BE1030761B1 - Aube pour stator de turbomachine - Google Patents
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Abstract
L'invention propose une aube (9 ; 109) à calage variable de stator de turbomachine, l'aube comprenant : une pale (11) de guidage d'un flux d'air ; et une ou deux plateforme(s) (26) disposée(s) à une extrémité ou aux deux extrémités de la pale, la ou les plateformes comprenant une surface de guidage (26.1) du flux d'air, la surface comprenant une première portion de disque (30.1) du côté de l'intrados (11.3) et une seconde portion de disque (30.2) du côté de l'extrados (11.4); remarquable en ce que la ou au moins une des premières ou secondes portions de disque comprend une bosse (32).
Description
‘ BE2022/5620
AUBE FOUR STATOR DE TURBOMACHINE
Domaine technique
L'invention concerne les aubes statoriques de turbomachine et plus particulièrement la conception des aubes à calage variable avec contouring de surface,
Art antérieur
Le changement climatique est une préoccupation majeure pour de nombreux organes législatifs et de régulation à travers le monde, En effet, diverses restrictions sur les émissions de carbone ont été, sont ou seront adoptées par divers étais. En particulier, une norme ambitieuse s'applique à la fois aux nouveaux types d'avions mais aussi ceux en circulation nécessitant de devoir mettre en œuvre des solutions technologiques afin de les rendre conformes aux réglementations en vigueur. L'aviation civile se mobilise depuis maintenant plusieurs années pour apporter une contribution à la lutte contre le changement climatique.
Les efforts de recherche technologique ont déjà permis d'améliorer de manière très significative les performances environnementales des avions, La Déposante prend en considération les facteurs impactant dans toutes les phases de conception et de développement pour obtenir des composants et des produits aéronautiques moins énergivores, plus respectueux de l'environnement et dont l'intégration et l'utilisation dans l'avialion civile ont des conséquences environnementales modérées dans un but d'amélioration de l'efficacité énergétique des avions.
Par voie de conséquence, la Déposante travaille en permanence à la réduction de son incidence climatique négative par l'emploi de méthodes et l'exploitation de procédés de développement et de fabrication vertueux et minimisant les émissions de gaz à effet de serre au Minimum possible pour réduire de l'empreinte environnementale de son activité.
Ces travaux de recherche et de développement soutenus portent à la fois sur les nouvelles générations de moteurs d'avions, l'ailégement des appareils, notamment par les matériaux employés st les équipements embarqués allégés, le développement de l'emploi des technologies électriques pour assurer la propulsion, et, indispensables compléments aux progrès technologiques, les biocarburants aéronautiques.
Dans ce contexte, l'invention porte plus particulièrement sur les aspects liés au compresseurs de turbomachine d'aéronefs. Les compresseurs comprennent des aubes statoriques de redressement d'un flux primaire, ou « redresseur ». Le flux io d'air peut présenter des écoulements secondaires non désirés, dus notamment à un décollement au niveau de l'extrados et de l'intrados, qui a des conséquences négatives sur les performances du compresseur Impactant le rendement de la turbomachine
Le document de brevet publié WO 2019/228897 A1 divulque des aubes d'un redresseur s'étendant à partir d'une surface non-axisymétrique communément appelée « contouring 3D », cette dernière comprend des creux et des bosses visant à limiter l'apparition des écoulements secondaires.
Cependant, cette solution visant à pourvoir les viroles de redresseur de creux et/ou de bosses n'est pas adaptée pour les aubes à calage variable (ou « VSV » pour « Variable Slator Vans »). En effet, si le design de creux el/ou de bosses sur la virole sont optimisées pour une direction donnée du flux d'air, les variations de la vitesse et/ou de la direction du flux résultants du pivotement des aubes VSV rend le contouring suboptimal, Par exemple, on note l'apparition de vortex en « fer-à-cheval » pour des aubes VSV en forte incidence.
Le contouring proposé par le document WO 2019/228897 AT ne concerne que des aubes de redresseurs fixes et ne permet donc pas de limiter efficacement l'apparition des écoulements secondaires au niveau d'un redresseur à calage variable.
Résumé de l'invention
Problems technique
L'invention a pour objectif de résoudre au moins un des problèmes posés par l'art antérieur. Plus précisément, l'invention a pour objectif de proposer une aube qui garantisse une donne stabilité afin de limiter des perles d'efficacité intrinsèques et de garantr un bon rendement du compresseur d'une iurbomachine indépendamment de l'incidence des aubes VSV.
