Brevet FR2691208A1 — publié le 19931119

"Composant de moteur d'avion muni d'un revêtement de dissipation de la chaleur et de protection contre l'abrasion et procédé de fabrication" La présente invention concerne, d'une façon générale, un composant de moteur à réaction comprenant un bord d'atta- que sur lequel passe un courant gazeux et, plus particuliè- rement, un tel composant comprenant un revêtement qui est à la fois un revêtement dissipateur de la chaleur pour assurer la protection thermique contre un courant de gaz chaud et un revêtement résistant à l'érosion pour assurer la protection antiabrasion contre un courant gazeux chargé de particules. Le terme " moteur à réaction " inclut les moteurs à tur- bine à gaz, les statoréacteurs et les statoréacteurs à com- bustion supersonique De tels moteurs à réaction peuvent être utilisés pour propulser des véhicules volants Les mo- teurs à turbine à gaz peuvent aussi être utilisés pour pro- pulser des bateaux, des chars, pour entraîner des généra- teurs de puissance électriaue, des appareils de pompage de pipelines, ou autres éléments similaires Les composants de moteur à réaction qui ont un bord d'attaque soumis à un cou- rant gazeux chaud et/ou chargé de particules incluent par exemple les soufflantes des moteurs à turbine à gaz, les au- bes des compresseurs et les capots des statoréacteurs. Les statoréacteurs et les statoréacteurs à combustion supersonique sont connus pour la propulsion des avions à des vitesses élevées, supersoniques ou hvpersoniques, supérieu- res à environ Mach 3 Ces deux tv-es de moteur ne contien- nent pas de composants qui tournent en raison d'un écoule- ment d'air, contrairement à ce aui se produit dans les mo- teurs classiques à turbine à gaz, turboréacteurs ou réac- teurs à double fluxo A la place, les statoréacteurs utili- sent le déplacement supersonique de l'avion dans l'atmosphè- re pour comprimer l'écoulement d'air qui pénètre dans le mo- teur o il est mélangé au combustible et allumé pour produi- re des gaz de combustion servant à propulser l'avion. Statoréacteurs et statoréacteurs à combustion superso- niaue sont fondamentalement différents dans leur structure et leur fonction, puisqau'un statoréacteur est traditionnel- lement conçu pour fonctionner en étant traversé par un flui- de subsonique alors cue les statoréacteurs à combustion su- personiaue sont concus pour fonctionner en étant traversés par un flux de fluide supersonique Les statoréacteurs sont typiquement efficaces pour propulser des avions à des vites- ses supersoniques allant jusqu'à environ Mach 6, alors que les statoréacteurs à combustion supersonique sont concus pour propulser des avions à des vitesses comprises entre en- viron Mach 5 et environ Mach 18, voire au-delà. Dans un but d'illustration, l'invention va être décrite en se référant au capot d' un statoréacteur à combustion su- personique Il faut toutefois compreindre que cette inven- tion est utilisable également pour d'autres types de moteurs à réaction décrits ci-dessus ainsi qu'à d'autres types de composants de moteur à réaction On peut se rapporter éga- lement à cet égard aux publications suivantes: Jones et al, "Toward Scramjet Aircraft", Astronautics & Aeronautics, pp 38-48, Fevrier 1978, ainsi qu'aux brevets americains N 3 430 446 et 4 817 892 dont la matière est expressément incorporée ici à titre de référence. L'une des conditions de conception les plus sévères im- posées à une structure de véhicule hvypersonique est l'é- chauffement aérodynamique des bords d'attaque du capot de moteur La stagnation nominale des flux de chaleur peut ap- procher 22,7 MJ/m 2 S à 90,7 MJ/m 2 S ( 2 000 à 8 000 BTU/ft 2 sec) en fonction du nombre de mach, de la pression dvnamique et du diamètre du bord extérieur d'attaque qui est classique- ment compris entre environ 2 f 54 mm et 6, 35 mm ( 01 à 0,25 pouces)o La courbe du flux de chaleur nominal ressemble à une loi en cosinus 1 uand on casse de la région de stagnation pour un angle o O au côté du bord d'attaque pour un angle a 90 (a étant la position angulaire autour du diamètre du bord d'attaucme) et les vitesses d'échauffement extrême sont donc très localisées On obtient une performance maximale de la compression d'entrée lorsque l'onde de choc sur le nez du véhicule est avalée par le moteur en donnant un cap- tage maximal de l'écoulement Cependant, le résultat est une interaction de choc transitoire du type IV car l'onde de choc oblique provenant du nez du véhicule passe sur le bord d'attaque du capot en percutant l'onde de choc normale au bord d'attaque du capot Cette situation transitoire peut provoquer une amplification localisée des flux de chaleur nominaux de stagnation par un facteur compris entre 10 et 25 en fonction du nombre de mach et de la pression dynamique