Brevet FR2672641A1 — publié le 19920814

DISPOSITIF DE POST-COMBUSTION A VOLETS PIVOTANTS DESCRIPTION L'invention se rapporte à un dispositif de post-combustion comportant en particulier des volets pivotants. Certains turboréacteurs sont munis de dispositifs de post-combustion par Lesquels une poussée supplémentaire peut être donnée dans certaines circonstances particulières, notamment au décollage de l'avion L'air parcourant le turboréacteur est séparé en amont du dispositif de post-combustion en une veine interne d'air chaud et une veine externe d'air froid concentrique à la précédente Des volets pivotants peuvent être employés dans les moteurs à double flux pour régler le taux de dilution aussi bien dans les cas de fonctionnement o la post-combustion est inactive que dans ceux o la post- combustion est allumée, généralement en modifiant les conditions ou les emplacements de confluence des deux veines. On peut citer comme art antérieur proche la demande de brevet français 88 00345 dans laquelle les volets pivotants ont pour double fonction de masquer ou de découvrir une rampe d'injection de carburant tout en créant dans ce dernier état une surpression qui permet de gaver en air froid des écopes qui dirigent cet air vers des bras radiaux d'injection de carburant qui traversent la veine interne. Les volets pivotants sont placés différemment dans l'invention et servent essentiellement à imposer un mélange presque total des deux veines dans les conditions de fonctionnement du turboréacteur o la post-combustion est éteinte. L'invention consiste donc en un dispositif de post-combustion comprenant deux veines concentriques, un flux d'air primaire s'écoulant dans la veine interne et un flux d'air secondaire s'écoulant dans la veine externe, des bras radiaux munis d'injecteurs de carburant qui s'étendent à travers la veine interne et des volets pivotants, caractérisé en ce que les volets sont aptes à prendre une position utilisable notamment en post-combustion o ils séparent les veines et des positions inclinées o ils dirigent de l'air du flux secondaire vers le flux primaire. Ces volets, montés pivotants sur les bras, s'étendent chacun entre deux bras, et, en position inclinée, obstruent substantiellement toute la veine externe en dégageant des passages pour forcer le flux secondaire à pénétrer le flux primaire Les bras s'étendent également à travers la veine externe. Le dispositif peut également comporter, comme dans l'invention antérieure, une rampe d'injection de carburant dans la veine externe, en aval des bras. Les volets peuvent comprendre avantageusement une partie disposée de façon à obstruer partiellement la veine interne en position normale. L'invention va être décrite plus en détail à l'aide des figures suivantes annexées à titre illustratif et non limitatif: la figure I représente un schéma de turboréacteur pourvu d'un dispositif de post-combustion; la figure 2 représente le dispositif de post-combustion en coupe longitudinale; et la figure 3 représente le dispositif de post-combustion en vue axiale. Le turboréacteur comprend un compresseur à basse pression I par lequel l'air entre dans le turboréacteur et subit une première compression L'air se divise alors en deux veines concentriques séparées par une chemise 2 coaxiale à l'enveloppe 3 du turboréacteur et qui se prolonge jusqu'au dispositif de post-combustion 4 La veine externe 5 située entre la chemise 2 et l'enveloppe 3 est parcourue par de l'air relativement froid qui parvient directement au dispositif de post- combustion 4, alors que l'air passant dans la veine interne 6 entourée par la chemise 2 passe tout d'abord par un compresseur à haute pression 7, une chambre de combustion 8 o il reçoit de l'énergie, deux turbines 9 et 10 responsables de l'entraînement des deux compresseurs 1 et 7, et parvient finalement au dispositif de post- combustion 4 Les flux d'air chaud et froid traversent un canal de post-combustion 11 avant de sortir du turboréacteur. Le canal de post-combustion 11 est délimité par une chemise de refroidissement 12 que l'enveloppe 3 entoure à peu de distance. On se reporte maintenant aux figures 2 et 3 Des bras