Solution technique
L'invention est le résultat des recherches technologiques visant à améliorer de manière très significative les performances des avions et, en ce sens, contribue à la réduction de l'impact environnemental des avions. Pour cela, Ia présente id invention a pour objet une aube à calage variable de stator de turbomachine, l'aube comprenant : - Une pale de guidage d'un flux d'air, la pale ayant un bord d'attaque et un bord de fuite, ainsi qu’un intrados et un extrados s'étendant depuis le bord d'attaque jusqu’au bord de fuite ; et - Une ou deux platisforme(s) disposée(s} à une extrémité ou aux deux extrémités de la pale, la ou les plateformes comprenant une surface de guidage du flux d'air, ia surface comprenant une première portion de disque du côté de l'intrados et une seconde portion de disque du côté de l'extrados ; remarquable en ce que ia ou au moins une des premières ou secondes portions de disque comprend une bosse,
Avantageusement, la plateforme permet la fixation de l'aube dans un carter de la turbomachine, préférentiellement au moyen d'un tourillon assurant une liaison pivot avec ie carter.
Préférentieliement, l'aube comprend une seule plateforme disposée en tête d'aube. Plus préférentisiiement, Vaube comprend deux plaisformes, une en tête de la pale et l'autre se trouvant au pied de ladite pale.
La ou les plateforme(s) comprend/comprennent deux portions de disque, ces deux dernières sont de préférence vues suivant une direction raciale, À cet effet, il est à noter que les disques sont asymétriques car leur surface de quidage de l'air n’est pas plane (comprend une ou deux bosses).
Selon un mods avantageux de l'invention, la ou Vau moins une des premières portions de disque comprend uns première bosse, et le sommet de ladite première bosse a une position dont la projection sur la ligne de corde de l'aube au droit de la plateforme est distante du bord d'attaque de 10% ou moins de la corde.
Selon un mode avantageux de l'invention, le sommet de la première bosse est accolé à l'intrados ou est disposé à une distance dudit intrados comprise entre 0% et 30% d'une épaisseur maximale de la pale.
Selon un mode avantageux de l'invention, la ou au moins une des secondes io portions de disque comprend une seconde bosses.
Avantageusement, la seconde bosse permet de relarder voire d'éviter le décrochage du flux d'air au niveau de l’'extrados de la pale,
Préférentiellement, le sommet de la seconde bosse comprend une position dont la projection sur la corde de l'aube au droit de la plateforme est distante du bord de fuite de la pale d'une distance correspondant à 10% ou moins de la corde.
Selon un mode avantageux de l'invention, la plateforme comprend une arête périphérique qui coupe la projection radiale de Vextrados sur la surface de quidage en un point d'intersection arrière, le sommet de la seconde bosse ayant une position dont ia projection sur la ligne de corde de l'aube au droit de la plaisforme est à une distance de la projection du point d'intersection arrière sur la corde qui est inférieurs ou égale à 10% de la corde.
Selon un mode avantageux de l'invention, hormis la ou les bosses, la surface de ia première et de la deuxième portion de disque est sensiblement plane, et le sommet de la ou des bosses s'élève au-dessus de la surface sensiblement plane d'une hauteur qui est comprise entre 0.5 et 5 mm, préférentiellement comprise entre 1 et 3 mm,
Selon un mode avantageux de l'invention, la hauteur du sommet de la première bosse est comprise entre 0.1 et 0,3 fois l'épaisseur maximale de la pale ou comprise entre 1 et 3 fois ladite épaisseur maximale, evou la hauteur du sommet della seconde bosse es! comprise entre 0.1 et 0.3 fois l'épaisseur maximale de ia pale ou comprise entre 1 à 3 fois ladite épaisseur maximale.
Avantageusement, cette hauteur des bosses permet de minimiser les écoulements secondaires, fout en limitant l'impact desdites bosses sur ie profil sérodynamique de la pale. En effet, si la hauteur des bosses est trop grande, alors un blocage du flux d'air risque de se produire. 5 Selon un mode avantageux de l'invention, la hauteur du sommet de la ou des bosses est comprise entre 1% et 10% de la corde.
Selon un mode avantageux de l'invention, la ou les bosses sont à distance de l'arête périphérique.
