Brevet FR2692939A1 — publié le 19931231

REACTEUR COMBINE EN STATOREACTEUR ET TURBOREACTEUR DESCRIPTION L'invention concerne un réacteur combiné en statoréacteur et en turboréacteur et consiste plus précisément en un moyen pour passer commodément de l'un à l'autre des deux modes de fonctionnement. La propulsion à turboréacteur est couramment utilisée dans les avions en vol supersonique jusqu'à environ quatre fois la vitesse du son (Mach 4), mais on utilise le statoréacteur pour obtenir des vitesses encore plus élevées (Mach 7 ou Mach 8). Comme l'air est à très haute température pendant l'utilisation du statoréacteur, il ne peut pas passer à travers la turbine du turboréacteur et doit donc contourner la veine o se trouve cette turbine en passant par des canaux de statoréacteur. On ajoute souvent des canaux de décharge qui contournent la turbine et les brûleurs du statoréacteur et qui distraient une partie de l'air, qui ne se mêle de nouveau au reste de l'air qu'à la tuyère de sortie du réacteur afin d'améliorer la portance de l'écoulement et le rendement du réacteur Ces canaux de décharge, utilisés en mode de turboréacteur exclusivement, compliquent le processus de transition d'un mode de fonctionnement à l'autre, et les systèmes à volets de l'art connu qui s'ouvrent ou se ferment à peu près simultanément pour instaurer le fonctionnement désiré ne donnent pas une entière satisfaction et sont souvent responsables d'une perte de poussée du réacteur aux commutations. L'invention est relative à un réacteur comprenant en conséquence une veine de circulation de gaz divisée sur une section de sa longueur en une veine centrale de turboréacteur qui contient une turbine à gaz, des canaux périphériques de statoréacteur qui contiennent des brûleurs et des canaux périphériques de décharge qui se terminent en débouchant sur une section de la veine centrale en aval de la turbine; des volets pour ouvrir et fermer la veine centrale; et un anneau qui entoure la veine centrale et s'étend devant une section des canaux périphériques de décharge et de statoréacteur, l'anneau pouvant tourner sous l'action d'un dispositif moteur et étant muni d'évidements, les canaux étant disposés de façon que les évidements viennent successivement, pendant une rotation de l'anneau dans un sens uniforme, devant les canaux de décharge seulement. On va maintenant décrire l'invention plus en détail à l'aide des figures suivantes annexées à titre non limitatif et qui décrivent une réalisation de l'invention: les figures 1 et 2 représentent les états d'un réacteur combiné respectivement en mode de turboréacteur et de statoréacteur; les figures 3 à 5 sont des coupes transversales d'un réacteur qui illustrent Les étapes de transition en montrant essentiellement les déplacements de l'anneau. Le réacteur comprend un manche d'entrée d'air 1 à l'amont de l'écoulement d'air qui délimite une veine sensiblement circulaire Cette veine est ensuite divisée une veine centrale 3 est traversée par Les gaz en mode de turboréacteur et contient une turbine à gaz 5, et des canaux 2 et 2 ' de décharge et 4 et 4 ' de statoréacteur sont disposés autour de la veine centrale 3 Ces canaux sont au nombre de quatre Ils ont chacun, devant un anneau 6 qui constitue l'objet principal de l'invention, une extension angulaire de 400 de circonférence environ chacun et sont groupés par paires, un canal de décharge 2 ou 2 ' étant adjacent à un cana L de statoréacteur 4 ou 4 ' respectif. Les canaux de statoréacteur 4 et 4 ' débouchent dans La veine centrale 3 en aval de la turbine à gaz 5 C'est Là qu'on trouve les brûleurs 7. Quant aux canaux de décharge 2 et 2 ', ils rejoignent la veine centrale 3 à la tuyère 8 de sortie du réacteur. L'anneau 6 comporte une couronne extérieure 9 dentée sur laquelle un pignon 10 animé par un moteur 11 engrène Il s'étend, dans cette réalisation, sensiblement à mi-longueur des