EP4698430A1

EP4698430A1 - Turbomachine comprenant une soufflante mobile non carénée et un redresseur fixe non caréné

Info

Publication number: EP4698430A1
Application number: EP24725555.7A
Authority: EP
Inventors: Ludovic BENOIT; Bruno Albert Beutin; Franck Emmanuel Bosco; Charles Gérard Gabriel CAILLIEZ-TOMASI
Original assignee: Safran Aircraft Engines SAS
Current assignee: Safran Aircraft Engines SAS
Priority date: 2023-04-17
Filing date: 2024-04-15
Publication date: 2026-02-25
Also published as: WO2024218447A1; FR3147789B1; CN120936544A; FR3147789A1

Abstract

Turbomachine pour un aéronef comprenant : - une soufflante non carénée; - un redresseur non caréné comprenant au moins une aube directrice (6) à calage variable autour d'un axe de rotation (Y); - un système de réglage (19) du calage de l'aube directrice (6), le système de réglage (19) comprenant un dispositif d'actionnement (20) de l'aube directrice (6) qui comporte un moteur électrique (21); caractérisée en ce que le système de réglage (19) comprend en outre un dispositif de freinage (22) configuré pour occuper une position active dans laquelle le dispositif de freinage (22) bloque la rotation de l'aube directrice (6) autour de l'axe de rotation (Y) lorsque le dispositif d'actionnement (20) est à l'arrêt, et une position passive dans laquelle le dispositif de freinage (22) autorise la rotation de l'aube directrice (6) autour de l'axe de rotation (Y) lorsque le dispositif d'actionnement (20) est en marche.

Description

DESCRI PTION

TITRE : TU RBOMACHINE COMPRENANT U NE SOU FFLANTE MOBI LE NON CARÉNÉE ET U N REDRESSEU R FIXE NON CARÉNÉ

Domaine technique de l'invention

La présente invention se rapporte à une turbomachine comprenant une soufflante mobile non carénée et un redresseur fixe non caréné, et plus précisément au réglage du calage des aubes directrices du redresseur.

Arrière-plan technique

Une turbomachine peut comprendre une soufflante mobile non carénée qui est entraînée en rotation par une turbine associée à un générateur de gaz et un redresseur fixe non caréné qui est configuré pour redresser au moins une partie du flux d’air généré par la soufflante.

Une telle turbomachine à haut taux de dilution présente l’avantage d’avoir un excellent rendement, avec notamment une baisse de la consommation de carburant et des émissions de dioxyde de carbone.

Le redresseur comporte une rangée annulaire d’aubes directrices à calage variable c’est-à-dire des aubes directrices dont le calage (et plus précisément l’angle de calage) est réglable en fonction notamment des paramètres de vol et des régimes de fonctionnement de la turbomachine.

Pour régler le calage des aubes directrices, la turbomachine comprend un système de réglage qui peut être commun à toutes les aubes directrices ou propre à chacune des aubes directrices.

Le système de réglage est placé dans un compartiment qui est délimité notamment par un carénage extérieur qui forme les lignes aérodynamiques externes de la turbomachine.

Traditionnellement, le système de réglage comprend un ou plusieurs vérins hydrauliques et un mécanisme propre à chacune des aubes directrices. Chaque mécanisme comprend par exemple plusieurs biellettes et est configuré pour transformer le mouvement initié par le ou les vérins hydrauliques en un mouvement de rotation de l’aube directrice correspondante.

Un tel système de réglage présente notamment le désavantage d’être encombrant.

Les motoristes cherchent ainsi des alternatives pour réduire l’encombrement du système de réglage, afin notamment de pouvoir intégrer des équipements supplémentaires sans avoir à augmenter les dimensions des lignes aérodynamiques externes de la turbomachine.

Une solution pourrait être d’avoir un système de réglage comportant un moteur électrique propre à chacune des aubes directrices. Le rotor de chaque moteur électrique serait alors lié directement ou indirectement à l’aube directrice correspondante afin de régler son calage.

Un inconvénient majeur d’une telle variante de réalisation est l’obligation de contrôler en permanence les différents moteurs électriques, au détriment notamment de la consommation électrique et de la durée de vie des moteurs électriques.

L’objectif de la présente invention est d’améliorer la variante énoncée ci- dessus qui utilise des moteurs électriques pour remédier aux inconvénients précités.

L’art antérieur comprend également les documents WO2021/165616A1 , US5242265A et WO2022/263752A1 .

