu une série de volets 30 disposés de façon à former la surface interne de l'embouchure de prise d'air.Les volets sont montés de façon pivotante en 32 de façon à pouvoir basculer vers l'intérieur en direction de l'axe de la prise d'air en augmentant ainsi le rapport de contraction jusqu'à une valeur égale à A/C (voir figure 3), ce qui correspond pour l'embouchure à une forme en jupe de cloche qui permet à un vent latéral de s'écouler doucement, au lieu de se briser à partir du bord amont extreme de la prise d'air. Un autre avantage est obtenu grace à la diminution de la section de passage de la prise d'air, cet avantage consistant dans le fait que, pour des conditions de fonctionnement du moteur données, une diminution déterminée de la section de passage de la prise d'air aura pour résultat de permettre l'écoulement de l'air dans la prise d'air à une vitesse voisine du son, en empêchant ainsi la diffusion vers l'extérieur du bruit produit par le moteur. Afin de réduire la section du passage, la paroi interne de la prise d'air est constituée d'une série de volets 34 disposés de façon à se chevaucher mutuellement à la périphérie de la prise d'air. Les volets 34 sont suspendus, par leurs ex trêmités amont, aux extrémités de leviers coudés 36 correspondants.L'autre extrémité de chaque levier 36 est reliée à un écrou d'un mécanisme 38 à tige filetée et écrou qui est entraîné à son tour, par des moteurs pneumatiques 40 ou des systèmes similaires. Une rampe 42 pratiquée dans la structure fixe guide de façon positive l'écrou selon une trajectoire en arc de cercle autour de l'axe 44 du levier coudé 36. Ainsi, quand la vis 38 est entraînée en rotation par le moteur 40, l'écrou agit sur l'extrémité du levier coudé 36 en la faisant pivoter autour de l'axe 44 et, ce faisant, le levier exerce une poussée sur l'extrémité amont du volet 34 et le déplace vers l'intérieur en direction de l'axe de la prise d'air, ce qui réduit la dimension du passage de "B" à HCtl. Chacun des volets 34 se déplace de cette façon et comme ils chevauchent les volets 30, ils provoquent également le basculement de ceux-ci autour de l'ayez 32, ce qui fait que l'augmentation du rapport de constraction et la diminution de la section de passage sont obtenues simultanément. Le mouvement vers l'intérieur des volets 34 tel qu'il est décrit crée un décrochement 46 dans la paroi de la prise d'air qui pourrait provoquer, si on n'y prêtait attention, des turbulences dans le courant d'air, ce qui entraînerait une mauvaise distribution de l'air sur la face d'entrée du ventilateur ou compresseur. Pour remédier à l'effet de ce décrochement 46, on a prévu d'autres volets 48 cette fois dans la paroi extérieure de la prise d'air, ces volets étant distribués périphériquement et écartés les uns des autres, une structure fixe 50 se trouvant entre les volets adjacents. Les volets 48 sont reliés par des bielles 52 aux volets 34 correspondants et par des bielles 54 aux leviers coudés 36 associés. Ils sont en outre articulés à la structure fixe de la prise d'air par des articulations 56.Lorsque les volets 34 se déplacent vers l'intérieur, ils entraînent les volets 48 également vers l'intérieur grâce à leurs liaisons par bielles 52-54. Toutefois, les volets 48 pivotent autour des axes des articulations 56 et créent ainsi des prises d'air auxiliaires assurant une modification graduelle de la direction d'écoulement de l'air ambiant quand il passe sur les volets 48. Les extrémités aval des volets 34 présentent une forme leur permettant de coopérer avec les volets 48 pour constituer un profil aérodynamique pour l'air passant au-dessus et qui débouche finalement par l'intervalle 46 dans la prise d'air proprement dite en remplissant l'espace situé dans cette partie de la paroi de prise d'air tout en égalisant le courant d'air principal de la prise d'air et en lui communiquant une énergie supplémentaire. L'intervalle 46 peut être conçu de telle manière que pour un régime de fonctionnement donné du moteur, les prises d'air auxiliaires aussi bien que la prise d'air principale, fonctionnent en état d'étranglement afin d'empêcher ou réduire I'émission du bruit du moteur. On peut voir d'après ce qui précède qu'on orient simul tanément la commande de trois types de caractéristiques de la prise d'air grâce à un seul jeu de moyen de commande, à savoir le mécanisme à vis et écrou. REVENDICATIONS 1. Prise d'air pour moteur à turbine à gaz caractérisée en ce qu'elle comporte des volets pour faire varier la section de passage, des volets pour modifier les rapports de contraction et des volets de prise d'air auxiliaire conçus pour être actionnés simultanément par un moyen de commande commun. 2. Prise d'air selon la Revendication 1, caractérisée en ce que le jeu de volets pour modifier le rapport de contraction constitue, en position de repos, la surface intérieure de l'embouchure de la prise d'air, chaque volet etant monté de fa çon pivotante autour de son extrémité amont pour se mouvoir radialement par rapport à l'axe longitudinal de la prise d'air. 3. Prise d'air selon la Revendication 1, caractérisée en ce que le jeu de volets faisant varier la section de passage constitue, en position de repos, un prolongement de la paroi de prise d'air, chaque volet étant monté pour se déplacer d'un bloc radialement par rapport à l'axe longitudinal de la prise d'air, l'extrémité amont de chaque volet recouvrant, dans toutes les positions, l'extrémité aval du volet de modification du rapport de contraction qui lui correspond. 4. Prise d'air selon la Revendication 1, caractérisée en ce que le jeu de volets formant le moyen de prise d'air auxiliaire constitue, en position de repos, des parties périphériquement écartées de la paroi extérieure de prise d'air, l'extrémité amont de chaque volet étant articulée de façon à permettre un pivotement radial du volet par rapport à l'axe longitudinal de la prise d'air, de façon à dégager une ouverture correspondante dans la paroi de prise d'air, une structure rigide se trouvant entre les volets consécutifs de prise d'air auxiliaire. 5. Prise d'air selon la Revendication 3, caractérisée en ce que les volets modifiant le rapport de contraction sont actionnés par une pression qu'exercent sur euc les volets faisant varier la section de passage. 6. Prise d'air selon la Revendication 1, caractérisée en ce que chaque volet faisant varier la section de passage est relié à un volet correspondant de prise d'air auxiliaire pour qu'ils se déplacent simultanément. 7. Prise d'air selon la Revendication 1, caractérisée en ce que le moyen de commande commun est constitué par des mécanismes à tige filetée et écrou attelés à des leviers coudés, le mécanisme d'entraînement à tige filetée et écrou ainsi que les points d'appui des leviers coudés étant logés dans une structure fixe et les deux extrémités des leviers coudés étant reliées respectivement aux écrous et aux volets faisant varier la section de passage. 8. Prise d'air selon la Revendication 2, caractérisée en ce que les volets modifiant le rapport de contraction sont rappelés par ressort dans leur position de repos.