Avantageusement, la première bosse el/ou la deuxième bosse estsont ic confinée(s) sur la plateforme et ne s'étendent pas sur la partie fixe du carier, car dans le cas où la ou les bosses se trouvent sur parte fixe (carter de turbomachine) en dehors de la plateforme, l'homogénéité de l'écoulement aérodynamique risque d'être impactée, En effet, le confinement des bosses sur ies plateformes des aubes de l'invention permet auxdites bosses d'agir sur les écoulements secondaires quelle que soit l'incidence de la pale.
Selon un mode avantageux de l'invention, la première bosse a une orientation principale qui forme un angle compris entre 30° et 60° avec la corde de l'aube.
Préférentiellement, l'orientation principale de la première bosse correspond à une direction ou à un axe principal de l'étendue de ladits première bosse sur la plaisforme. À cet effet, l'orientation principale définit le sens de la plus grande dimension de ladite première bosse. L’axe principal est de préférence sensiblement parallèle à la surface de guidage de la plateforme et peut être vu radialement,
Selon un Mode avantageux de l'invention, la seconde bosse a une forme de cardioïde tronquée.
L'invention a également pour objet une turbomachine d'aéronef comprenant un compresseur, ledit compresseur comprenant une surface de guidage d'un flux d'air sensiblement axisymétrique à l'exception d'une rangée annulaire de logements, la turbomachine étant remarquable en ce qu'elle comprend une rangée annulaire d'aubes selon l'invention et l'un de ses modes avantageux susmentionnés, les plateformes des aubes étant reçues dans des logements du carter tel que les surfaces de guidage d'air des plateformes soient sensiblement affleurantes à la surface de guidage de flux d'air du carter,
Avantageusement, l'aube de l'invention permet d'éviter l'apparition des écoulements secondaires au niveau du redresseur statorique à calage variable 5 d'un compresseur de la turbomachine.
En effet, la première bosse permet de limiter voire d'éviter qu’un écoulement secondaire indésirable remonte vers Vexirados d'une aube voisine dans une rangée d'aubes statoriques du compresseur. Parallèlement, la seconde bosse permet de mieux guider du flux d'air en contact avec l'extrados et d'éviter son id — décollement dudit extrados.
De plus, l'invention est particulièrement avantageuse car elle permet d'améliorer ies performances des compresseurs d'aéronefs et le rendement global des turbomachines, ce qui se traduit en une baisse de consommation de carburant et des émissions de gaz à effet de serre, réduisant ainsi l'impact environnemental is des avions. il est entendu que chaque détail d'un mode de réalisation ci-dessous peut être combiné à chaque autre détail des autres modes de réalisation.
Brève description des dessins
La figure 1 illustre une vue en coupe d'un compresseur d'une turbomachine axiale;
La figure 2 représente une vus en perspecijve d'une aube conforme à l'invention ;
La figure 3 illustre une vue radiale de l'aube selon un premier mode de réalisation de l'invention :
La figure à illustre une vue latérale de l'aube de la figure 3 ;
La figure 5 illustre une vue radiale d'une aube selon un deuxième mode de réalisation de l'invention ;
La figure 6 illustre une vus latérale de l'aube de la figure 5;
La figure 7 illustre une vue radiale d'une aube selon un troisième mode de réalisation de l'invention,
Description détaillée des modes de réalisation
Dans la description qui va suivre, les termes «Interne », «intérieur », « inférieur », « externe » et « supérieur » renvoient à un positionnement par ‘apport à l'axe de rotation d'une turbomachine axiale. La direction axiale correspond à la direction le long de l'axe de rotation de la turbomachine, les longueurs stan! mesurées axialement. Les largeurs sont mesurées selon la circonférence, La direction radiale est perpendiculaire à l'axe de rotation. L'amont et Vaval sont en référence au sens d'écoulement principal du flux d'air dans la turbomachine.
Les dimensions des figures ne sont pas à l'échelle el an particulier les épaisseurs ou les dimensions radiales sont exagérées pour faciliter la lecture des figures.
La figure 1 représente une vue en coupe d'un compresseur 2 d'une turbomachine axiale 4.
La turbomachine À peut correspondre à un turboréacteur double-flux, un furboiet, turbofan, turbopropulseur, turbomoteur ou toute autre turbine double-flux, is Ailternativement, la turbomachine 4 peut correspondre à une turbomachine muiti- flux, tel qu’un turboréacteur triple-flux non-carénée (CROR « Counter-Rotating
Open Rotor » ou USF « Unducted Single Fan »}, ou toute autre turbomachine tripie-flux.
