Brevet FR2839117A1 — publié le 20031031

sortie est de l'ordre de 10 a 20% de la hauteur (H) de la galerie. 1 283911 7 r La presente invention concerne un nouveau systeme pour ameliorer la captation d' air par effet de trompe, pour ameliorer les performances de la fusee a appoint d'air. Le principe de la propulsion par la fusee a point d'air est une captation d'air disposee annulairement autour d'un ejecteur de fusee (fig.l)permet d'ameliorer les performances de cette derriere: - par effet de trompe; par combustion, l'air capte permettant de bruler l'excedent de combustible des gaz fournis par la fusee. o En effet, les performances optimales de la fusee vent obtenues avec des richesses notablement superieures au regime staechiometrique. Les consommations specifiques du propulseur a appoint d'air vent inferieures a celle de la fusee (de l'ordre de 2fois). Le principal inconvenient de la fusee a appoint d'air est que: - le propulseur est plus complique; - la capacite d'air par effet de trompe est faible; - la section de la carene annulaire autour de l'ejecteur de fusee est superieur a la section de cette derriere, ce qui diminue considerablement la vitesse d'ejection, et par consequent la poussee. o Il faut done trouver un autre moyen pour ameliorer la captation d'air par effet de trompe; et realiser ['ejection des gaz sans augmenter la section de la tuyere, et par consequent ameliorer les performances de la fusee a appoint d'air. L' invention a pour but de fournir le principe d'un nouveau procede pour ameliorer la captation d'air par effet de trompe pour la fusee a appoint d'air sans augmenter la section de la tuyere. Conformement a ['invention, ce but est atteint par un nouveau systeme qui ameliore la captation d'air par effet de trompe, integre a la fusee a appoint d'air. Ce nouveau systeme realise la dilution des gaz fournis par la fusee, pour augmenter la surface de contact entre les gaz et l'air ambient aspire. ao Le principe d'un nouveau systeme pour la fusee a appoint d'air concu conformement a ['invention presente un certain nombre d'avantage: augmentation de la quantite d'air aspire par effet de trompe; - un bon rendement par rapport a la propulsion par effet > aux vitesses , elevees; - la realisation d'une fusee a appoint d'air sans augmenter la section de la tuyere ice qui ameliore les performances:(la consommation; le domaine de vol;...). L'invention est decrite ci-apres a ['aide de reference au dessins joints dans lesquels: La figure 2 represente une coupe longitudinale mediane montrant le schema de principe conformement a ['invention; La figure 3 represente une coupe longitudinale mediane du systeme utilise pour ameliorer la captation d'air par effet de Trompe. 2 283911 7 r La figure 2 represente une coupe longitudinale mediane montrant le schema de principe du nouveau systeme qui ameliore la captation d'air par effet de Trompe, integre a la fusee a appoint d'air conformement a ['invention: (A)est le propergol du moteur fusee, la richesse du melange doit etre tres s elevee. On salt que ['aspiration d'air frais par effet de Trompe est en fonction de la vitesse des gaz. Donc ce montage technique consiste a accrotre la vitesse des gaz qui sortent du moteur fusee, c'est le role de la convergente (L) qui augmente considerablement cette vitesse a l' entree du nouveau systeme de la captation o d'air par effet de Trompe(K). L ' amelioration de la captation d' air par ce nouveau systeme sera mieux comprise a ['aide de la Fig.3: Supposons que (L)est la convergente qui augmente considerablement la vitesse des gaz. La section (S7)a la sortie de cette convergente (L) est une veine gazeuse s circulaire qui traverse le canal cylindrique (Z) quton peut le diviser theoriquement-par exemple -en deux sections annulaires (S8)et (S9), en gardant la troisieme section (Sl0) circulaire par rapport a l'axe de l'ecoulement. Des canaux (R);(R');...sont disposees a l'interieur du canal(Z), par un angle > de faible degre en nombre variable, tel que le point (I) qui est le centre des canaux ( R);(R');...soit au centre de la section annulaire(S8). De cette facon, on a cree plusieurs veines gazeuses annulaires autour des canaux(R);(R');...dans