Brevet FR2845423A1 — publié le 20040409

ENTREE D'AIR A GEOMETRIE VARIABLE POUR UN STATOREACTEUR A COMBUSTION SUPERSONIQUE La présente invention concerne une entrée d'air à géométrie variable pour un statoréacteur à combustion supersonique avec un ou plusieurs modules utilisés pour fournir la propulsion d'un véhicule hypersonique. Un statoréacteur à combustion supersonique nécessite typiquement une entrée d'air à géométrie variable pour l'efficacité opérationnelle et la performance. Une approche commune consiste à utiliser un (des) volet(s) d'entrée de capot, dont la position peut être ajustée au 10 cours du vol. Plusieurs approches pour le plan d'une entrée d'air à géométrie variable ont été présentées dans l'état de la technique. Elles comprennent, sans y être limitées, celles qui incorporent une commande de mât de liaison en flux, comme cela est montré sur la figure 1, 15 une commande de mât de liaison logée dans la paroi latérale, comme cela est montré sur la figure 2, et une commande de charnière à engrenages, comme cela est montré sur la figure 3. La commande du mât de liaison en flux fournit une 20 solution efficace structurelle en répartissant les efforts de commande à travers la largeur du volet, mais introduit des perturbations des flux indésirables dans l'entrée d'air, et nécessite une étanchéité compliquée à l'endroit o les mâts de liaison pénètrent dans la tôle 25 de carrosserie. La commande du mât de liaison logée dans la paroi latérale élimine les mâts de liaison en flux et les perturbations des flux qui leur sont associées, mais nécessite également une étanchéité compliquée à l'endroit o la commande pénètre dans la structure de la paroi 30 latérale étendue. La commande de charnière à engrenages élimine le blocage des flux et les problèmes d'étanchéité, mais nécessite une charnière avec un 2 2845423 diamètre plus grand pour loger les engrenages, et est mécaniquement plus complexe. Une approche simple qui élimine le blocage des flux des mâts de liaison en flux, et supprime le besoin de joints compliqués est nécessaire. En conséquence, un objet de la présente invention est de fournir une entrée d'air à géométrie variable améliorée pour un statoréacteur à combustion supersonique. Un autre objet de la présente invention est de fournir une entrée d'air à géométrie variable comme celle susmentionnée qui élimine le blocage des flux et le besoin de joints compliqués. Un autre objet encore de la présente invention est 15 de fournir une entrée d'air à géométrie variable comme celle susmentionnée qui soit d'une construction simple. Les objets précédents sont réalisés par l'entrée d' air variable de la présente invention. Conformément à la présente invention, un entrée 20 d'air à géométrie variable pour un statoréacteur à combustion interne présente au moins un module de chambre de combustion. En règle générale chaque module de chambre de combustion présente deux parois latérales, chaque paroi latérale présentant une partie centrale ayant une 25 épaisseur et une partie avant s' amincissant située à l'avant de la partie centrale et se terminant en un rebord avant effilé. En outre, chaque module présente une paroi inférieure et un volet de capot positionné à l'avant de la paroi inférieure. Le volet présente un 30 rebord avant croisant les rebords avant des parois latérales. D'autres détails du plan de l'entrée d'air à géométrie variable pour le statoréacteur à combustion supersonique de la présente invention, aussi bien que 35 d'autres objets et avantages qui y sont associés, sont présentés dans la description détaillée suivante et les dessins annexés sur lesquels les numéros de référence semblables représentent les éléments semblables. La figure 1 illustre une entrée d'air à géométrie variable de l'art antérieur qui incorpore une commande de mât de liaison en flux; la figure 2 illustre une entrée d'air à géométrie variable de l'art antérieur qui incorpore une commande de mât de liaison logée dans une paroi latérale; la figure 3 illustre une entrée d'air à géométrie 10 variable de l'art antérieur qui utilise une commande de charnière à engrenages; la figure 4 illustre une vue latérale d'une entrée d'air à géométrie variable selon la présente invention; la figure 5 illustre une vue en coupe de l'entrée 15 d'air à géométrie variable de la figure 4; la figure 6 est une vue en perspective de l'entrée d'air à géométrie variable de la figure 4; la figure 7 est une vue isolée du système de commande du volet de capot; et la figure 8 est une vue en coupe prise à travers l'axe d'articulation du volet de capot. En faisant à présent référence aux dessins, les figures 4 à 6 illustrent une entrée d'air à géométrie variable 10 pour un statoréacteur à combustion 25 supersonique qui est conçu pour fournir un flux égal et ajustable 12,13, à chaque module de combustion 14 du moteur. Comme on peut le voir sur la figure 5, les modules 14 présentent chacun une même