à laquelle se produit la capture de l'onde de choc Ces condi- tions transitoires de " choc sur la lèvre ": peuvent provo- quer des pics localisés de la vitesse d'échauffement d'envi- ron 453 MJ/m 2 S à 850 MJ/m 2 S ( 40 à 75 k BTU/ft 2 sec) Le re- froidissement interne du bord d'attaque du capot obtenu grâ- ce à diverses techniques est une solution à ce problème de conception Si l'on pouvait évacuer la chaleur accumulée sur la surface du bord d'attaque vers d'autres régions non sou- mises à des flux de chaleur aussi élevés, le refroidissement du bord d'attaque d'un capot hypersonique serait facilitéo La présente invention concerne des composants de moteur à réaction qui sont soumis à une exposition à des gaz Gui sont chauds et/ou chargés de particules Le composant inno- vateur du moteur à réaction comprend une surface sur laquel- le s'écoule un gaz, surface qui est recouverte d'une couche de diamant protecteur déposé par dépôt chimicue en phase vapeur (CVD) Avantageusement, le composant du moteur à ré- action présente un bord d'attaque extérieur hypersonique qui est refroidi intérieurement et qui supporte le revêtement de diamant CVD De préférence, le composant de moteur à réac- tion est le bord d'attaque d'un capot de statoréacteur à combustion supersonline qui est recouvert d'une couche de diamant CVD dissipatrice de la chaleuro On comprendra tou- tefois aue différents composants des moteurs à réaction sont, en raison de la définition d'un trajet d'écoulement de gaz chauds dans la conception du moteur, soumis à une expo- sition à des gaz chauds et a des phénomènes d'échauffement localisé et que par conséquent ils peuvent être améliorés par le fait d'être recouverts deune couche de diamant CVD dissipatrice de la chaleur conformément aux enseignements de la présente invention Le même intérêt est vrai aussi pour les composanlts de moteur à réaction qui sont soumis à des écoulements de gaz charges de particules et qui nécessitent une protection contre l'abrasion, effet obtenu grace à un revêtement de diamant CVD. Les avantages de la présente invention sont que l'on place un revêtement qui est non seulement efficace pour dis- siper la chaleur mais qui est également résistant à l'abra- sion et aux chocs thermiqueso Un autre avantage est le très faible coefficient de dilatation thermique de la couche en diamant CVD Un avantage supplémentaire est l'exceptionnelle dureté du revêtement en diamant CVD qui va minimiser les en- dommagements par usure, érosion et abrasion, de la surface recouverte dûs aux chocs avec des particules portées par l'air (à savoir la poussière, la terre, l'eau, la glace, etc) Ces avantages, ainsi que d'autres, apparaitront faci- lemenit à l'homme du métier en se basant sur la description suivante prise en conjonction avec les dessins annexés, dans lesquels: la figure l est une vue schématique, en perspective, d'un avion hypersonique contenant quatre statoréacteurs à combustion supersonique placés côte à côte, conformément à un mode de réalisation préféré de la présente invention; la figure 2 est une vue en coupe latérale, schématique, de l'avion représenté à la figure 1; la figure 3 est une vue schématique en coupe agrandie d'une partie de l'un des statoréacteurs à combustion super- sonique, prise suivant la ligne 3-3 de la figure 1; les figures 4 à 7 sont des vues en coupe partielle et en élévation du capot d'un statoréacteur à combustion super- sonique, qui montrent la couche de diamant CVD dissipatrice de la chaleur et les structures internes de refroidissement; la figure 8 est une vue en élévation latérale d'une chambre de réaction pour le dépôt chimique en phase vapeur qui montre un ensemble de filaments aue l'on va utiliser pour créer la couche de diamant CVD dissipatrice de la cha- leur afin de l'appliquer sur le bord d'attaque du capot du statoréacteur à combustion supersonique; et la figure 9 est une vue en coupe, vue de dessus, de l'ap Dareil représenté à la figure 8. La figure 1 montre une représentation schématique d'un avion hypersoniaue 10 comprenant quatre statoréacteurs à combustion supersonique 12 a-12 d, placés côte à côte, selon un mode de réalisation préféré de la présente invention Les statoréacteurs 12 a-12 d à combustion supersonique sont effi- caces pour propulser l'avion 10 à des vitesses hypersoniques allant jusqu'à environ Mach 18 Chaque statoréacteur 12 a-12 d à combustion supersonique est défini en partie par le capot 14 espacé radialement vers l'intérieur de la surface médiane 16 du corps de l'avion 10 Des parois latérales 18 a-18 e, es- pacées les unes des autres, s'étendent entre la surface mé- diane 16 et le capot 14 pour définir des statoréacteurs 12 a- 12 d à combustion supersonique, de forme globalement rectain- gulaire Tous les statoréacteurs 12 a-12 e sont