Brevet FR2515265A1 — publié le 19830429

Entrée d'air supersonique en demi-corps de révolution pour k''spuïseurs a' reaction, notamment pour moteurs-fusées du type statoréacteur à propergols solides La présente invention concerne -une entrée d'air supersonique en demi-corps de révolution, avec obstacle semiconique, pour propulseurs à réaction, notamment pour moteursfusées du type statoréacteur à propergols solides sans régulation mécanique du débit d'entrée d'air ni du courant de poussée pour la propulsion de missiles et aréronefs guidables, une fente d'air qui est enjambée par un soc, ou éperon, de -couche limite laissant passer le courant de couche limite du missile ou de l'aéronef étant placée entre la surface de base de ladite entrée d'air, ou de l'obstacle,et le contour extérieur, voisin, dudit missile ou avion et un dispositif d'éjection d'air étant installé dans la région du flux, ou veine, rectiligne échappé, et oscillant en va-et-vient, dans l'état de fonctionnement sous-critique. Dans les avions se déplaçant avec des nombres de Mach en vol élevés, le diffuseur supersonique convertit en énergie de pression la forte énergie cinétique de l'air affluant en détruisant la vitesse de ce dernier. Dans les propulseurs du type statoréacteur, le diffuseur supersonique est seul à assumer cette tâchez L'air ainsi comprimé est ensuite utilisé en air de combustion dans la chambre prévue a cet usagez Le phénomène dénommé "ronflem-ent" dans le langage t-echnique s'est avéré constituer une perturbation particulière de l'entrée d'air dans les diffuseurs supersoniques. Cette perturbation se présente dans le domaine de fonctionnement fortement "sous-critique".Dans ces circonstances, le flux de compression vertical déja migré jusque devant le bord avant du canal d'entrée ne trouve pas de position stable et oscille en déséquilibre de-ci, de-là. Cela conduit à de fortes variations de pression dans l'écoulement et, par suite, à une réduction considérable de la pression moyenne et du débit d'air. En raison des inconvénients particuliers que le ronflement entraine, il aut absolument, éviter cet état de fonctionnement anormal. On y parvient souvent déjà en ne plaçant pas le point d'application au point de fonctionnement critique théoriquement favorable, mais en le transférant quelque peu à l'intérieur de la zone surcritique. Normalement, l'entrée d'air fonctionne là de façon stable avec une faible résistance d'entrée et un gain de pression suffi- samment élevé. Un moyen particulier pour emrecher, même dans des situations de vol exceptionnelles, le redoutable ronflement en toute certitude dans des entrées d'air supersoniques pour moteurs-fusées du type statoréactèur consiste, comme l'expose la demande de brevet allemand DE-OS 28 01 119, à ménager sur ou dans le corps d'obstacle semi-conique des ouvertures ou fentes de sortie d'air dans la zone où le flux de compression vertical échappé dans l'état de fonctionnement fortement souscritique se trouve provisoirement et oscille de-ci, de-là. L'écoulement de la couche limite dans la zone précitée du diffuseur d'entrée, ou du corps d'obstacle, située directement devant le plan d'entrée de l'air stabilise là le flux de compression échappé et empeche par conséquent le ronflement0 Les ouvertures de sortie de ce dispositif d'ejection débouchent en direction de la fente de couche limite, et le soc de couche est dtabii en sorte que la pression dans ladite fente de couche limite soit inférieure à celle qui règne sur la surface du corps d'obstacle, c'est-à-dire derrière le premier flux de compression, mais soit au moins inférieure à celle que l'on observe derrière le flux de compression vertical échappé, en arrière duquel le courant de sortie a alors lieu. Mais, à côté de ces avantages particuliers quant à la stabilisation du flux de compression échappé, le dispositif d'éjection connu présente aussi un certain inconvénient résidant dans le fait que les débits d'air relativement importants qui se produisent dans le cas de fonctionnement sous-critique sont soumis à deux reprises à une deviation brusque de 900, la première fois lors de leur entrée dans le dispositif d'éjection, la seconde fois à leur sortie du corps d'obstacle en direction de la fente de couche limite : cette' double deviation cause des résistances d'éeoulement élevées et conduit par suite à des pertes de puissance.En cas d'utilisation dlun coin-obstacle creux adapté à la pression, la surface de sortie disponible en direction de la fente de couche limite pour les grands débits d'air a'cjection est étroitement limitée. Afin d'éviter cet inconvénient, l'invention a pour objet une entrée d'air supersonique dans laquelle des relativements grands débits d'air d'éjection soient acheminés avec le moins de perte possible en aval du dispositif d'éjection. Cette entrée d'air supersonique est caractérisée par le fait qu'au