stabilisateurs de flamme 14 s'étendent radialement à travers les veines 5 et 6 et sont fixés à l'enveloppe 3 Ils comprennent éventuellement des buses d'injection de carburant 15 dans la veine interne 6 et s'arrêtent non loin d'une paroi conique 16 qui s'effile en direction du canal de post-combustion 11, s'interrompt devant lui et sert à délimiter intérieurement la veine interne 6 à l'emplacement du dispositif de post-combustion 4 On a également prévu un accroche-flamme et une rampe d'injection de carburant constituée par une gouttière 17 disposée en anneau et qui est fixée aux bras radiaux 14 Elle sert à réaliser une combustion à l'emplacement de la veine externe 5 en aval des bras radiaux 14 de manière à réchauffer l'air froid de cette veine On désigne par 18 des tuyaux d'amenée de carburant dans les bras radiaux 14 et La gouttière 17. Des vo Lets 19 pivotants sont prévus Ils sont commandés par un système de vérins non représenté et qui peut prendre diverses formes, mais on pourrait éga Lement adopter tout système de commande approprié. Un exemple est celui qui est représenté dans la demande de brevet français mentionnée plus haut Les volets 19 tournent autour de deux paliers 20 situés sur des bras radiaux 14 voisins Ils se composent de pattes d'attache 21 aux pa Liers 20 qui sont reliées à une plaque 22 constituant La partie maîtresse des volets 19 Comme on Le voit sur la figure 3, La plaque 22 se compose d'une partie avant élargie 23 et d'une partie arrière plus étroite 24. On a représenté sur les figures 2 et 3 les volets 19 dans leurs deux états principaux, mais ils peuvent prendre aussi tous les états intermédiaires en fonction des conditions de vol, de la puissance souhaitée que le turboréacteur doit produire et de la recherche de l'adaptation optimale du fonctionnement des composants Dans la position de braquage maximum, les volets 19 sont dirigés quasi parallèlement aux bras radiaux 14 (à droite sur la figure 3) On remarque qu'ils obstruent presque complètement les intervalles entre les bras radiaux 14 à l'emplacement de la veine externe 5, c'est-à-dire qu'ils dévient de manière forcée le flux d'air froid vers la veine interne 6 o il se mélange au flux d'air chaud devant les bras radiaux 14. Dans la position normale notamment avec post-combustion active, les volets 19 sont dirigés axialement et les plaques 22 prolongent la chemise 2 Le confluent entre les veines 5 et 6 est rejeté dans le canal de post-combustion 11 L'air froid vient lécher la gouttière 17 qui, alimentée en carburant dans cet état, permet Le réchauffage de L'air froid en mode de post-combustion. On voit sur La partie gauche de La figure 3 que les bords latéraux 25 des parties élargies 23 sont jointifs dans l'état de post-combustion Par ailleurs, les parties arrière plus étroites 24 viennent boucher partiellement la veine interne 6 dans la position braquée, ce qui contribue à masquer les turbines en diminuant leur rayonnement infrarouge. REVENDICATIONS 1 Dispositif de post-combustion comprenant deux veines concentriques, un flux d'air primaire s'écoulant dans la veine interne ( 6) et un flux d'air secondaire s'écoulant dans la veine externe ( 5), des 5 bras radiaux stabilisateurs de flamme ( 14) qui s'étendent à travers la veine interne ( 6) et des volets ( 19) pivotants, caractérisé en ce que les volets ( 19) sont aptes à prendre une position normale o ils séparent les veines et une position inclinée o ils10 dirigent de l'air du flux secondaire vers le flux primaire pour en forcer le mélange, montés pivotants sur les bras ( 14), s'étendent chacun entre deux bras, et en ce que les bras s'étendent à travers la veine externe ( 5), les volets obstruant substantiellement15 toute la veine externe en position inclinée. 2 Dispositif de post-combustion selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend une rampe ( 17) d'injection de carburant dans la veine externe, en aval des bras ( 14).20 3 Dispositif de post-combustion à volets selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les volets comprennent une partie ( 24) disposée de façon à obstruer partiellement la veine'interne ( 6) en position normale.