Brevet FR2627808A1 — publié le 19890901

L'invention est relative aux ensembles propulseurs comportant au moins un statoréacteur. L'invention est également relative à des procédés de mise en oeuvre de ces ensembles propulseurs. On sait que, pour qu'un ensemble propulseur comportant au moins un statoréacteur entre en fonctionnement, il faut qu'il soit amené à une vitesse à partir de laquelle puisse s'établir une poussée suffisante du moteur aérobie du statoréacteur. En général, cette vitesse est obtenue en munissant l'ensemble propulseur d'au moins un moteur-fusée auxiliaire, dans la plupart des cas largable une fois que la vitesse requise est atteinte. Ce moteur-fusée fonctionne généralement avec un propergol solide. Pour améliorer la compacité de ensemble propulseur, on a déjà proposé un agencement consistant à loger le moteur-fusée dans la chambre de combustion du moteur aérobie du statoréacteur. Dans un tel agencement, le bon fonctionnement de l'ensemble propulseur dépend essentiellement de la phase de transition entre la propulsion par le moteur-fusée et la propulsion par le moteur aérobie du statoréacteur. Jusqu'à ce jour, on réalisait cette transition en prévoyant, - d'une part, des moyens d'obturation obturant la ou les entrées d'air du moteur aérobie pendant la propulsion par le moteurfusée, et dégageant (généralement après éjection) la ou les susdites entrées d'air pour permettrel'entrée en fonctionnement du moteur aérobie, - et, d'autre part, des moyens d'éjection provoquant l'éjection de la tuyère du moteur-fusée en fin de combustion du propergol solide. On s'est alors aperçu que des problèmes importants se posaient, - pour la réalisation des moyens d'obturation, - pour la réalisation des moyens d'éjection, - et surtout pour l'élimination rapide des résidus du propergol et de l'inhibiteur entourant ce propergol; En effet, la présence des résidus du propergol et de son inhibiteur, dans la chambre de combustion du moteur aérobie du statoréacteur, risque de se traduire, lors de l'allumage du statoréacteur, par une combustion accrue par l'air admis. Cette combustion engendre une surpression dans la chambre de combustion, surpression qui peut provoquer un pompage de la ou des entrées d'air, entraînant un soufflage de la combustion dans le statoréacteur et/ou la destruction pure et simple de l'ensemble propulseur. Pour remédier à ces inconvénients, l'ensemble propulseur conforme à l'invention comporte au moins un statoréacteur à moteur aérobie et un moteur-fusée à propergol solide abrité dans la chambre de combustion du susdit moteur aérobie, et il est caractérisé par le fait que le propergol solide du moteur-fusée est entouré d'une enveloppe extérieure agencée, notamment en ce qui concerne sa composition et sa constitution, pour, d'une part, jouer le rôle d'inhibiteur du propergol, et, d'autre part, jouer le rôle de structure résistante pouvant transmettre des forces axiales et pouvant subir des déformations à composantes radiales et/ou axiales. On conçoit alors qu'une telle disposition permet de réaliser rapidement et facilement l'éjection des résidus de propergol et de son enveloppe grâce aux déformations que peut subir l'envelop- pe notamment au niveau de la tuyère du moteur aérobie. Cette éjection peut s'effectuer - par traction exercée sur l'enveloppe par l'éjection de la tuyère du moteur-fusée, - par poussée exercée par le ou les obturateurs obturant la ou les entrées d'air du moteur aérobie, - par poussée exercée sur l'enveloppe par l'écoulement d'air éta bli par l'ouverture des obturateurs. Selon un premier mode de mise en oeuvre, on peut déclencher les opérations suivantes - éjection de la tuyère du moteur-fusée, ce qui provoque la dé compression de la chambre de combustion dudit moteur-fusée, - extraction, par la tuyère éjectée, de l'enveloppe exterieure et des résidus du propergol, - ouverture du ou des obturateurs qui sont chassés par la pression d'air amont et/ou entraînés par l'enveloppe extérieure de la quelle ils peuvent être rendus solidaires, - allumage du moteur aérobie du statoréacteur. Selon un autre mode de mise en oeuvre, oil peut déclencher les opérations suivantes - éjection de la tuyère du moteur-fusée, ce qui provoque