Brevet FR2502246A1 — publié le 19820924

La présente invention concerne un moteur à turbine à gaz et son système associé d'admission d'air, et en particulier un système d'admission d'air approprié à séparer les matières particulaires flottant dans l'air de l'air pénétrant dans le moteur. Les moteurs à turbine à gaz équipant les aéronefs sont très exposés aux dommages résultant de leur ab- sorption de matières particulaires flottant dans l'air. C'est en particulier le cas des moteurs à turbine à gaz équipant des hélicoptères du fait que ces aéro- nefs doivent souvent opérer à faible altitude dans des conditions o les matières particulaires sont pré- sentes en grandes quantités Un procédé pour réduire la quantité de matière parti- culaire flottant dans l'air absortée par les moteurs à turbine à gaz d'hélicoptères est de prévoir un con- duit s'étendant sur une partie de la structure de l'hélicoptère et dans lequel un courant d'air est engendré par une pompe électrice entrainée par le flux d'échappement du moteur. En un certain point de la longueur du conduit, un second conduit fait com- muniquer le premier conduit avec la partie d'admission du moteur. Le tout est disposé de façon que toute matière p&rticulaire aspirée dans le premier conduit en parcoure toute la longueur et soit chassée avec le flux d'échappement du moteur au lieu d'être attirée dans le second conduit, donc dans l'admission d'air du moteur. Mais la configuration du système d'ad- mission d'air est en général telle que certains frag- ments de matière particulaire de grandes dimensions risquent de tomber dans le second conduit par la pe- santeur. Etant donné ce risque, le débit d'air dans le prerier conduit doit être assez fort pour que ces gros fragments de matière particulaire soient entrai- nos par le courant d'air et évitent le second conduit. Or un tel débit d'air n'est pas souhaitable en raison de la puissance requise pour l'entretenir. La présente invention a pour objet de réaliser un mo- teur à turbine à gaz et son système associé d'admis- sion d'air dans lequel le débit d'air parcourant le premier conduit pourra être réduit sans augmenter la quantité de matière particulaire absorbée par le mo- teur. Le moteur à turbine à gaz et son système associé d'ad- mission d'air selon la présente invention comprend un moteur à turbine à gaz, un premier conduit d'extension générale horizontale approprié à être parcouru par l'air, un organe approprié à engendrer un courant d'air dans ledit premier conduit, un second conduit joignant une partie du premier conduit à l'admission d'air du moteur à turbine à gaz, une partie au moins de l'air parcourant ledit premier conduit pendant le fonction-- nement du moteur étant dirigée, par ledit second con- duit, vers ladite admission d'air dudit moteur à tur- bine à gaz, ledit second conduit étant joint audit premier conduit en un point tel que l'air transporté rar ledit second conduit provienne d'une zone du pre- mier conduit située à sa partie verticalement supé- rieure. De préférence, ledit moteur à turbine à gaz et ledit premier conduit dudit système d'admission d'air sont juxtaposés de façon que la plus grande partie dudit premier conduit soit placée verticalement au dessus de la plus grande partie dudit moteur à turbine à gaz. Ledit organe approprié à engendrer un courant d'air dans ledit premier conduit pourra comporter une pompe éjectrice entraînée, pendant le fonctionnement du moteur, par le flux d'échappement dudit moteur à tur- bine à gaz. Ledit premier conduit dudit système D'admission d'air pourra être pourvu d'une entrée d'air faisant face à l'avant. L'invention est décrite ci-après en détail en se ré- férant à un exemple préféré, non limitatif, de réali- sation représenté sur les dessins annexés dans les- quels: - la figure 1 est une vue de côté, en coupe partielle, d'un moteur à turbine à gaz et de son système asso- cié d'admission d'air, conforme à la présente inven- tion; et - la figure 2 est une vue en bout, en direction de la flèche A de la figure 1; montrant l'emplacement d'u- ne partie du système d'admission d'air par rapport au cockpit d'un hélicoptère équipé de deux moteurs à turbine à gaz et de leurs systèmes associés d'ad- mis^ion d'air, conformes à la présente invention. Le moteur â turbine à gaz 10, représenté à la figure 1, est l'un de deux moteurs semblables montas cOte-à-c8te, rar des moyens non représentés, dans la partie supé- rieure du fuselage d'un hélicoptère 11. Chacun de ces deux moteurs 10 est associé à un système d'admission d'air 12 approprié à séparer les matières particulai- res flottant dans l'air de l'air pénétrant par l'en- trée d'air 13 du moteur 10. Comme la conformation et le mode de fonctionnement -es deux systèmes d'admis- sion d'air sont semblables, seul le système 12, repré- senté à la figure 1, sera décrit. Le système d'admission d'air 12 comprend un conduit allongé 14, s'étendant dans un sens général horizon, tal, logé dans le fuselage de l'hélicoptère 11 et comportant une entrée d'air 15 dirigée vers l'avant. Les deux entrées d'air avant 15 des deux systèmes d'admission d'air 12 sont visibles sur la figure 2 montrant, en coupe transversale, leur position par rappozt au cockpit 16 de l'hélicoptère 11. Le conduit 14 et le moteur 10 sont juxtaposés de façon que la plus grande partie de ce-conduit soit placée verticalement au dessus de la plus grande partie dudit moteur. Toutefois, l'extrémité aval 16 du conduit 14 s'évase pour prendre la forme d'un