Résumé de l'invention

L’invention propose ainsi une turbomachine pour un aéronef comprenant :

- une soufflante non carénée qui est mobile en rotation autour d’un axe longitudinal X ;

- un redresseur non caréné qui est fixe en rotation autour de l’axe longitudinal X, le redresseur étant configuré pour redresser au moins une partie d’un flux d’air généré par la soufflante non carénée, le redresseur comprenant au moins une aube directrice à calage variable autour d’un axe de rotation Y qui est sensiblement perpendiculaire à l’axe longitudinal X, l’aube directrice étant solidaire d’un arbre qui est guidé en rotation autour de l’axe de rotation Y dans un boitier, le boitier étant fixé à une structure fixe de la turbomachine ;

- un système de réglage du calage de l’aube directrice, le système de réglage comprenant un dispositif d’actionnement de l’aube directrice autour de l’axe de rotation Y, le dispositif d’actionnement comportant un moteur électrique ; caractérisée en ce que le système de réglage comprend en outre un dispositif de freinage configuré pour occuper une position active dans laquelle le dispositif de freinage bloque la rotation de l’aube directrice autour de l’axe de rotation Y lorsque le dispositif d’actionnement est à l’arrêt, et une position passive dans laquelle le dispositif de freinage autorise la rotation de l’aube directrice autour de l’axe de rotation Y lorsque le dispositif d’actionnement est en marche.

L’incorporation d’un dispositif de freinage au système de réglage permet de de ne plus maintenir sous tension le moteur électrique lorsque le dispositif d’actionnement est à l’arrêt, de manière à optimiser sa durée de vie.

Le dispositif de freinage permet également de réduire considérablement les besoins électriques du système de réglage, et par conséquent de la turbomachine.

La turbomachine selon l’invention peut comprendre une ou plusieurs des caractéristiques, prises isolément les unes des autres ou en combinaison les unes avec les autres :

- le dispositif de freinage est monté dans le boitier ;

- l’arbre est guidé en rotation autour de l’axe de rotation Y dans le boitier via un premier palier et un second palier, le dispositif de freinage étant disposé entre le premier palier et le second palier ;

- le moteur électrique est monté sur une extrémité interne du boitier en référence à l’axe longitudinal X ;

- le dispositif de freinage comprend :

-- un étrier solidaire du boitier ; -- un disque solidaire de l’arbre et placé dans l’étrier ;

-- un piston mobile en translation suivant l’axe de rotation Y, le piston étant mis en mouvement par un ensemble électromagnétique qui est porté par l’étrier ;

-- un ressort de compression qui est en appui à la fois sur le piston et sur l’ensemble électromagnétique ; le disque étant bloqué par le piston sous l’action du ressort, lorsque le dispositif de freinage est en position active, l’ensemble électromagnétique n’étant alors pas alimenté électriquement ; le disque étant libéré par le piston sous l’action de l’ensemble électromagnétique qui est alimenté électriquement, lorsque le dispositif de freinage est en position passive, le ressort étant alors comprimé par le piston ;

- le piston comprend une tête annulaire autour de l’axe de rotation Y et plusieurs pieds en saillie depuis une face interne de la tête, chaque pied comprenant un orifice borgne dans lequel est logé avec jeu un électroaimant de l’ensemble électromagnétique ;

- le piston comprend plusieurs languettes en saillie depuis une face périphérique de la tête, chaque languette coulissant dans une rainure formée dans l’étrier, de manière à guider en translation le piston par rapport à l’étrier ;

- le dispositif de freinage est hydraulique ou mécanique ou électromagnétique ;

- le dispositif d’actionnement comprend en outre un réducteur à train épicycloïdal qui comporte :

-- un solaire mobile en rotation autour de l’axe de rotation Y et solidaire d’un rotor du moteur électrique ;

-- une couronne fixe qui entoure le solaire et qui est solidaire du boitier ;

-- au moins un satellite mobile en rotation, et engrené à la fois avec le solaire et la couronne ;

-- un porte-satellite mobile en rotation autour de l’axe de rotation Y et solidaire de l’arbre ;

- le réducteur est monté dans le boitier ;

- le porte-satellite est réalisé d’un seul tenant avec l’arbre ;

- le système de réglage comprend un capteur de position associé à l’arbre ou à un rotor du moteur électrique, de manière à mesurer le calage de l’aube directrice ;

- le système de réglage est piloté par une carte électronique de contrôle qui est propre à l’aube directrice ;

- la turbomachine comprend une soufflante carénée qui est mobile en rotation autour de l’axe longitudinal X et qui est entourée par une nacelle, la nacelle définissant intérieurement un compartiment dans lequel se trouve le boitier et le système de réglage.

