Brevet FR2560643A1 — publié le 19850906

TUYERE DE POUSSEE CoeflBINEE POUR PELOTEURS A REACTION, EN PARTICULIER POUR STATOREACTEURS-FUSRES. L'invention se rapporte à une tuyère de poussée combinée pour les moteurs à réaction, en particulier pour les statoréacteurs-fusées, qui comportent une chambre de combustion commune pour le régime de démarrage et pour le régime de croi- sidère, cette tuyère présentant une plus petite section transversale pour le régime de démarrage et une plus grande section transversale pour le régime de croisière. Dans le cas d'un statoréacteur-fusée selon le brevet américain 3 086 359, pour faire varier les sections transversales de la tuyère de poussée, d'une part, pour le régime de démarrage et, d'autre part, pour le régime. de croisière, il est connu d'utiliser une tuyère double sous la forme d'une tuyère de poussée centrale plus petite pour le démarrage et d'une tuyère de poussée coaxiale plus grande pour le régime de croisière. En pareil cas, la tuyère de poussée de démarrage installée au centre est maintenue à l'aide d'une tige de traction s'étendant vers l'avant et dont l'extrémité avant est fixée sur la cellule du missile. par l'intermédiaire d1un élément structurel.A la fin de la phase de démarrage, cet élément structurel est arraché par explosif après quoi la tige de traction avec la tuyère de poussée i démarrage est éjectée vers l'arrière sous l'effet de la pression dynamique engendrée. Les missiles entraînés par statoréacteurs-fusées représentent en général des engins perdus. On s'efforce donc de les fabriquer à un coût aussi faible que possible. Or, la tuyère de poussée, en tant qu'élément de construction soumis à d'importantes contraintes thermiques et en raison des exigences imposées quant à l'exactitude de sa configuration du point de vue de la mécanique des fluides, représente un produit cher. Par ailleurs, une tuyère de poussée, restant en arrière sous forme d'élément de cqnstkuction intégral après la phase de démarrage, constitue, du fait de sa masse considé- rable, un danger non négligeable pour l'avion porteur sui veur, pour autant que le missile est lancé par un avion. Avec un propulseur du type précité, l'invention a par conséquent pour objet de mettre au point une tuyère de poussée combinée de structure relativement simple qui soit en mesure de remplir parfaitement sa double fonction aussi bien de tuyère de démarrage que de tuyère de croisière et ne constitue,en outre,aucun danger pour les avions suiveurs. Ce résultat est atteint selon l'invention par le fait que la tuyère combinée pour le régime de démarrage est réalisée sous la forme d'une tuyère annulaire munie d'une enveloppe et d'un corps d'étranglement central qui est éjecté à la fin de la phase de démarrage pour transformer la tuyère de démarrage en une tuyère de croisière de section transversale plus grande ou entière. Dans un mode de réalisation de l'invention, le corps d'étranglement central, en avant de l'extrémité arrière renforcée,est fixé à une tige de traction dirigée vers l'avant dans le sens longitudinal et prend appui,sans raccordement fixe,dans l'enveloppe de la tuyère par l'intermédiaire d'étriers de maintien disposés répartis sur sa périphérie, l'extrémité avant de la tige de traction comportant pour sa fixation sur le corps du propulseur ou sur une cloison transversale de celui-ci, une tête de fixation ou une vis de fixation qui contient une charge explosive qui est allumée au début du régime de croisière. Dans un autre mode de réalisation de l'invention, le corps d'étranglement central est rempli d'une charge explosive qui n'est allumée (avec temporisation) qu'après l'allumage de la charge explosive, prévueà l'extrémité avant de la tige de traction, de la tête de fixation. L'invention apporte comme avantage qu'il suffit d'une seule enveloppe pour former le contour extérieur de la tuyère de démarrage de même que de la tuyère de croisière et que le corps d'étranglement central est relativement facile à fabriquer et, en tant qu'élément de construction à éjecter, reste inoffensif pour les avions suiveurs en rai son de sa désintégration. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description d'un mode de réalisation pris comme exemple, mais non limitatif, et illustré par le dessin annexé, sur lequel: - la figure 1 représente pendant la phase de démarrage la zone arrière d'un missile qui est entraîné par un statoréacteur-fusée - la figure 2 représente le propulseur pendant le fonctionnement par statoréacteur ou régime de croisière. Le statoréacteur-fusée comprend pour l'essentiel une chambre de précombustion 1 renfermant un propergol soli de pour la production de gaz riche en combustiblesqui s"é- coulent par une conduite de gaz 3 dans une chambre de postcombustion 4 dans laquelle est installée une charge propulsive solide 5 pour le démarrage avec bilan oxygène équilibré et dans laquelle débouchent plusieurs canaux d'entrée d'air 6. A l'extrémité de la chambre de postcombustion 4 est prévue une tuyère de poussée combinée qui se compose d'une enveloppe extérieure 7 et d'un corps d'étranglement central 8. Celui-ci et l'enveloppe 7 forment ensemble une tuyère annulaire RD en tant que tuyère de démarrage de plus petite section transversale. Le corps d'étranglement central 8 prend appui sans raccordement fixe sur l'enveloppe 7 de la tuyère au moyen de plusieurs étriers de maintien 9 placés sur sa périphérie et repose devant l'extrémité arrière renforcée 10 sur une tige de traction 11 dont l'extrémité avant traverse une cloison transversale 12 de la cellule 13 du missile. Ici est montée une vis de fixation 14 qui contient une charge explosive 15. La couche de revêtement 8a du corps d'étranglement central 8 est réalisée en matériau précontraint thermiquement, en particulier en verre ou en céramique,et son noyau 8b est réalisé en matériau de construction léger. A l'intérieur du noyau 8b est installée une charge explosive 8c. Pour l'absorption des contraintes de traction, des fibres de carbone ou des fils d'acier sont incorporés à la tige de traction (non représentés). La figure 1 représente le statoréacteur-fusée pendant la phase de démarrage, la charge propulsive de démarrage 5 brûlant alors. Les gaz propulsifs GS produits dans la chambre de postcombustion 4 s'écoulent à l'atmosphère en traversant la tuyère annulaire RD servant de tuyère de démarrage et en produisant la poussée. A la fin du régime de démarrage, après combustion de la charge propulsive 5, la charge explosive 15 est allumée et détruit la vis de fixation 14 de sorte que la tige de traction 11 et par conséquent aussi le corps d'étranglement 8 sont expulsés vers l'arrière par la pression engendrée par l'air dynamique L s'écoulant à l'intérieur. Simultanément, la charge propulsive de croisière 2 est allumée et ses gaz B riches en combustible s'écoulent également dans la chambre de combustion 4 maintenant libre où ils réagissent avec l'oxygène de l'air dynamique L. Les gaz brûlés G s'écoulent alors à l'atmosphère en produisant la poussée et en traversant la tuyère de croisière ND de section transversale agrandie ou entière (figure 2). REVENDICATIONS 1.- Tuyère de poussée combinée pour les moteurs à réaction, en particulier pour les statoréacteurs-fusées qui comportent une chambre de combustion commune pour le régime de démarrage et pour le régime de croisière, cette tuyère présentant une plus petite section transversale pour le régime de démarrage et une plus grande section transversale pour le régime de croisière, caractérisée par le fait que la tuyère combinée pour le régime de démarrage est réalisée sous la forme d'une tuyère annulaire RD munie d'une enveloppe (7) et d'un corps d'étranglement central (8) qui est éjecté à la fin de la phase de démarrage pour transformer la tuyère de démarrage en une tuyère de croisière (MD) de section transversale plus grande ou entière. 2.- Tuyère de poussée combinée selon la revendication 1, caractérisée par le fait que le corps d'étranglement central (8) ,en avant de l'extrémité arrière renforcée, est fixé à une tige de traction (11) dirigée vers l'avant dans le sens longitudinal et prend appui, sans raccordement fixe, dans l'enveloppe (7) de la tuyère par l'intermédiaire d'étriers de maintien (9j disposés répartis sur sa périphérie, l'extrémité avant de la tige de traction (11) compor tant, pour sa fixation sur le corps (13) du propulseur ou sur une cloison transversale (12) de celui-ci, une tête de fixation ou une vis de fixation (14) qui contient une charge explosive (15) qui est allumée au début du régime de croisière. 3.- Tuyère de poussée combinée selon les revendications 1 et 2, caractérisée par le fait que le corps d'étran- glement central (8) est rempli d'une charge explosive (8c) qui n'est allumée (avec temporisation) qu'après l'allumage de la charge explosive (15), prévue à l'extrémité avant de la tige de traction, de la tête de fixation ou de la vis de fixation (14). 4.- Tuyère de poussée combinée selon 1'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée par le fait que le corps d'étranglement central (8) et la tige de traction (11) sont réalisés en un matériau précontraint thermiquement, en particulier en verre ou en céramique, et que la tige de traction (11i est armée de fibres de carbone ou de fils d'acier disposées dans le sens longitudinal.