De préférence, le compresseur 2 correspond à un compresseur basse-pression 2 ou à un compresseur haute-pression (non représenté). La turbomachine 4 comprend, en outre, d'autre composants non représentés dans la figure 1, tels qu'un compresseur haute-pression, une chambre de combustion et un OU plusieurs niveaux de turbines, En fonctionnement, la puissance mécanique de la turbine transmise via l'arbre central jusqu'au rotor 8 met en mouvement les deux compresseurs. Ces derniers comportent plusieurs rangées d'aubes de rotor 8 associées à des rangées d'aubes de stator 10. La rotation du rotor 6 autour de son axe de rotation X permet ainsi de générer un débit d'air et de comprimer progressivement ce dernier jusqu'a Ventrée de la chambre de combustion.
Une soufflante 12 (partiellement Hlustrée), est couplée au rotor 6 et génère un flux d'air qui se divise en un flux radialement interne F1, communément appelé flux primaire F1, et en un flux radialement externe F', pouvant correspondre à un flux secondaire F' dans ie cadre d'une turbomachine double-flux, ou à un flux tertiaire FP’ d'une turbomachine 4 du type fripie-flux.
Le flux radialement externe F' traverse un conduit annulaire (partiellement représenté). Le flux secondaire est accéléré pour générer une réaction de poussée utile au vol d'un avion, Les flux primaire F1 et radialement externe = sont tous deux annulaires et séparés par un bec de séparation 14,
On peut voir sur la figure 1 que le rotor 12 comprend plusieurs rangées d'aubes fotoriques 8, en l'occurrence trois, et plusieurs rangées d'aubes statoriques 10, en l'occurrence trois ; ces dernières permettent de convertir ia vitesse du flux d'air io F1 en pression, notamment en pression statique.
Les aubes rotoriques 8 peuvent s'étendre radialement depuis un support rotorique 16 qui peut être une plateforme à queue d'aronde, une couronne interne de tambour monobloc aubagé ou tout autre type de support d'un rotor composite,
Les aubes statorigues 10 s'étendent essentiellement racialement depuis un 15 carter exiérieur 18. Elles peuvent y être fixées el immobilisées à l'aide d'axes de fixation 20, Elles traversent radialement ie flux primaire F1. Les aubes statoriques peuvent être à corde fixe (radialement constantes) par rapport au carter extérieur 18,
Le compresseur basse-pression 2 comprend à l'entrée d'une veine 22 de flux primaire F1, une rangée d'aubes 9 siatoriques de redressement à calage variable.
Préferentisiiement, le calage variable des aubes 9 es! assuré au moyen d'un système d'actionnement (non lustré) régulant l'angle formé par les pales 11 des aubes 9 autour d'un axe 24,
Dans cette configuration, chaque aube 9 comprend une pale 11 ainsi que une ou préférentiellement deux plateformes 26 sensiblement circulaires et disposées aux deux extrémités de la pale 11, Chaque plateforme 25 est pourvue d'un tourillon 28, du côté opposé à la pale 11 et assurant une liaison pivot avec le carter extérieur 18 ou intérieur 30, Le carter extérieur 18 est délimité radialement intérieurement par une surface supérieure 18.1 de guidage du flux primaire F1,
et le carter intérieur 30 est délimité radialement extérieurement par une surface de guidage intérieure 30.1,
Avantageusement, les pales 11 du redresseur sont identiques et annulairement alignées.
Le carter 18, 30 comprend des logements 31 répartis annulairement autour de l'axe X et dans lesquels les plateformes 26 sont logées et montées pivotantes.
Avantageusement, les plateformes 26 comprennent des surfaces de guidage d'air 26.1 axisymétriques (circulaires, cylindriques, coniques, etc.) sensiblement planes et affleurantes aux surfaces 18.1 et 30,1 de guidage de flux d'air du carter io 18, 30, Des joints appropriés peuvent garantir l'étanchéité entre les plateformes 26 et le carter,
La figure 2 représente une vue en perspective d'une aube 9 conforme à l'invention, La pale 11 de l'aube 9 comprend un bord d'attaque 11,1 et un bord de fuite 11,2, ainsi qu’un intracos 11,3 et un extrados 11,4 s'étendant depuis le is bord d'attaque 11,1 jusqu'au bord de fuite 11.2.
La pale 11 comprend, en outre, une ligne de corde LC, une ligne squelette S et une épaisseur maximale e (illustrées à la figure 3).