dispositif d'éjection d'air sont assemblées au moins deux tôles semi-coniques de guidage d'air obliques vers l'arrière en direction d'écoulement, à savoir une tôle avant à la limite avant du dispositif d'éjection et une tôle arrière à la limite arrière, ainsi qu'éventuellement d'autres tôles de guidage intermédiaires, qui forment des canaux de guidage d'air à partir desquelles des ouvertures de décharge dans le fond de obstacle semi-conique conduisent à l'intérieur de la partie arrière du soc de couche limite. Le guidage selon l'invention de l'air d'éjection offre cet avantage que lors de son entrée dans le dispositif d'éjection et lors de sa sortie du corps d'obstacle, cet air n'a besoin d'être dévié que d'environ 45G et que de plus, du fait de ce guidage oblique vers l'arrière, on dispose d'une plus grande surface d'entrée vers l'intérieur du soc de couche limite, car celui-ci s'élargit vers l'arrière en forme de coin, L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description détaillée d'un mode de réalisation pris comme exemple non limitatif et illustré schématiquement par le dessin annexé, sur lequel la figure 1 est une vue de cssté d'une entrée d'air supersonique en demi-corps de révolution selon ladite invention pendant l'état de fonctionnement sous-critique la figure 2 est une vue de dessus de cette entrée d'air la figure 3 est une vue en perspective de la même entrée d'air, également pendant l'état de fonctionnement souscritique. L'entree-d'air représentée se compose essentiellement d'un corps d'obstacle semi-conique 1 et d'une enveloppe d'entrée d'air 2 dont l'arôte-avant 2a détermine le plan d'entrée E. Pour ménager le courant-de couche limite.SG à fortes pertes qui rogne entre le missile 3 et le côté inférieur U du fond de l'entrée d'air, ou du fond la du corps d'obstacle 1, il est établi dans la fente de couche limite G un soc de couche limite 4. Un dispositif d'éjection 5 est installé sur le corps d'obstacle 1, devant le plan d'entrée E, dans la zone en laquelle le flux rectiligne échappé Stg se trouve pendant l'état de fonctionnement sous-critique0 Ce dispositif se compose de plusieurs canaux de guidage d'air 6 dirigés obliquement vers carrière et lue bas qui sont limités par des tôles semiconiques de guidage d'air 7.Les tôles de guidage d'air 7 prises deux à deux se rattachent chaque fois, si l'on remonte le courant, à'une rangée de trous d'éjection 8 dans une.tôle de recouvrement 9 et conduisent à des rangées disposées en fléches d'ouvertures de sortie 10 dans le fond la du corps d'obstacle 1e L'air éjecté ÂL parvient par ces ouvertures de sortie 10 à l'intérieur du soc de couche limite 4, d'où il s'écoule vers l'arrière0 Sur la figure 3, on n'a représenté, pour plus de clarté, que deux tôles de guidage dlair 7, la première 7a et la dernière 7xo L'avantage particulier des canaux de guidage d'air 6 réalisés obliquement vers l'arrière pour l'air d'éjection AL réside dans le fait que le soc de couche limite 4 va en s'élargissant vers l'arrière, si bien que l'on dispose, dans la zone située derrière le dispositif direction 5 dune plus grande surface pour la disposition d'ouvertures de sortie 10 directement sous le dispositif d'éjection 5o À cela s'ajoute l'avantage que, comme on l'a déjà dit, l'air d'éjection AL, ou le courant d'éjection, n'est dévié deux fois que relativement peu, cela aussi bien lors de l'entrée dans le dispositif d'éjection 5 que lors du passage à l'intérieur du soc de couche limite 40 REV}ND ICsT ION Entrée d'air supersonique en demi-corps de révolution, avec obstacle semi-conique, pour propulseurs à réaction, notam,nent pour moteurs-fusées du type stato-réacteur à proper gols solides sans régulation mécanique du débit d'entrée d'air ni du courant de poussée pour la propulsion de missiles et aéronefs guidables, une fente d'air qui est-enjambée par un soc, ou éperon, de couche limite laissant passer le courant de couche limite du missile ou de l'aéronef étant placée entre la surface de base de ladite entrée d'air, ou de l'obstacle, et le contour extérieur, voisin, dudit missile ou avion et un dispositif d'éjection d'air étant lnstalld dans la région du flux, ou veine, rectiligne échappé, et oscillant en va-et-vient, dans l'état de fonctionnement sous-critique, entrée d'air caractérisée par le fait qu'au dispositif d'éjection d'air (5) sont assemblées au moins deux tôles semi-coniques de guidage d'air (7) obliques vers l'arrière-en direction d'écoulement, à savoir une tole avant (7a) à la limite avant du dispositif d'éjection (5), une tôle arrière (7x) à la limite arrière, ainsi qu'éden tuellement d'autres tôles de guidage d'air (7) intermédiaires, qui forment des canaux de guidage d'air (6) à partir desquels des ouvertures de décharge (10) dans le fond (la) de l'obstacle semi-conique (1) conduisent à l'intérieur de la partie arrière du soc de couche limite (4).