largeur 15 et une même surface inférieure 60. Un volet de capot 19,20,21 30 mobile est positionné à l'avant de la surface inférieure 60 de chaque module 14. Les parois latérales 16 entre deux modules 14 adjacents possèdent une partie centrale 61 ayant une épaisseur souhaitée, et une partie avant 62 s'amincissant 35 située à l'avant de la partie centrale 61. La partie avant 62 se termine par un rebord avant effilé 17. Comme on peut le voir sur les figures 5 et 6, les rebords avant 17 se croisent aux points 18 avec les rebords avant 22 des volets de capot 19,20,21. Le fait de positionner les rebords avants 17 des parois latérales 16 5 de cette manière évite l'endommagement potentiel des interactions de choc de " type 4" sur ces rebords avant 17. Cela apporte aussi un volume structurel 23 pour loger les éléments de commande 24. L'entrée d'air à géométrie variable 10 présente 10 également deux parois latérales externes 63. Chaque paroi latérale externe 63 comprend une partie centrale 64 ayant une certaine épaisseur, et un partie avant 65 s' amincissant située à l'avant de la partie centrale 64. La partie avant 65 de chaque paroi latérale externe 63 15 présente, d'une part, une surface externe ayant une première partie de paroi 66 s'étendant selon un premier plan et une seconde partie de paroi 67 orientée vers l'intérieur, et, d'autre part, une surface interne ayant une troisième partie de paroi 68 s'étendant sensiblement 20 de manière parallèle à la première partie de paroi 66 et une quatrième partie de paroi 69 orientée vers l'extérieur. La seconde partie de paroi 67 et la quatrième partie de paroi 69 se rencontrent pour former une rebord avant effilé 70. Comme on peut le voir sur la 25 figure 5, le rebord avant 70 de chaque paroi latérale externe 63 s'étend en avant des rebords avant 17 des parois latérales internes 16 et des rebords avant 22 des volets de capot 19,20,21. Comme on peut le voir sur la figure 7, chacun des 30 volets 19,20,21 présente des bords latéraux 71 qui sont évasés, chaque bord latéral 71 s'élargissant depuis le rebord avant 22 effilé jusqu'à un bord de fuite 72, de manière à suivre ou à imiter les profiles des rebords avant 17,70 des parois latérales 16,63 adjacentes. Chacun 35 des volets de capot 19, 20, 21 est plus large à son rebord avant 22. Cette configuration définit une largeur de capture de module 26. Pour maintenir une largeur de capture 26 égale pour chaque module 14, les volets externes 19, 21 sont identiques au(x) volet(s) interne(s) 20 et les parois latérales externes 63 imitent le profile de la paroi latérale interne 27. Les volets 19,20, 21 tournent autour d'un axe d'articulation 28 par rapport aux parois latérales 16,63. En conséquence, les rebords avant 17,70 des parois latérale 16,63 forment un corps de révolution 29 autour 10 de l'axe d'articulation 28 afin de maintenir un espace 30 constant entre un bord latéral 71 d'un volet 19,20, 21 et le bord latéral adjacent de la paroi latérale correspondante. Une extension 31 en éventail peut être ajoutée aux 15 rebords avant 70 des parois latérales externes 63 pour améliorer la performance d'entrée en réduisant le déversement local. Le système de volet décrit ci-dessus est commandé par des actionneurs 32 dimensionnés de manière appropriée 20 qui poussent ou tirent des bras de manivelle 34 qui sont fixés de manière rigide aux volets de capot 19,20, 21. En faisant à présent référence aux figures 7 et 8, on peut voir que les volets 19,20,21 sont mécaniquement synchronisés et pivotent autour d'arbres d'articulation 35 et des dispositifs d'appui 36 qui sont mécaniquement fixés à la structure statique du moteur 37 par un ou plusieurs blocs de soutien 38. L'agencement compact de ces éléments de commande, comme cela est illustré sur les figures 7 et 8, est important pour 30 réduire l'épaisseur 39 des parois latérales dans les parties centrales 62,64, réduire la résistance aérodynamique, et utiliser de manière efficace la largeur du moteur. Il est évident qu'il a été fourni selon la présente 35 invention un plan d'entrée d'air à géométrie variable pour un statoréacteur à combustion supersonique qui satisfait pleinement aux objets, moyens et avantages présentés ci-dessus. Bien que la présente invention ait été décrite dans le cadre des modes de réalisation spécifiques de celle-ci, d'autres variantes, modifications, et variations ressortiront pour l'homme du métier ayant lu la description précédente. En conséquence, elle vise à comprendre lesdites variantes, modifications et variations qui restent dans le cadre de la large portée des revendications annexées. 10 REVENDICATIONS 1. Entrée d'air à géométrie variable (10) pour un statoréacteur à combustion supersonique présentant au moins un module de chambre de combustion (14), caractérisée en ce que chaque module de chambre de 5 combustion (14) présente deux parois latérales (16,63), chaque paroi latérale (16,63) présentant une partie centrale (61,64) ayant une épaisseur, et une partie avant (62,65) s'amincissant située à l'avant de la partie centrale (61,64) et se terminant par un rebord 10 avant (17,70) effilé. 