La surface de guidage 26.1 de la plateforme 25 comprend une première portion de disque 30,1 du côté de l'intrados 11,3 et une seconde portion de disque 30.2 du côté de l'extrados 11.4.
La séparation entre la premiére 30.1 et la seconde portion de disque 30.2 correspond préférentieiiernent au prolongement de la ligne squelette S ou la ligne de cambrure S de la pale 11 sur la surface de guidage 25,1 (vue radialement).
Suivant un premier mode de réalisation de l'invention, la première portion 30,1 comprend une première bosse 32. Des détails sur la forme et la position de la première bosse 32 seront détaillés plus loin dans la présente description.
La figure 3 illustre une vue radiale de l'aube 9 selon le premier mode de réalisation de l'invention,
On peut voir des lignes de contour (iso-contour illustrant la première bosse 32 comprenant un sommet 34 ayant une projection 34,1 sur la ligne de corde LC de ia pale 11 qui est préférentiellement distante du bord d'attaque 11.1 d'une distance D1 correspondante à au plus 10% de la corde ©, Aiternativement, la distance D1 peut être plus grande sans toutefois dépasser 15% de ia corde ©.
Préférentisiiement, le sommet 34 de la première bosse 32 est disposé de manière adjacente (sensiblement accolé) à l'intrados 11.3. Toutefois, le sommet 34 peut être au voisinage de l'intrados 11.3, Le, disposé à une distance comprise entre 0% et 50% de l'épaisseur maximale e, et préférentiellement comprise entre 0% et 30%.
Plus préférentiellement, ie sommet 34 est à au plus 3 mm de l'intrados 11,3.
Avantageusement, une telle disposition de la première bosse 32 permet d'avoir un impact direct sur le vortex « fer-à-cheval », car elle permet d'éviter le décrochage de la couche limite au niveau de la paroi de l'aube côté intrados 11,3 et/ou extrados 11.4,
La première bosse 32 comprend une forme sensiblement circulaire ou ovale ou elliptique, ladite bosse 32 étant préférentiellement sensiblement elliptique.
Toutefois, la forme de la bosse 32 peut être tronquée par l'intrados 11,3, La première bosse 32 comprend une orientation principale Hlustrée par un axe principal 32.1 qui peut former un angle compris entre 30° et 80° avec la ligne de corde LC, et préférentiellement un angle d'environ 45° (110%) avec la ligne de corde LC,
En effet, une orientation de la premières bosse 32 à 0° par rapport à la ligne de corde LC ne permet pas de faire obstacle aux écoulements secondaires, et une orientation à 90° avec la ligne de corde LG fait bien obstacles aux écoulements indésirables, mais génère des perles aérodynamiques supérieures.
Avantageusement, l'orientation de la première bosse 32 ainsi que la position du sommet 34 permet de faire obstacle au vortex fer-à-chevai afin d'éviter son passage vers Vexirados 11.4, et cela, dans toutes les orientations possibles de l'aube D autour de son axe 24, À cet effet, l'aube 9 permet d'assurer un fonctionnement optimal du compresseur de l'aéronef dans toutes les conditions de vol,
La figure 4 illustre une vue laterale de l'aube 9 de la figure 3. ici l'aube 9 est partiellement illustrée, notamment une moitié inférieure de ladite aube 9 est représentée, et la ligne en pointillés peut éventuellement correspondre à un axe de symétrie de l'aube 9.
On voit que le sommet 34 de la première bosse 32 s'élève au-dessus de la surface sensiblement plane 26.1 d'une hauteur H1,
Préférentiellement, la hauteur Hi du sommet 34 est comprise entre 1% et 10% de la corde de la pale 11.
La hauteur H1 est déterminée en fonction de l'épaisseur maximale e (lustrée ic dans la figure 3) de la pale 11 au droit de la plateforme 26 (c'est-à-dire que dans les cas où l'épaisseur de l'aube 9 n’est pas constante sur sa hauteur radiale, la hauteur de la bosse est définie par rapport à l'épaisseur maximale), En effet, il est préférable que la hauteur Hi soit comprise entre 0,1 et 3 fois l'épaisseur maximale e. Plus préférentiellement, la hauteur H1 est comprise entre 0.1 et 0,3 fois l'épaisseur maximale e quand ia première bosse 32 est en tête d’aube, et comprise entre 1 et 3 fois l'épaisseur e quand ladite bosse 32 est en pied d'aube.