cette premiere section (S8).Ainsi, des canaux (T); (T')...sont disposes a l'interieur du canal(Z) par un angle (Y) aussi de faible degre - de fa,con que les canaux (R);(R')...et (T);(T');...ne soient pas fixes sur la meme ligne droite pour ne pas gener l'ecoulement en nombre variable, tel que le point(I), qui est le centre des canaux (T) ;(T');... soit au centre de la deuxieme section annulaire (S9). De cette facon une autre fois, on a cree des veines gazeuses annulaires autour des canaux (T);(T');... Donc, on a divise la veine gazeuse circulaire dans le canal (Z) en plusieurs o veines gazeuses annulaires autour des canaux (R);(R');....(T); (T');...et par consequent, on a augmente la surface de contact entre les gaz brules et l' air frais, ce qui augmente la quantite d'air captee par effet de Trompe a travers la prise d'air (E) (Fig.2). Par ce montage technique, on realise un bon contact entre les molecules s de l'excedent du combustible des gaz fournis par la fusee, ce qui donne une bonne combustion avec une temperature tres elevee par rapport a la temperature des gaz de la fusee, et par consequent, augmentation de la vitesse d'ejection et de la poussee. La detente des gaz brules necessaire a la poussee est ensuite - realisee dans la tuyere d'ejection (D). o Aussi par ce montage, on realise une fusee a appoint d'air sans augmenter la section d'ejection pour capter l'air frais par effet de Trompe. Donc, une amelioration par rapport a la fusee a appoint d'air >. 3 283911 7 En fin, la propulsion par ce nouveau systeme de la captation d'air par effet de Trompe constitue une amelioration par rapport a la propulsion par effet Stato; car dans un statoreacteur, a partir d'une certaine vitesse, la temperature due a la simple compression de l'air dans le statoreacteur menace de rejoindre la s temperature de combustion. A Mach 6, par exemple, l'air comprime peut arriver dans la chambre de combustion a une temperature voisine de 2000 C. Le statoreacteur n'a plus aucun rendement. Par contre avec le nouveau systeme, la pression d'air dans ['entree d'air (E) Fig.2 est en fonction de la vitesse des gaz qui passent dans le nouveau o systeme de la captation d'air par effet de Trompe. Cette vitesse qui est tonj ours superieur a la vitesse de vol. ce qui donne un bon rendement aux vitesses elevees. 4 283911 7 s REVENDICATIONS l- Procede (K) pour la propulsion par la fusee a appoint d'air, ledit procede ameliorant la captation d'air frais par effet de trompe, sans augmenter la section d'ejection de la tuyere (D) et sans eke influe par la pression dynamique dans la prise d' air (E) aux vitesses elevees,. caractense par une acceleration de la veine gazeuse par la section convergente (L) et une dilution de ladite veine gazeuse circulaire dans le conduit (Z) de la section (S7), de maniere a augmenter la surface de contacte entre les molecules des gaze brules et les molecules d'air frais aspirees, et par consequent, augmenter le debit d'air qui traverse le moteur, et augmenter o la surface de contact entre les molecules du combustible des gaz fournis par la fusee et les molecules d'air frais, 2Procede suivant la revendication l, caracterise par une transformation de la veine gazeuse circulaire audit conduit (Z) en veine gazeuse annulaire autour des conduits d'aspiration (R);(R');... et (T);(T');...pour augmenter la surface de contact entre les gaz brules et l'air frais aspire, 3- Dispositif pour la mise en ccuvre du procede suivant la revendication 2, caracterise en ce que lesdits conduits (R);(R');...et (T) ;(T');...sont montes en nombre variable a l'interieur audit conduit (Z), de maniere que les centres (I) et (J) desdits conduits(R); (R');...et (T); (T');...solent o respectivement aux centre des sections annulaires (S8) et (S9) de la veine gazeuse pour augmenter la surface de contact entre les gaz brules et l'air frais aspire par effet de trompe, la veine gazeuse dans la section (S l 0) restart circulaire par rapport a l'axe de l'ecoulement, et la fixation desdits conduits (R);(R');...et (T);(T');... sur ledit conduit (Z)...etant selon de faibles degree (X) et ( et pas en ligne droite pour donner au dispositif (K) un bon ecoulement.