la dé compression de la chambre de combustion dudit moteur-fusée, - ouverture du ou des obturateurs qui sont chassés par la pression d'air amont ou qui s'ouvrent sous l'action de moyens commandés, - extraction de l'enveloppe extérieure et des résidus du proper gol par action de poussée du ou des obturateurs qui, en outre, provoque l'écrasement de ladite enveloppe extérieure, --allumage du moteur aérobie du statoréacteur. Selon encore un autre mode de mise en oeuvre, on peut déclencher les opérations suivantes - ouverture du ou des obturateurs provoquée, en fin de combustion du propergol, par la différence entre la pression d'air amont et la pression du gaz de combustion aval ou par l'action de mo yens commandés, - début de l'écrasement de l'enveloppe extérieure et des résidus du propergol, - éjection de la tuyère du moteur-fusée, ce qui contribue à pro voquer i'extraction de l'enveloppe extérieure déjà écrasée et poussée par le ou les obturateurs, - allumage du moteur aérobie du statoréacteur. Quel que soit le mode de réalisation de l'invention, et quel que soit son mode de mise en oeuvre, on constate que l'on amortit, et que même l'on peut éviter, les chocs entre le ou les obturateurs (ou des fragments d'obturateur) et les parois de la chambre de combustion et de la tuyère du moteur aérobie du statoréacteur. L'invention consiste, mises à part les dispositions dont il vient d'être question ci-dessus, en certaines autres dispositions qui s'utilisent de préférence en même temps et qui seront décrites ci-après. L'invention pourra, de toute façon, être bien comprise à l'aide du complément de description qui suit, ainsi que des dessins ci-annexés, lesquels complément et dessins sont relatifs à un mode de réalisation préféré de l'invention et ne comportent, bien entendu, aucun caractère limitatif. La fig. 1, de ces dessins, est une coupe longitudinale schématique d'un ensemble propulseur établi conformément à un mode de réalisation préféré de l'invention. Les fig. 2 à 13 sont des schémas de cet ensemble propulseur fonctionnant suivant divers modes de mise en oeuvre. L'ensemble propulseur selon l'invention comporte, comme mon-. tré sur la fig. 1, un statoréacteur 1. Ce statoréacteur 1 est essentiellement constitué par un réservoir de combustible 2 et plusieurs manches d'amenée d'air 3. Sur la fig. 1, on a représenté uniquement la partie arrière du réservoir de combustible 2 et seulement deux manches d'amenée d'air 3 sont visibles. Ce réservoir de combustible 2 est disposé en avant d'une chambre de combustion aérobie 4, se terminant par une tuyère 5. Le combustible est délivré en amont de cette chambre de combustion aérobie 4 par des conduits 6, généralement disposés dans chacune des manches d'amenée d'air 3, juste en amont de leur débouché 3a dans la chambre de combustion aérobie 4. Un dispositif d'allumage 7 du moteur aérobie du statoréacteur 1 est disposé dans au moins une des manches d'amenée d'air. 3, en amont du conduit 6 délivrant le combustible dans la manche considérée. Dans la chambre de combustion aérobie 4 du statoréacteur i se trouve logé un moteur-fusée 8 à propergol solide 9 et comportant une tuyère 10. Le propergol solide 9 du moteur-fusée 8 est entouré d'une enveloppe extérieure 11 agencée, notamment en ce qui concerne sa composition et sa constitution, pour, - d'une part, jouer le rôle d'inhibiteur du propergol 9, - et, d'autre part, jouer le rôle de structure résistante pouvant transmettre des forces axiales et pouvant subir des déformations à composantes radiales et/ou axiales. Des obturateurs 12 sont prévus au niveau des débouchés 3a des manches d'amenée d'air 3. Ces obturateurs 12 peuvent être rendus solidaires de ltenvelop- pe extérieure Il (par exemple par collage). Mais ces obturateurs 12 peuvent aussi être agencés (notamment en leur faisant comporter des zones frangibles) pour céder lorsqu'une différence de pression critique s'exerce sur eux dans le sens amont-aval. Enfin, il est possible de prévoir des obturateurs 12 dont l'ouverture est provoquée par des moyens de commande appropriés (non représentés car bien connus de l'homme de l'art). En ce qui concerne l'enveloppe extérieure 11, elle peut être solidaire, ou au contraire ne pas