À cet effet, la hauteur H1 peut, par exemple, correspondre à 1 mm quanc l'épaisseur e est égale à 10 mm, notamment dans le cas où la première bosse 32 se trouve sur la plateforme en tête d'aube, ou ladite hauteur H1 peut être égale à3mm si l'épaisseur e est à 1 mm, notamment dans le cas où la première bosse 32 se trouve sur la plateforme en pied d’aube.
De préférence, la hauteur H1 est comprise entre 0,5 et 5 mm, et plus préférentielement comprise entre 1 et 3 mm, En dessous de cet intervalle {hauteur HT inférieure à 1 mm), les tolérances de la forme de la première bosse 32 peuvent affecter l'efficacité de celle dernière à freiner les écoulements secondaires. Parallèlement, au-delà de cet intervalle (hauteur H1 supérieure à 3 mm), la performance du compresseur en incidence nominale risque d'être dégradée.
La première bosse 32 peut avoir une forme généralement convexe et/ou concave, Préférentieiliement, la première bosse 32 présente une forme convexe au niveau d'une partie amont correspondant à environ une moitié de l'étendue de ladite bosses 32 (ici le terme environ correspond à 120% de l'étendue), ladite première bosse 32 présente une forme concave sur une partie aval correspondant à une autre moitié, et plus préférentiellement, la moitié convexe est disposée en aval de la bosse 32 (plus proche du bord de fuite 11,2} de manière à disposer la partie convexe en contact direct avec les écoulements secondaires pour les bloquer st permettre de mieux guider le flux en aval avec la moitié concave,
La figure 5 illustre une vue radiale d’une aube 109 selon un deuxième mode de réalisation de l'invention, dans lequel l'aube 109 comprend une seconde bosse 19 132 au droit de la seconde portion de disque 30.2 de la surface 26.1.
Les éléments identiques entre les premier st deuxième modes de réalisation ont les mêmes signes de référence, tandis que les éléments additionnels ou sensiblement similaires sont incrémentés de 100,
Préférentieiiement, l'aube 109 comprend la première Gosse 32 au droit de la is première portion de disque 30.1 et ia seconde bosse 132 disposée au droit de la seconde portion de disque 30.2.
La plateforme 26 comprend une arête périphérique 25.2, et ia première 32 et la seconde bosse 132 sont à distance de ladite arête périphérique 26.2. Cela permet au contouring 3D de tourner entièrement avec l'aube 103.
L'extrados 11.4 présente un point d'intersection arrière 11,5 avec la plateforme 26, et précisément avec l'arête péripnérique 26.2, ledit point 11,5 correspond a une intersection entre ladite arête périphérique 26.2 el la projection radiale de
Vextrados 11.4 sur la surface de guidage 295,1, À cet effet, le point d'intersection arrière 11,5 est situé à l'aval de la plateforme 26 (proche du bord de fuite 11,2 de la pale 11), et la seconde bosse 132 comprend un sommet 134 dont la projection 134,1 sur la ligne de corde LC est distante d'une distance D2 par rapport à une projection 11,6 du point d'intersection arrière 11,5 sur la ligne de corde LC.
Préférentiellement, la distance D2 correspond à au plus 15% de la corde ©, et plus préférentiellement, la distance D2 correspond à 10% ou moins de la corde ©.
Dans une alternative non représentée, le sommet 134 peut être positionné de manière à ce que sa projection 134.1 sur la ligne de corde LC soit distante du bord d'attaque 11,1 d’une distance D1 correspondante à au moins 10% de la corde ©.
Le sommet 134 est accolé à l'extrados 11,4 ou disposé à une distance dudit extrados 11.4 comprise entre 0% et 50%, et préférentiellement entre 0% et 30% de l'épaisseur maximale e, similairement à ia disposition du sommet 34 de la première bosse 32 par rapport à l'intrados 11,3.
Avantageusement, une telle disposition de la seconde bosse 132 permet de retarder voire d'éviter Ie décrochage de la couche limite au niveau de la paroi de l'aube côté exirados 11.4,
Dans cette configuration, la première bosse 32 agit directement sur le phénomène du vorlex « fer-à-cheval » de manière à limiter son impact, et la seconde bosse 132 permet de manière curative de compenser des décrochages pouvant être causés au droit de l'extrados 11.4 par ie phénomène.