2. Entrée d'air à géométrie variable (10) selon la revendication 1, caractérisée en ce que chaque module (14) présente une paroi inférieure (60) et un volet de capot (19,20,21) mobile positionné à l'avant de 15 la paroi inférieure (60), chaque volet de capot (19,20,21) présentant un rebord avant (22), les rebords avant(17,70) des parois latérales (16,63) croisant le rebord avant (22) du volet de capot (19,20,21). 3. Entrée d'air à géométrie variable (10) selon la revendication 2, caractérisée en ce qu'au moins une des parois latérales (63) présente un rebord avant (70) s'étendant en avant du rebord avant (22) du volet de capot (19,20,21), et en ce qu'elle comprend des moyens de 25 commande du volet de capot (19,20,21). 4. Entrée d'air à géométrie variable (10) selon la revendication 2 ou 3, caractérisée en ce que chaque partie centrale (61,64) d'une paroi latérale (16,63) présente une épaisseur (39) suffisante pour loger au 30 moins un élément pour commander le volet de capot (19,20,21), et en ce que le volet de capot (19,20,21) présente un bord de fuite (72) et s'élargit du rebord avant (22) jusqu'au bord de fuite (72) pour suivre le profile de la paroi latérale (16,63). 5. Entrée d'air à géométrie variable (10) selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce 5 qu'elle présente plusieurs modules de chambres de combustion (14), et en ce qu'elle comprend deux parois latérales externes (63) et au moins une paroi latérale interne (16), les parois latérales (16,63) définissant les modules de chambre de combustion (14). 6. Entrée d'air à géométrie variable (10) selon la revendication 5 dépendante de la revendication 2, caractérisée en ce que le volet de capot (19,20,21) de chaque module (14) est positionné entre les deux parois latérales (16,63) définissant ce module (14). 7. Entrée d'air à géométrie variable (10) selon la revendication 6, caractérisée en ce que chaque paroi latérale externe (63) présente un rebord avant (70) s'étendant en avant du rebord avant (22) de chaque volet de capot mobile (19,20,21), en ce que chaque dit volet de 20 capot (19,20,21) présente un bord de fuite (72) et des bords latéraux (71) évasés qui s'élargissent depuis le rebord avant (22) jusqu'au bord de fuite (72), chaque bord latéral évasé (71) imitant le profile du rebord avant (17,70) de la paroi latérale (16,63) adjacente. 8. Entrée d'air à géométrie variable (10) selon la revendication 7, caractérisée en ce qu'elle comprend un espace (30) constant entre chaque bord latéral évasé (71) et la paroi latérale (16,63) adjacente. 9. Entrée d'air à géométrie variable (10) selon l'une des revendications 6 à 8, caractérisée en ce que les volets de capot (19,20,21) tournent autour d'un axe d'articulation (28) commun, l'entrée d'air (10) comprenant, en outre, des moyens pour commander chaque volet de capot (19,20,21). 10. Entrée d'air à géométrie variable (10) selon la revendication 9, caractérisée en ce que les moyens de commande comprennent un bras de manivelle (34) fixé à chaque volet (19,20,21), et plusieurs actionneurs (32) pour actionner chaque bras de manivelle (34). 11. Entrée d'air à géométrie variable (10) selon la 5 revendication 10, caractérisée en ce que les moyens de commande comprennent plusieurs arbres d'articulation (35), des paliers d'appui (36), et de moyens (38) pour fixer mécaniquement les arbres d'articulation (35) et les paliers (36) à une structure 10 statique (37). 12. Entrée d'air à géométrie variable (10) selon la revendication 11, caractérisée en ce que les moyens de fixation mécaniques (38) comprennent au moins un bloc de soutien (38). 13. Entrée d'air à géométrie variable (10) selon l'une des revendications 5 à 12, caractérisée en ce que chaque module (14) présente une largeur (15) égale et un flux ajustable égal. 14. Entrée d'air à géométrie variable (10) selon l'une des revendications 5 à 13, caractérisée en ce que chaque module (14) présente une largeur de capture (26) égale. 15. Entrée d'air à géométrie variable (10) selon l'une des revendications 5 à 14, caractérisée en ce 25 qu'une extension (31) en éventail est ajoutée au rebord avant (70) de chaque paroi latérale externe (63) pour réduire le déversement local. 16. Entrée d'air à géométrie variable (10) selon l'une des revendications 5 à 15, caractérisée en ce que 30 chaque paroi latérale externe (63) présente, d'une part, une surface externe ayant une première partie de paroi (66) s'étendant selon un premier plan et une seconde partie de paroi (67) orientée vers l'intérieur, et, d'autre part, une surface interne ayant une troisième 35 partie de paroi (68) s'étendant sensiblement de manière parallèle à la première partie de paroi (66) et une quatrième partie de paroi (69) orientée vers l'extérieur.