essentielle- ment identiaques et la description suivante ne se référera qu'à un seul de ces moteurs, à savoir le moteur 12 a, les au- tres étant essentiellement identiques à celui-ci. Si l'on se réfère aux figures 1 et 2 r chaçue statoréac- teur a combustion supersonique comprend égalemaent une surfa- ce avant plane 20 aui s'étend obliauement en amont de la surface médiane 16 depuis la gorge 22 (Figure 2) de la ré- gion d'écoulement minimal défini entre la surface médiane 16 et le capot 14 Dans le mode de réalisation représenté, les statoréacteurs 12 a-12 d sont des statoréacteurs intégrés à l'avion qui utilisent en partie les surfaces de 11 avion 10 pour définir les statoréacteurs à combustion supersonique. Ces surfaces de 1 ' avion incluent la surface médiane 16 du corps et la surface avant 20 du corps Les surfaces incluent aussi la surface plane 24 du nez qui s'étend en amont de la surface avant 20 du corps au niveau d'un point d'inflexion 26 et en faisant un angle obtus par rapport à la surface avant 20 La surface 24 du nez s'étend au niveau du bord d'attaque 28 de l'avion 10 Les surfaces de l'avion oui dé- finissent les statoréacteurs 12 a-12 d incluent en outre la surface arrière 30 courbe du corps s'étendant en aval de la surface médiane 16 du corps au niveau de l'extrémité arrière 32 de celle-cio Comme on le voit plus particulièrement sur les figures 2 et 3, le capot 14 est espace radialement vers l'intérieur de la surface médiane 16 ainsi aue de certaines parties de la surface avant 20 et de la surface arrière 30 afin de définir une entrée convergente 34 partant du bord d'attaque 36 du capot 14 jusau'à la gorge 22 une chambre de combus- tion divergente 38 partant en aval de la gorge 22, que l'on peut également appeler entrée 22 de la chambre de combus- tion, jusqu'à lextrémité arrière 32 de la surface médiane du corps et une tuyère divergente 40 de sortie partant en aval de la chambre de combustion 38 au niveau de l'extrémité arrière 32 et définie en partie par l'extrémité arrière 42 du capot 14 aui s'étend vers l'arrière depuis le plan de 1 extreémité arrière 32 de la surface du corps jusqu'au bord de fuite 44 du capot 14 Le statoréacteur 12 a comprend en outre un moyen 46 pour amener du combustible à la chambre de combustion 38 au niveau de l'extrémité amont 48 de celle- Ci. Le moyen 46 d'amenée du combustible comprend un ou nlu- sieurs injecteurs traditionnels 50 de combustible espacés transversalement les uns des autres au niveau de l'extrémité amont 48 de la chambre de combustion Des conduits 52 tradi- tionnels de combustible réunissent: en permettant le passage de l'écoulement, un réservoir à combustible 54 traditionnell comprenant une pompe traditionnelle à combustible, aux in- jecteurs 50 Le moyen 46 d'amenée du combustible est effica- ce pour envoyer du combustible 56 par les injecteurs 50 dans la chambre de combustion 38 Dans un mode de réalisation préféré, le combustible 56 est de l'hydrogène liquide aui passe de l'état liquide à l'état gazeux lors de son injec- tion dans la chambre de combustion 38 par les injecteurs 50. L'entrée 34 dans le statoréacteur est limitée en outre en partie à la fois par la surface avant 20 du corps de l'avion et la surface 24 du nez pour fournir une compression extérieure de l'écoulement 58 d'air ambiant d'une facon bien connueo Plus précisément l'lentrée 34, aui comprend la sur- face avant 20 et la surface de nez 24 est dimensionnée et configurée de façon à générer une onde de choc 60 au niveau du nez: obliqee qui part du bord d'attaaue 28 de l'avion vers l'arrière en descendant jusqu'lau bord d'attaque 36 du capot, et une onde de choc 62 oblicne au niveau de l'avant qui part vers l'aval depuis le point d'inflexion 26 jusqu'au bord d'attaque 36 du capot Les deux ondes de choc, de nez et d'avant, 60 et 62 assurent la com Dression externe, que l'on appelle également la recompression, de l'écoulement 58 de l'air ambiant afin d'augmienter la pression statique de celui-ci avec une augmentation correspondante de sa tempéra- ture stati Ueo L'écouilement 58 d'air ambiant ainsi compr-ime résulte en un écoulement 64 d'air comnrimé supersonique qui est canalisé dans l'entrée 34 globalement parallèle à la surface avant 20 L'écoulement d'air 64 frappe de facon ob- a licue sur le capot 14 et génère une onde de choc 66 de ca- pot, oblique, qui Dart du bord d'attaque 36 du capot vers l'arrière en faisant un angle aigu. Selon un exemple préféré de mode de réalisation de la présente invention, un procédé pour faire fonctionner le statoréacteur 12 a afin de propulser l'avion 10 inclut les étapes Gui consistent à envoyer lécoulement d'air 64 super- sonique comprimé de l'entrée 34 à la chambre de combustion 38 à une température stati Qaue et une pression statique pré- déterminéeso Comme