De préférence, la seconde bosse 132 comprend une forme de cardioïde tronquée, ou une forme sensiblement circulaire, ou ovale, ou elliptique, ladite seconde bosse 132 étant préférentiellement en forme de cardioïde tronquée avec une orientation principale sensiblement parallèle à l'extrados 11.4, de manière à ce que la seconde bosse 132 d'étend suivant sa direction principale qui suit la courbure de l'extrados 11.4, En effet, la seconde bosse 132 suit ie contour de l'extrados 11.4 de manière à pouvoir mieux guider le flux d'air et d'éviter son décollement dudit extrados 11.4,
La figure 6 illustre une vue laterale de l'aube 109 de la figure 5, On voit que le sommet 134 de la seconde bosse 132 s'élève au-dessus de la surface sensiblement plane 26.1 d'une hauteur Hz.
Préférentiellernent, la hauteur H2 du sommet 134 est déterminée en fonction de l'épaisseur maximale e similairement à la hauteur H1 de la première bosse 32. À cet effet, la hauteur HZ est comprise entre 0.1 et 3 fois l'épaisseur e, et plus préférentiellement comprise entre 0,1 et 0,3 fois l'épaisseur maximale e quand la seconde bosse 132 est en tête d'aube, et comprise entre 1 et 3 fois l'épaisseur e quand ladite bosse 132 est en pied d'aube.
La hauteur H2 peut, par exemple, correspondre à 1 mm quand l'épaisseur e est égale à 10 mm, notamment dans le cas où la seconde bosse 132 se trouve Sur la piateforme en tête d'aube, ou ladite hauteur H2 peut être égale à 3 mm si l'épaisseur e est à 1 mm, notamment dans le cas où la seconde bosse 132 se trouve sur la plateforme en pied d'aube.
Toutefois, il est à noter que sur une même surface sensiblement plane 26.1, la hauteur H2 est préférentisllement inférieure à la hauteur HT. id Préférentiellement, la hauteur H2 est comprise entre 1% et 10% de la corde de ia pale 11. Plus préférentiellement, la hauteur H2 est comprise entre 0,5 et 5 mm, et plus préférentiellement comprise entre 1 et à mm,
La seconde bosse 132 peut avoir une forme généralement convexe et/ou concave, Préférentiellement, la seconde bosse 132 présente une forme convexe au niveau d'une partie amont correspondant à environ une moitié de l'étendue de ladite seconde bosse 132 (ici le terme environ correspond à 120% de l'étendue), ladite seconde bosse 132 présente une forme concave sur une partie avai correspondant à une autre moitié, et plus préférentiellement, la moitié convexe est disposée en aval de la bosse 132 {plus proche du bord de fuite 11.2} de manière à permettre un meilleur guidage du flux d'air en aval.
La figure 7 illustre une vue radiale d'une aube 209 selon un troisième mode de réalisation de l'invention, dans lequel la surface sensiblement plane 26.1 de l'aube 209 comprend uniquement la seconde bosse 132 au droit de la deuxième portion de disque 30.2.
En effet, l'aube 209 selon le troisième mode de réalisation, est dépourvue de la première bosse 32 (flustrée sur ies figures 1-6), Dans cette configuration, lors de fortes incidences, la seconde bosse 132 permet de maintenir un écoulement du flux d'air sur l'extrados 11,4 afin éviter son décollement pouvant être causé par ie vortex fer-à-cheval.
Hest entendu que les trois modes de réalisation des figures 3, 5 et 7 peuvent être combinés sur une même aube : une aube peut avoir une bosse côté intrados en pied et une bosse cöte extrados en tête (ou inversement}, ou avoir deux bosses sur une de ses plateformes et aucune sur une autre.
Aussi, différentes aubes d'une même rangée d'aubes peuvent présenter l'une et/ou l'autre des configurations des trois modes de réalisation iilustrés.