être solidaire, de la tuyère 10 du moteur-fusée 8. Cette tuyère 10 est solidaire de la chambre de combustion aérobie 4 du statoréacteur 1 et des moyens d'éjection (non représentés car bien connus de l'homme de l'art) sont prévus pour assurer sa désolidarisation de l'extrémité aval de la susdite chambre de combustion. Selon le mode de mise en oeuvre illustré sur les fig. 2 à 5, on déclenche les opérations suivantes - on agit sur les moyens d'éjection de la tuyère 10 du moteur fusée 8, ce qui provoque, d'une part, sa désolidarisation de l'extrémité aval de la chambre de combustion 4 du statoréac teur 1 et son éjection vers l'arrière, et, d'autre part, une chute très rapide (décompression) de la pression dans la chambre de combustion 13 du moteur-fusée 8 (fig. 2), - la tuyère 10 ainsi éjectée entraîne l'extraction de l'enyeloppe extérieure 11 et des résidus imbrûlés du propergol 9 (fig. 3), - les obturateurs 12 s'ouvrent automatiquement car ils sont alors chassés par la pression d'air en amont et, lorsque ces obturateurs 12 sont solidaires de l'enveloppe extérieure 11, ils sont aussi entraînés par ladite enveloppe ; cette ouverture peut également être assistée par le déclenchement des moyens de commande asso ciés aux obturateurs 12 (fig. 4), - on procède alors à l'allumage de la chambre de combustion aero bie 4 du statoréacteur 1 (fig. 5). Selon le mode de mise en oeuvre illustré sur les fig. 6à 9, on déclenche les opérations suivantes - on agit sur les moyens d'éjection de la tuyère 10 du moteurfusée 8, ce qui provoque, d'une part, sa désolidarisation de l'extrémité aval de la chambre de combustion 4 du statoréacteur 1 et son éjection vers l'arrière, et, d'autre part, une chute très rapide (décompression) de la pression dans la chambre de combustion 13 du moteur-fusée 8 (fig. 6), - les obturateurs 12 s'ouvrent automatiquement car ils sont alors chassés par la pression d'air en amont ; cette ouverture peut également être assistée par le déclenchement des moyens de commande associés aux obturateurs 12 (fig. 7), - ltenveloppe extérieure 11 ainsi que les résidus imbrûlés du propergol 9 sont extraits par action de poussée des obturateurs 12 qui, en outre, provoque l'écrasement de ladite enveloppe extérieure 11 (fig. 8), - on procède alors à l'allumage de la chambre de combustion aérobie 4 du statoréacteur 1 (fig. 9). Selon le mode de mise en oeuvre illustré sur les fig. 10 à 13, on déclenche les opérations suivantes - les obturateurs 12 s'ouvrent automatiquement car ils sont chassés, en fin de combustion du propergol 9, par la différence entre la pression d'air amont et la pression du gaz de combustion aval ; cétte ouverture peut également être assistée par le déclenchement des moyens de commande associés aux obturateurs 12 (fig. 10), - on constate alors l'écrasement de l'enveloppe extérieure 11 et des résidus imbrûlés du propergol 9 (fig. 11), - on agit sur les moyens d'éjection de la tuyère 10 du moteurfusée 8, ce qui contribue à provoquer l'extraction de l'enveloppe extérieure 11 déjà écrasée et poussée par les obturateurs 12 (fig. 12), - on procède alors à l'allumage de la chambre de combustion aérobie 4 du statoréacteur 1 (fig. 13). Le premier des modes de mise en oeuvre décrits ci-dessus implique que l'enveloppe extérieure 11 et la tuyère 10 du moteurfusée 8 soient solidaires. Dans le cas du troisième mode de mise en oeuvre décrit cidessus, l'enveloppe extérieure 11 peut ne pas être solidaire de la tuyère 10 du moteur-fusée 8. Dans le deuxième mode de mise en oeuvre, on a supposé que l'enveloppe extérieure 11 n'était pas solidaire de la tuyère 10 du moteur-fusée 8, alors que dans le troisième mode de mise en oeuvre on a supposé que l'enveloppe extérieure 11 était solidaire de la tuyère 10 du moteur-fusée. En ce qui concerne l'enveloppe extérieure 11, elle peut être renforcée par un tissu continu cs par des bandes de tissu disposées longitudinalement, les renforts étant incorporés à l'inhibiteur. Si cette enveloppe extérieure 11 est solidaire de la tuyère 10 du moteur-fusée 8, ces renforts servent de point d'attache sur ladite tuyère 10. Comme il va de soi, et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes d'application et de réalisation qui ont