décrit ci-dessus: la recompression de l' écoulement 58 de 1 air ambiant due aux ondes de choc du nez et de l'avant, 60 et 62, comprime de facon suipersoniclue l'écoulement d'air 58 jusau'à une pression statique prédé- terminée, avec une température statique prédéterminée cor- respondanteo Dans le mode de réalisation de l'invention représenté sur les figures 1 à 3, l'entrée 34 comprend un diffuseur su Dersoniaue qui augmente davantage la pression statique et augmente d'une façon correspondante la tempera- ture statique de l'écoulement 50 de l'air ambiant par con- traction interne afin de fournir un écoulement 64 d'air com- primé supersonique à la chambre de combustion 38 Le fait de fournir un écoulement d'air comprimie( -ïipersonique à la chalm- bre de combustion d'un statoréacteur à combustion supersoni- qaue à une pression et une température statiques prédétermi- nées est classique L' entrée, l'avant et le nez d'un avion hypersonique sont dimensionnés de façon traditionnelle et configurés pour générer la pression statique et la tempéra- ture statique prédéterminées de l'écoulement d'air afin de donner une augmentation relativement importanrte de la pres- sion statique depuis le bord d'attaque 28 de l'avion jusaqu' à la chambre de combustion 38 et, par conseéquent, une tempé- rature statiaue élevée pour obtenir un allumage spontané du mélange air/combustible dans la chambre de combustion. On comprendra donc que le bord d'attaque 36 du capot 14 va être soumis à différentes conditions difficiles incluant des matières particulaires portées par l'air qui provo Guent l'usurer l'érosion et l'abrasion et à des contraintes d'é- chauffement localisé extrêmement élevées Gui nécessitent non seulement des matériaux spéciaux mais aussi des procédés spéciaux d'évacuation de la chaleur Non seulement le bord d'attaque 36 est soumis à un échauffement localisé élevé mais les différences de tem Dérature entre le bord d'attaaue 36 et les régions adjacentes du capot 14 provoquent des con- traintes thermiques élevées supplémentaires sur le bord d'attaaue 360 Une couche de diamant CVD a l'effet avantageux de dissiper l'échauffement localisé important au niveau du bord d'atta Gue 36 vers les régions adjacentes qui sont beau- coup plus froides Cette caractéristique de dissipation de la chaleur de la couche de diamant CVD diminue l'échauffe- ment localisé au niveau du bord d'attaque 36 et diminue en outre les contraintes thermiaues placeées sur le bord d'atta- que comme décrit ci-dessus. Les propriétés de dissipation de la chaleur et les ca- pacités extrêmement importantes à supporter les chocs ther- miques des couches de dialan-t CVD vont être utilisables pour la majorité des concepts de refroidissement des bords d'at- taaue Tous les concepts de refroidissement ont une caractée- ristique commune la définition d'un trajet d'écoulemento La configuration géométriqaue d'un capot classique de moteur est un biseau de 10 à 130 avec un bord d'attaque avant un diamè- tre de 2,54 mm à 6 c 35 mm ( 0:l à O a 25 pouce) Les ondes de choc obliques formées par les surfaces de compression rebon- dissent en amont dans le moteur en se réeléchissant sur les parois internes du moteuro Il se produit une interaction en- tre l'onde de choc réfléchie et la couche limitant locale- ment le trajet d'écoulement si bien que le flux nominal de chaleur sur la paroi latérale est localement amplifié en raison de l'interaction onde de choc/couche frontière De facon similaire, comme les moteurs hypersoniques impliquent généralement des sections transversales rectangulaires, les effets de recirculation dans les coins peuvent également amplifier localement les flux nominaux de chaleur sur les parois latéraleso Une couche de diamant CV Di va donc être utile pour dissiner la chaleur dans ces régions, minimlisant ainsi la formation de points chauds localiséso Une surcouche ou couche extérieure servant à em Dêcher l'oxydation de la couche de diamant CV Dr peut être appliauée si nécessaire, souhaitable ou convenableo La surcouche doit être relativement mince pour ne pas porter préjudice à la fonction de dissipation de la chaleur de la couche CVD La surcouche doit en outre avoir un coefficient de dilatation thermique peu différent du diamant CV Di afin d'empêcher les contraintes thermiques entre ces matériaux Les revête- ments Drotecteurs de l'oxydation incluent par exemple le si- licium (qui va former des oxydes stables de silicium) le carbure de silicium et les revêtements vitreux de siliciu- res Comme on l'a déjà dit, ces revêtements doivent avoir juste l'épaisseur suffisante pour assurer leur fonction de protection contre l'oxydation épaisseur qui se traduit en général par environ 10 microns au minimum et jusqu'à plu- sieurs centaines de microns Ces surcouches aident également