diffuseur 17 entou- rant la tuyère d'échappement 18 et la rallonge 19 du moteur 10 de façon à former ensemble une pompe éjec- trice 20. Donc, lorsque le moteur fonctionne, le flux d'éc.appement du moteur 10 actionne la pompe à- jectrice 20 laquelle engendre alora un courant d'air dans le conduit 14, courant d'air qui sera chassé dans l'atmn.osphère par la rallonge 19. On devra toutefois noter que, dans certaines circons- tances, des moyens autres qu'une pompe éjectrice en- traînée par le flux d'échapperi.ent du:oteur courront être utilisés pour engendrer un courant d'air dans le co u _it 14 Le conduit 14 et l'entrée d'air 13 du moteur 10 sont joints par un second conduit 21. Plus spécifiquement, le second conduit joint l'entrée d'air 13 du moteur à une partie du premier conduit 14 située assez peu en aval de l'entrée d'air 15 du premier conduit et placée dan. la partie verticalement supérieure dudit premier conduit 14. Par conséquent, l'air pénétrant dans l'entrée d'air 13 du moteur 10 provient de ladite partie verticalement supérieure de ce premier conduit. Si l'air pénétrant dans le premier conduit 14 véhicule des matières particulaires, le courant d'air parcou- rant ce premier conduit 14 tend à faire passer ces matières particukaires par ledit premier conduit 14 de &orte lue l'air pénétrant dans le second conduit 21 se trouvera essentiellement libre de telles matières. Après avoir parcouru le premier conduit 14, les ma- tieres particulaires se ont chassées dans l'atmosphère par la rallonge 19. Le système d'admission d'air 12 selon la présente in- vention présente deux avantages importants sur un sys- tème d'admission d'air dans lequel, au contraire, l'air destiné au moteur es:t prélevé sur l'air parcou- rant la partie verticalement inférieure du premier conduit 14. Dans ce second système, si l'air entrant o Dar l'entrée d'air 15 du premier conduit véhicule des matières particulaires lourdes, telles que de la glace arrachée du fuselage de -'hélicoptère, ces matières chemrine,ont le long de la partie verticalement iné- rieure du premier conduit 14 es seront chassées par la rallonge 19.Donc, avec un système d'admission d'air Mont le second conduit prend l'air dans la par- tie verticalement inférieure du premier conduit, les matières articulaires lourdes auront tendance à tom- ber dans le second conduit, donc dans l'entrée d'air 13. Pour neutraliser cette tendance, il est indis- pensable d'augmenter le débit d'air dans le premier conduit et par conséquent d'accroître le travail que doit fournir le moteur 10 pour actionner la pompe é- jectrice 20. Le second avantage découle de ce que l'air pénétrant par l'entrée d'air 15 du premier conduit, outre qu'il véhicule des matières particulaires, présente en outre fréquemment une couche limite d'air qui est passé sur des parties échauffées de l'hélicoptère 11, telles que son carter d'engrenages. Cette couche limite d'air tend à s'accumuler dans la zone verticalement inférieure du premier conduit 14 et se trouve ainsi entraînée dans l'entrée d'air 13 du moteur 10 si l'air destiné au moteur est prélevé dans ladite zone infé- rieure. Comme la couche limite est faite d'air é- chauffé, cet air sera visiblement néfaste au fonc- tionnement efficace du moteur 10. On devra donc pré- voir un Quelconque déflecteur de couche limite pour annihiler la couche limite chaude après sa pénétra- tion dans le premier conduit 14. Mais comme dans le 25022 46 système d'admission d'air 12 selon la présente inven- tion l'air destiné au moteur 10 est prélevé dans la zone verticalement supérieure du premier conduit 14, un tel déflecteur de couche limite est inutile. REVENDICATIONS 1. ioteur à turbine à gaz et son système associé d'admission d'air, comprenant un moteur à turbine à gaz,-un premier conduit d'extension générale horizontale approprié à être parcouru par l'air, un organe approprié à engendrer un courant d'air dans ledit premier conduit, un second conduit joignant une partie du premier conduit à l'entrée d'air du moteur à turbine à gaz, une partie au moins de l'air parcourant ledit premier conduit pendant le fonctionnement du moteur étant dirigée, pjar ledit second conduit, vers ladite entrée d'air dudit moteur à turbine à gaz, caractérisé en ce que ledit second conduit (21) est joint audit premier conduit (14) en un point tel que l'air transporté par ledit second conduit (21) provienne d'une zone du premier conduit (14) située à la partie verti- calement supérieure dudit premier conduit. 2. Mioteur à turbine à gaz et son système associé d'admission d'air selon la Revendication 1, carac- térisé en ce que ledit moteur à turbine à gaz (10) et ledit premier conduit (14) dudit système d'ad- mission d'air sont juxtaposés de façon que la plus grande partie dudit premier conduit (14) soit pla- cée verticalement au dessus de la plus grande par- tie dudit moteur à turbine à gaz (10). 3. Moteur a turbine à gaz et son système associé d'admission d'air selon une quelconque des Reven- dications 1 ou 2, caractérisé en ce que ledit or- Jane approprié à engendrer un courant d'air dans ledit premier conduit (1i) ce orte une pompe é- jectrice (20) entra.née, pendant le fonctionnement du moteur, par le flux d'échappement dudit moteur à turbine à gaz. 4. Moteur à turbine à gaz et son système associé d'admission d'air selon une quelconque des Reven- dications 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que ledit premier conduit (14) est pourvu d'une entrée d'air (15) faisant face à l'avant.