canaux de statoréacteur 4 et 4 ' et au tiers de la longueur des canaux de décharge 2 et 2 ' Il roule sur la cloison cylindrique 12 qui sépare la veine centrale 3 des canaux par l'intermédiaire de rouleaux La section de chaque canal est entourée d'un joint d'étanchéité circulaire qui frotte sur l'anneau 6 et empêche les fuites d'air entre les canaux Ces moyens sont usuels dans la technique et n'ont donc pas été représentés. L'anneau 6 est pourvu de deux évidements 13 et 13 ' diamétralement opposés et qui s'étendent sur presque toute la largeur de l'anneau 6 et sur près d'un quart de tour de circonférence chacun On s'apercevra que d'autres dispositions pourraient être trouvées sans difficulté si les canaux étaient disposés différemment, par exemple à des emplacements différents de circonférence ou à des diamètres différents Dans l'état de la figure 3 qui correspond à celui de la figure 1, c'est-à-dire à un mode de fonctionnement en turboréacteur, l'air s'écoule Librement à travers la veine centrale 3 et à travers les canaux de décharge 2 et 2 ', devant lesquels s'étend une partie des évidements 13 et 13 ' Les canaux 4 et 4 ' sont par contre obstrués par les parties pleines de l'anneau 6. La commutation consiste en une rotation continue de L'anneau 6 dans un sens uniforme et comporte tout d'abord une transition de fermeture des canaux de décharge 2 et 2 ' par les parties pleines de L'anneau 6 (figure 4), puis enfin une ouverture des canaux de statoréacteur 4 et 41 devant Lesquels viennent respectivement une partie des évidements 13 ' et 13 (figure 5) Quand Les canaux de statoréacteur 4 et 4 ' sont ouverts, on obstrue rapidement La veine centrale 3 grâce à la rotation de volets radiaux 14 situés à L'entrée de La turbine 5 et qui tournent sur des pivots non représentés pour former une paroi continue De tels volets 14 et leur système de commande sont identiques à ceux des aubes de stator à calage variable (pivotantes) qui sont employées sur nombre de stators de compresseurs pour optimiser Leur rendement à tous Les régimes La commande peut être effectuée par un interrupteur qu'une saillie de L'anneau 6 vient toucher dès que les canaux 4 et 4 ' sont ouverts ou par tout autre moyen d'asservissement Il en résulte que l-es deux modes de fonctionnement coexistent, mais pendant une trop courte durée pour endommager Les pièces du turboréacteur La fermeture préliminaire des canaux de décharge 2 et 2 ' permet d'alimenter tout de suite Les canaux de statoréacteur 4 et 4 ' au débit et à La pression convenable et d'éviter toute perte de poussée à la transition entre les deux modes de réaction, sans que Le surcroît de pression que Le t urboréacteur subit momentanément puisse non plus l'endommager. REVENDICATIONS 1 Réacteur comprenant une veine de circulation de gaz divisée sur une section de sa longueur en une veine centrale ( 3) de turboréacteur qui contient une tubine à gaz ( 5), des canaux périphériques de statoréacteur ( 4, 4 ') qui contiennent des brûleurs ( 7) et des canaux périphériques de décharge ( 2, 2 ') qui se terminent en débouchant sur une section de La veine de circulation de gaz en aval de la turbine; des volets ( 14) pour ouvrir et fermer La veine centrale; et caractérisé par un anneau ( 6) qui entoure la veine centrale et s'étend devant une section des canaux périphériques de décharge et de statoréacteur, l'anneau pouvant tourner sous l'action d'un dispositif moteur ( 11) et étant muni d'évidements ( 13, 13 '), Les canaux étant disposés de façon que les évidements viennent successivement, pendant une rotation de L'anneau dans un sens uniforme, devant les canaux de décharge seulement, puis devant aucun des canaux, puis devant les canaux de statoréacteur seulement. 2 Réacteur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'anneau comprend une couronne dentée ( 9) sur laquelle un pignon ( 10) animé par le dispositif moteur engrène.