à fournir une résistance supplémentaire contre l'abrasion qui est déjà fournie par le revêtement en diamant CVD. Pour ce qui est de la couche de diamant CVD qui fournit le trajet d'écoulement thermique sur le bord d'attaqaue du capot, ou sur d'autres schémas de refroidissement int'erne, on se référera aux figures 4 à 6 Le bord d'attaque 80 est la structure métallioue de base aui peut être un alliage ré- fractaire de tungstène ou de molybdène en raison de sa ré- sistance mécanlaue, de sa capacité à supporter la temperatu- re et de sa faible conductivité ther gique Les alliages de cuivre sont également des matériaux appropriés pour cette construction La couche 82 de diamant CVD est fixée au bord par une ligne de brasure 84 Eventuellement: un revête- ment 86 de surface extérieure en siliciumm, carbure de sili- il ciumi ou un autre revêtement mince peut être appliqué sur la couche écran 82 en diamant pour la protéger des effets oxydants de l'écoulement d'air ambiant En outre, un tu- yau 88 d'évaciuat-ioni de la chaleur tvypiauement en métal fritté poreux ou grillagé peut éventuellement être monté sur la surface intérieure du bord d'attaque 80 La couche 88 fournit le conduit pour ramener le métal liauide du puits de chaleur du condenseur à la source de chaleur de l'évapora- teur lorsaue la cavité intérieure creuse 89 dans le capot contient un fluide de refroidissement Dans le cas préferé d'un statoréacteur à combustion supersoniauer le bord d'at- taque constitue l'évaporateur et le conde-nseurr non repré- senté, est couplé au combustible d'hydrogène par l'échan- geur de chaleur Le refroidissement intérieur du bord d'at- taque 80 est réalisé de cette facon. Un refroidissement Dar impact peut être réalisé coime représenté à la figure 5 par addition d'uni injecteur 90 qui peut envoyer du fluide de refroidissement sur la surface in- terne du bord d'attauue 80 Ce fluide de refroidissement est normalement le combustible du véhicule qui neut être de 1 'hydrogène du méthane ou -un autre m-iaté-riau hydrocarbure. En outrer la cavité 89 dans le ca Dot peut envoyer le fluide de refroidissement à un collecteur de récupération aqui uti- lise le fluide d'impact pour refroidir les parois latérales du capot. 8 i l'on se réfère à la figure 6, on voit aue l'on a conservé le refroidissement par impact mais qu'une couche 92 de diamant CVD est fixée à la surface intérieure du bord d'attaque Dar la ligne de brasure 94 La haute conductivité du revêtement en diamant CVD sur l'intérieur va aider a ré- duire les gradients thermiques associés au refroidissement localisé intense au niveau de la surface interne On com- prendra mie d'autres formes de refroidissement interne peu- vent être utilisées pour le composant de turboréacteur por- tant la couche de diamant CVD et sont incluses dans le champ d'application de la présente invention Sur la figure 7, une couche 82 autoporteuse en diamant, éventuellement recouverte d'une couche 86 sur sa surface ex- térieure, est fixée au bord d'attaque 80 En ait la couche 82, du fait de sa structure, devient le bord d'attaque. Si l'on se référe maintenant à la couche de diamant CVD fixée au composant du moteur à réaction dans un but de dis- sipation thermique, la croissance à basse pression du dia- miant a été baptisée dépôt chimicue en phase vapeur " ou " CVD " dans ce domaineo Deux techniques predom 7 nantes de CVD sont préférées dans la littératureo L Tune de ces tech- niques implique l'utilisation d'un mélange dilué de gaz hy- drocarbure (classiqauement du méthane) et d'hydrogène dans lequel la teneur en hydrocarbure varie en général d'environ 01 % à 2,5 % de l'écoulement volumétrique total Le gaz est introduit via un tube de auartz situé juste au dessus d'un filament de tungstène chaud oui est électriauement chauff Lé à une température comprise entre environ 1750 et 2400 C Le mélange de gaz se dissocie au niveau de la surface du fila- ment et le diamant se condense sur un substrat chauffé placé juste en dessous du filament de tungstène chaud Le substrat est maintenu dans une coupelle chauffée par une résistance (le plus souvent en molybdène) et est chauffé à une tempé- rature comprise entre environ 500 et 11000 C le substrat peut également être chauffé par le filament. La seconde techniaue implique t'apllication d'une dé- charge de plasma au processus précédent avec filament La décharge de plasma sert à augmenter la densité de nucléa- tion, la vitesse de croissance: et est supposée favoriser la formation de couches de diamant plutôt que de particules de diamant isolées les unes des autres Parmi les installations à plasma qui ont été utilisées dans ce domaine, il existe trois installations de base L'une d'elles est une installa- tion de plasma à micro-ondes, la seconde est une installa- tion de plasma à