été plus particulièrement envisagés ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes. REVENDICATIONS 1. Ensemble propulseur à statoréacteur comportant au moins un statoréacteur (1) à moteur aérobie et un moteur-fusée (8) à propergol solide abrité dans la chambre de combustion du susdit moteur aérobie, caractérisé par le fait que le propergol solide (9) du moteur-fusée (8) est entouré d'une enveloppe extérieure (11) agencée, notamment en ce qui concerne sa composition et sa constitution, pour, d'une part, jouer le rôle d'inhibiteur, et, d'autre part, jouer le rôle de structure résistante pouvant transmettre des forces axiales et pouvant subir des déformations à composantes radiales et/ou axiales. 2. Ensemble propulseur selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le moteur-fusée (8) comporte une tuyère (10) solidaire de l'extrémité aval de la chambre de combustion et des moyens d'éjection pour assurer sa désolidarisation de ladite extrémité aval. 3. Ensemble propulseur selon la revendication l ou 2, caractérisé par le fait qu'un ou des obturateurs (12) sont prévus au niveau du ou des débouchés (3a) de la ou des manches d'amenée d'air (3) dans la chambre aérobie du moteur-fusée (8). 4. Ensemble propulseur selon la revendication 3, caractérisé par le fait que ce ou ces obturateurs (12) peuvent être rendus solidaires de l'enveloppe extérieure il) . 5. Ensemble propulseur selon la revendication 3, caractérisé par le fait que ce ou ces obturateurs (12) peuvent être agencés pour céder lorsqu'une différence de pression critique s'exerce sur eux dans le sens amontaval. 6. Ensemble propulseur selon la revendication 5, caractérisé par le fait que ce ou ces obturateurs (12) comportent des zones frangibles. 7. Ensemble propulseur selon la revendication 3, caractérisé par le fait que ce ou ces obturateurs (12) sont actionnés par des moyens de commande provoquant leur ouverture. 8. Ensemble propulseur selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait que. l'enveloppe extérieure (11) est solidaire de la tuyère, (10) du moteur-fusée (8). 9. Ensemble propulseur selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait que l'enveloppe extérieure (11) n'est pas solidaire de la tuyère (10) du moteur-fusée (8). 10. Procédé de mise en oeuvre de l'ensemble propulseur selon la revendication 8, caractérisé par le déclenchement des opérations suivantes - éjection de la tuyère (10) du moteur-fusée (8), ce qui provoque la décompression de la-chambre de combustion (13) dudit moteur-fusée (8), - extraction, par la tuyère (10) éjectée, de l'enveloppe extérieure (11) et des résidus du propergol, - ouverture du ou des obturateurs (12) qui sont chassés par la pression d'air amont et/ou entraînés par l'en veloppe extérieure (11) de laquelle ils peuvent être rendus solidaires, - allumage du moteur aérobie (4) du statoréacteur (1). il. Procédé de mise en oeuvre de l'ensemble propulseur selon la revendication 9, caractérisé par le déclenchement des opérations suivantes - éjection de la tuyère (10) du moteur-fusée (8), ce qui provoque la décompression de la chambre de combustion (13) dudit moteur-fusée (8), - ouverture du ou des obturateurs (12) qui sont chassés par la pression d'air amont ou qui s' ouvrent sous l'action de moyens commandés, - extraction de l'enveloppe extérieure (11) et des rési dus du propergol (9) par action de poussée du ou des obturateurs (12) qui, en outre, provoque l'écrasement de ladite enveloppe extérieure (11), - allumage du moteur aérobie (4) du statoréacteur (1). 12. Procédé de mise en oeuvre de l'ensemble propulseur selon la revendication 8 ou 9, caractérisé par le déclenchement des opérations suivantes - ouverture du ou des obturateurs (12) provoquée, en fin de combustion du propergol (9), par la différence entre la pression d'air amont et la pression de gaz de combustion aval ou par l'action de moyens commandés, - début de l'écrasement de l'enveloppe extérieure (11) et des résidus du propergol (9), - éjection de la tuyère (10) du moteur-fusée (8), ce qui contribue à provoquer l'extraction de l'enveloppe ex térieure (11) déjà écrasée et poussée par le ou les obturateurs (12), - allumage du moteur aérobie (4) du statoréacteur (1).