Claims (1)
- Revendications1. Aube (9; 108) à calage variable de stator de turbomachine (4) d'séronet, l'aube {98 ; 109) comprenant : - une paie (11) de guidage d'un flux d'air, la pale (11) ayant un bord d'attaque {11,7} et un bord de fuite (11.2), ainsi qu’un intrados (11.3) et un extrados{14.4) s'étendant depuis ls bord d'attaque (11.1) jusqu'au bord de fuite{11.2}; et - une ou deux plateforme(s) (26) disposée(s) à une extrérité ou aux deux extrémités de la pals (11), la ou les plateformes (25) comprenant une surface de guidage (26.1) du flux d'air, la surface (26.1) comprenant une première portion de disque (30.1) du côté de l'intrados (11,3) el une seconde portion de disque (30,2) du côté de Vextrados {11,4}; caractérisée en ce que la où au moins une des premieres (30,1) ou secondes portions de disque (30,2) comprend une bosse (32 132). is 2. Aube (9; 109) selon la revendication 1, caractérisée en ce que la ou Tau moins une des premières portions de disque (30.1) comprend une première bosse (32), et le sommet (34) de ladite première bosse (32) a une position dont ia projection {34.1} sur la ligne de corde (LG) de l'aube (9 ; 109) au droit de la plateforme (26) est distante du bord d'attaque (11,1) de 10% ou moins de la corde (C). 3, Aube (9 ; 109) selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le sommet (34) de la première bosse (32) est accolé à l'intrados (11,3) où est disposé à une distance dudit intrados (11.3) comprise entre 0% et 30% d'une épaisseur maximale (e) de la pale (11).4. Aube (109) selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la ou au moins une des secondes portions de disque (30.2) comprend une seconde bosse (132).5. Aube (108) selon la revendication 4, caractérisée en ce que, la plateforme {26} comprend une arête périphérique (26.2) qui coupe la projection raciale de l'extrados {1 1,4) sur la surface de guidage (26.1) en un point d'intersection arrière (11.5), le sommet (134) de la seconde bosse (132) ayant une position dont ia projection (134,1) sur la ligne de corde (LG) de l'aube (109) au droit de fa plateforme (26) est à une distance (D2) de la projection (11.6) du point d'intersection arrière (11.5) sur la ligne de corde (LG) qui est inférieure ou égale à 10% de la corde (C3.8. Aube (8 ; 109) selon l’une des revendications 4 ou 5, caractérisés en ce que, hormis la ou les bosses (32 ; 132), la surface (26.1) de la première (30.1) et de la deuxième portion de disque (30.2) est sensiblement piane, et en ce que le sommet (34 ; 134) de la ou des bosses (32 ; 132) s'élève au-dessus de la surface sensiblement plane {26,1} d’une hauteur (H1 ; HZ) qui est comprise entre 0.5 at 5 mm, préférentiellement comprise entre 1 ei 3 mm. 7, Aube (9 ; 109) selon la revendication précédente, caractérisée en ce que la hauteur (H1} du sommet (34 ; 134) de la première bosse (32} est comprise entre 0,1 et 0,3 fois l'épaisseur maximale (6) de la pale (113 ou comprise entre à 3 fois ladite épaisseur maximale (8), etou la hauteur (H2) ou sommet (134) de la seconde bosse (132) est comprise entre 0.1 et 0.3 fois l'épaisseur maximale (8) de la pale (11) ou comprise entre 1 à 3 fois ladite épaisseur maximale {e).8. Aube (9 ; 109) selon la revendication 6 ou 7, caractérisée en ce que la hauteur {H1 ; H2} du sommet (34 ; 134} de Ia ou des bosses (32 ; 132) est comprise entre 1% et 10% de la corde (G}.3. Aube (© ; 109) selon l'une des revendications précédentes, caractérisés en ce que la ou les bosses (32 ; 132) sont à distance de l'arête périphérique (26,2).10. Aube (9 ; 109) selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la première bosse (32) a une orientation principale (32,1) qui forme un angle compris entre 30" et 60° avec la ligne corde (LC) de Taube {9 ; 108), 11, Aube (9 ; 109) selon l’une des revendications 4 à 10, caractérisée en ce que la seconde bosse (132) a une forme de cardioïde tronquée.12. Turbomachine (4) d'aéronef comprenant un compresseur (2), ledit compresseur (2) comprenant une surface de guidage (18.1, 30.1) d’un flux d'air (F1) sensiblement axisymétrique, la turbomachine (4) étant caractérisés en ce qu’elle comprend une rangée annulaire d'aubes (9; 109) selon l’une des revendications 1 à 11, les plateformes (26) des aubes (9 ; 109) étant reçues dans des logements (31) du carter (18, 30) tel que les surfaces de quidage d'air (26.1) des plateformes (25) soient sensiblement affleurantes à la surface de guidage (18,1, 30.1} de flux d'air (F1} du carter (18, 30).
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-
2023
- 2023-07-24 WO PCT/EP2023/070416 patent/WO2024033065A1/fr unknown
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