radiofréquence (couplée de facon inducti- ve ou capacitive) et la troisième est une installation de plasma i courant continu Les installations de plasma à mi- cro-ondes ou à radiofréquence uitilisent un équipement rela- tivement complexe et coûteux qui nécessite d'ordinaire des réseaux d'accords pour relier électriauement l'énergie élec- trique au plasma produito En outre, la vitesse de croissance du diamant obtenue avec ces deux installations est relative- * ment faibleo Pour ce qui est des techniques traditionnelles de CVD utiles dans la présente invention, des mélanges gazeux d'hydrogène/hy-drocarbure sont envoyés dans un réacteur CVD à léetape initiale Les sources d'hy-drocarbure Deuvent in- clure les gaz de la série méthane 2 à savoir le méthane 2 l'éthane, le propane, des hydrocarbures non saturés, comme l'éthylène, l'acéthylène, le cvcloheene et le benzne et d'autres éléments similaireso Toutefoisr c'est le méthane aui est préféré Le rapport molaire de l'hydrocarbure à l'hydrogène se situe en gros entre environ 1:10 et environ 1:1000, la valeur environ 1:100 étant nréférée Ce mélange gazeux peut éventuellement être dilué dans un gaz inerte comme de l'argon Le mélange gazeux est au moins partielle- ment décomposé therïâiquement Dar l'une des différentes tech- niques connues dans le métier L'une de ces tecihniques im- plique l'utilisation d'un filament chaud oui est normalement formé de tungstène, de moly-bdène, de tantale ou d'alliages de ceux-ci Le brevet US 4 707 384 illustre ce procédé. La décomposition partielle du mélange gazeux peut éga- lement être effectuée à l'aide d'une décharge de cour-ant continu ou d'une radiation électromagnétique en radiofré- ouence afin de créer un plasma, comme proposé dans les bre- vets américains NO 4 749 587, 4 767 608 et 4 830 702 ainsi que dans le brevet US N 5 4 434 188 qui concerne l'utilisa- tion des micro-ondes D Le substrat peut être bombardé par des électrons pendant le processus de décomposition CVD confor- mément au brevet US 4 740 263 En plus de ces deux métho- des principales pour fabriquer du diamant CVD, d'autres pro- cédés incluent la flamme ou la combustion, la chaleur, la photolyse et des processus hybrides plasma et filament oui peuvent être utilisés s'il est nécessaire, souhaitable ou convenable. Quelaue soit le procédé particulier utilisé pour géné- rer le mélange gazeux partiellement décomposéf le substrat est maintenu à une température él Levée de formation du dia- mant CVD oui se situe typiaueilmenlt entre environ 500 et 1100 C; de préférence entre environ 850 et 950 C, là oi la vitesse de croissance du diamant est la plus im Dortante afin de minimiser la taille des grains Des pressions comprises entre environ 1,3 à 130 000 Pa ( 0,01 à 1 000 Torr), et avan- tageusement entre 13 300 et 106 000 Pa ( 100 à 800 Torr) sont enseignées dans la technique, les Dressi Gons réduites étant préférées Des détails supleémentaires sur les procédés CVD peuvent être connus en se référant aux documents suivants:. Angus, et al 'Low Pressure Metastable Growth of Diamond and "Diamoindlile" Phases"' Science, vol 241, pages 913-921 (August 19 1988); et Bachmannr et al, D i Diaiond Thin Films", Chemical and Engineering News, pages 24-39 (May 15, 1989) Les enseignements de tous ces documents sont incorpo- rés ici à titre de références. Un appareil couramnment préf éré pour la fabrication d'une couche de diamant CVD de dissipation de la chaleur destinée à être appliquée sur le bord d'attaque hypersonique d'un statoréacteur à combustion supersoniaue est représenté sur les figures 8 et 9 Le réacteur 100 a une structure et un fonctionnement traditionnels comme décrit ci-dessus Com- me la couche de diamant destinée à être appliquée sur un composant de moteur à réaction a une géométrie unique et asymétrique, c'est un défi de former cette couche pour qu'elle possède une uniformité acceptable et qu'elle soit exempte de contraintes résiduelles Donc, l'appareil et le procédé de formation de la couche de diamant sont niqueso Le réacteur 100 utilise un total de sept filaments 7 à savoir les filaments 102 a à 102 g Les sept filaments sont séparés d'une distance d'approximativement 1:25 cm ( 0:5 Douce) Le filament 102 g est placé au niveau de la pointe du bord d'at- taaue 104 du capot taundis que les filaments 102 a à 102 c sont placés sur un côté et les filaments 102 d à 102 f sont placés sur le côté opposé de celui-cio Un réglage séparé de la puissance pour chaoue groupe de filamerts est assuré nar trois alimentations d'amenée électrciues séparées 106 a, 106 b et 106 c La conception du - réacteur 100 est unicnue par la flexibilité de l'agencement de ces f ilaments On peut régler la longueur de chacun des filaments en libérant sim Dlement la vis 108 destinée aux filaments 102 a à 102 c et en glissant la pince 1110 le long de la tige-suport 112 La même dispo- sition s'applique aux filaments 102 d à 102 f et au filament 102 g et ne sera donc pas décrite de facon spécifique ici. L ' intervalle de séparation entre les filaments et le substrat et l'angle des groupes de trois filaments peuvent également être réglés Le Dorte-filaments 114 est supporté par la pince 110 Le positionnement des filaments peut être modifié si on relâche la vis 116 et repositionne le support 114 On peut effectuer cela avec tous les groupes de fila- ments afin d'obtenir la dispoosition souhaitée Les filaments sont de preférence des fils de tungstène et sont maintenus en place au niveau de leur extrémité inférieure par un man- chon de quartz 118 Par souci de simplicité, seul un des filaments des groupes de trois a été représenté sur la figu- re 8 De même, les groupes inférieurs de vis et de pinces de réglage n'ont pas été décrits de facon spécifique mais sont disposés de facon semblableo On a utilisé l'appareil représenté sur les figures 8 et 9 pour faire croître une couche 120 de diamant sur un subs- trat 104 en étirant une feuille grillagée formant écran ( 10 brins/cm par 100 brins/cm) faite de préférence en Mo (bien que l'on puisse également utiliser W ou Ti) sur un substrat à l'aide de boulons (non représentés) Du méthane et de l'hydrogène (rapport molaire de 118:2) ont alors été en- voyés à un débit de 120 sccm sous une pression totale de 1.300 Pa ( 10 Torr) Lorsqu'on a atteint un état stable pour ce aui est des écoulements gazeux, des concentrations et des pressions partielles, on a débuté les réactions de forma- tion du diamant en envoyant un courant de 90 ampères ( 15 anmpères par filament) avec une tension appliacïue de 27 volts pour obtenir l'état incandescent des filaments de tuniastèine oui avaient une longueur de 15,24 cm ( 6 pouces) et un diamnè- tre de 0,38 mm ( 0,015 Douce) I 1 faut remarquer que l'on n' avait utilisé dans ce cas aue six filamtents Les fila- ments étaient espacés de 1,27 cm ( 0,5 pouce) et se trouvaient entre 0, 85 et l,0 cm de la surface du substrat La surface du substrat a été chauffée à une tem Dérature d'environ 700 à 10000 C et les conditions de croissance du diamant maintenues pendant 34 jours nour produire une couche de diamant qui avait une épaisseur inférieure à un millimètre Lorsque l'on a déboulonné le grillage formant écran du substrat 120, la couche de diamant souhaitée a été facilement sénarée et était prête pour être brasée ou fixée de auelque autre ma- nière à un bord d'attaaue d'un capot réel. Le brasage de la couche en diamant CVD neut être accom- pli en utilisant différentes compositions d'alliage de bra- sage bien connues dans la technique du diamant Par exemie 2 on peut utiliser les alliages de brasage decrits dans les brevets américains X 3 894 673, 4 018 576, 4 527 998, 4 772 294 et 4 93 l 363, brevets incorporés ici à titre de reéfren- ce. Il est bien entendu que la description oui précede n'a été donnée aui'à titre purement illustratif et noni limitatif et oue des variantes ou des modifications peuvent v être an- portées dans le cadre de la Drésenite invention. REVENDICATIONS 1 o Composant ( 14) de moteur à réaction, caractérisé par le fait qu'il comporte une surface en contact avec un écoule- ment de gaz et que ladite surface est recouverte d'une couche ( 82) de diamant obtenue par dépôt chimique en phase vapeur (CVD). 2 Composant selon la revendication 1, caractérisé en ce aue ladite couche de diamant CVD a une épaisseur comprise entre environ 10 et 1 000 microns. 3 o Composant selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite couche de diamant CVD est brasée à ladite surfa- ce. 4 Composant selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite couche de diamant CVD est recouverte d'une sur- couche ( 86) résistante à l'oxydation. Composant selon la revendication 4,r caractérisé en ce que ladite surcouche est un revêtement à base de silicium. Composant selon la reverdicatioa 5, dans le-uel ladite surcouche est choisie parmi l'oxyvde de silicium, le carbure de silicium et le verre de silice. 7 Composant selon la revendication 1 caractérisé en ce que ladite surface est le bord d'attaque ( 80) du capot d'un statoréacteur à combustion supersoniceo 8 Composant selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il comprend une cavité intérieure qui contient un fluide de refroidissement. 9 Composant selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend une surface intérieu-re qui porte également une couche de diamant CVD. Composant selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il a une surface intérieure qui porte également une cou- che de diamant CV,. 11 Composant selon la revendication 1, caractérisé en ce eue ladite couche de diamant CVD dissipe la chaleur afin de créer un trajet d' évacuation thermlilae depuis ladite surface recouverte. 12 Procédé pour créer un trajet d'écoulement évacuant la chaleur de la surface d'un comprosant de moteur à réaction aui est en contact avec un écoulement de gaz chaud, caracté- risé en ce qu'il comprend le revêtement de ladite surface avec une couche de diamant obtenue Dar dépôt chimique en phase vapeur (CVD). 13 Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce que ladite couche de diamant CVD a une épaisseur comprise entre environ 10 et 1 000 microns. 14 Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce que ladite couche de diamant CVD est brasée à la dite sur- face. Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce aue ladite couche de diamant CV Di est recouverte d' une sur- couche résistante à l'oxydation. 16 Procédé selon la revendication 15, caractérisé en ce aue ladite surcouxche est un revêtement à base de silicium. 17 Procédé selon la revendication 16, dans lequel ladite surcouche est choisie parmi l'oxvde de siliciurm, le carbure de silicium et le verre de silice. 18 Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce que ladite surface est le bord d'attaque du capot d'un sta- toréacteur à combustion supersonique. 19 Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce qu'il comprend une cavité intérieure qui contient un fluide de refroidissemento 20 Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce qu' il comprend une surface intérieure qui porte également une couche de diamant CVD o 21 Procédé selon la revendication 19, caractérisé en ce qu'il a une surface intérieure aqui porte également une cou- che de diamant CVD. 22 Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce que ladite couche de diamant CVD est réalisée dans un appa- reil de dépôt chimique en phase vapeur (CVD) qui comprend: une feuille métallique grillagée formant écran, fixée audit substrat qui est placé dans ledit appareil, ladite feuille grillagée pouvant être chauffée à la température de formation du diamant CVD; une série de filaments métalliaues adjacents à ladite feuille grillagée, lesdits filaments étant reliés à une source de courant électrique et maintenus entre des pinces qui sont soutenues de façon réglable par des tiges de sup- port; dans lequel ladite couche de diamant CVD est réalisée dans des conditions de formation du diamant CVD dans ledit appareil, puis ladite couche de diamant CVD est retirée de ladite feuille grillagée et ladite couche de diamiaant CVD est fixée à ladite surface du composant du moteur à réaction. 23 Procédé selon la revendication 22, caractérisé en ce aue ladite couche de diamant CVD est brasée à ladite surface du composant du moteur à réaction. 24 Procédé selon la revendication 22, caractérisé en ce aue ladite couche de diamant CVD est d'fixée de facon mécani- que à ladite surface du composant du moteur à réaction o Procédé pour protéger un composant de moteur a réac- tion comportant une surface qui est en contact avec un ou plusieurs écoulements de gaz chaud ou de gaz chargé de par- ticules, caractérisé en ce qu'il comprend le revêtement de ladite surface par une couche de diamant obtenue par dépât chimique en phase vapeur (CVD). 26 Procédé selon la revendication 25, caractérisé en ce que lesdites particules comprennent un ou plusieurs éléments parmi la poussière, la terre, l'eau et la glace. 27 Procédé selon la revendication 25, caractérisé en ce que ladite couche de diamant CVD dissipe la chaleur afin de créer un trajet d'évacuation de la chaleur de ladite surface recouverte. 28 Procédé selon la revendication 25, caractérisé en ce que ladite couche de diamant CVD est réalisée dans un appa- reil de dépôt chimique en phase vapeur (CUD) qui comprend: une feuille métallique grillagée formant écran, fi- xée audit substrat qui est placé dans ledit appareil ladite feuille grillagée nouvant être chauffée à la température de formation du diamant CVD; une série de filaments métalliques adjacents à ladite feuille grillagée, lesdits filaments étant reliés à une source de courant électrique et muaintenius entre des Dinces équi sont soutenues de faconréglable pardes tiges de sup- port; dans leauel ladite couche de diamant CVD est réalisée dans des conditions de formation du diamant CVD dans ledit appareil, puis ladite couche de diamant CVD est retirée de ladite feuille grillagée et ladite couche de diamant CVD est fixée à ladite surface du composant du moteur à réaction. 29 Procédé selon la revendication 28, caractérisé en ce oue ladite couche de diamant CVD est brasée à ladite surface du composant du moteur à réaction. Procédé selon la revendication 280 caractérisé en ce que ladite couche de diamant CVD est fixée mécaniaiement à ladite surface du coiposant de l avion à réaction.