Brève description des figures

L’invention sera mieux comprise et d’autres détails, caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante faite à titre d’exemple non limitatif et en référence aux dessins annexés dans lesquels :

[Fig.1] la figure 1 est une vue schématique en demi-coupe longitudinale d’une turbomachine d’aéronef selon un premier mode de réalisation de l’invention ;

[Fig.2] la figure 2 est une vue schématique en demi-coupe longitudinale d’une turbomachine d’aéronef selon un second mode de réalisation de l’invention ;

[Fig.3] la figure 3 est une vue de face d’un système de réglage du calage d’une aube directrice d’un redresseur des turbomachines illustrés sur les figures 1 et 2 ;

[Fig.4] la figure 4 est une vue en coupe longitudinale du système de réglage illustré sur la figure 3 ;

[Fig.5] la figure 5 est une vue en coupe transversale du système de réglage selon le plan de coupe V-V de la figure 4, le boitier étant caché ; [Fig.6] la figure 6 est une vue en perspective du système de réglage, le boitier et le dispositif de freinage étant cachés ;

[Fig.7] la figure 7 est une vue de détail du dispositif de freinage du système de réglage ;

[Fig.8] la figure 8 est une vue de détail du disque du dispositif de freinage ;

[Fig.9] la figure 9 est une vue de détail du dispositif de freinage, l’ensemble électromagnétique du dispositif de freinage étant représenté de façon transparente et l’étrier du dispositif de freinage étant caché ;

[Fig.10] la figure 10 est une vue de détail du dispositif de freinage, l’ensemble électromagnétique et l’étrier du dispositif de freinage étant représentés de façon transparente ;

[Fig.11] la figure 11 est un schéma de commande d’un système de réglage ; [Fig.12] la figure 12 est un schéma de commande de plusieurs systèmes de réglage.

Description détaillée de l'invention

Sur les figures 1 et 2 est représentée une turbomachine 1a, 1 b d’axe longitudinal X pour un aéronef 2, tel qu’un avion. La turbomachine 1 a, 1 b comprend une soufflante non carénée 3 et un redresseur non caréné 4.

Le terme « non carénée » associé à la soufflante 3 signifie que les aubes 5 de la soufflante 3 ne sont pas entourées à leur extrémité libre par un carénage. De la même manière, le terme « non caréné » associé au redresseur 4 signifie que les aubes directrices 6 du redresseur 4 ne sont pas entourées à leur extrémité libre par un carénage.

Tel qu’illustré sur les figures 1 et 2, la soufflante non carénée 3 est mobile en rotation autour de l’axe X et entraînée en rotation par une turbine de puissance 50 associée à un générateur de gaz 7 disposés ici en aval de la soufflante non carénée 3. La soufflante non carénée 3 comprend une rangée annulaire d’aubes 5 à calage variable.

Lorsque la turbomachine 1 a, 1 b est en mode « propulseur », la soufflante 3 génère un flux d’air qui s’écoule d’amont en aval autour des carénages extérieurs 51 du corps fuselé de la turbomachine 1 a, 1 b, de manière à propulser ou faire avancer l’aéronef 2. La turbomachine 1 a, 1 b peut également fonctionner en mode « inverseur », de manière à freiner l’aéronef 2, au moment de son atterrissage.

Par convention dans la présente demande, les termes « amont >> et « aval >> sont définis par rapport au sens de circulation du flux d’air, lorsque la turbomachine 1 a, 1 b est en mode « propulseur >>.

La turbine de puissance 50 (ou turbine basse pression) est destinée à entrainer en rotation la soufflante non carénée 3. La soufflante non carénée

3 peut être entraînée en rotation par la turbine de puissance 50 via un réducteur de vitesse. Le générateur de gaz 7 comprend classiquement, d’amont en aval, au moins un compresseur, une chambre de combustion, et au moins une turbine de détente (ou turbine haute pression). Le compresseur et la turbine de détente sont liés en rotation l’un à l’autre via un arbre de transmission. Le générateur de gaz 7 est alimenté en air par une entrée d’air 8a, 8b qui débouche entre la soufflante non carénée 3 et le redresseur non caréné 4.

Tel qu’illustré sur les figures 1 et 2, le redresseur non caréné 4 est fixe en rotation autour de l’axe X et est configuré pour redresser au moins une partie du flux d’air généré par la soufflante non carénée 3. Le redresseur 4 est disposé ici directement en aval de la soufflante non carénée 3. Le redresseur

4 comprend une rangée d’aubes directrices 6 (aubes statoriques ou aubes OGV pour « Outlet Guide Vane >>) à calage variable, chaque aube directrice 6 étant calée autour d’un axe de rotation Y qui est sensiblement perpendiculaire à l’axe X.

Selon le premier mode de réalisation illustré sur la figure 1 , l’entrée d’air 8a alimente directement le générateur de gaz 7. L’entrée d’air 8a, le générateur de gaz 7, et la turbine de puissance 50 sont entourés par un compartiment 9 annulaire autour de l’axe X qui est couramment appelé « compartiment Core >>. Les aubes directrices 6 sont ici disposées autour de ce compartiment Core 9. Selon le second mode de réalisation illustré sur la figure 2, la turbomachine 1 b comprend en outre une soufflante carénée 10 qui est placée dans l’entrée d’air 8b, cette soufflante carénée 10 étant plus connue sous la désignation anglaise « Mid-Fan ». La soufflante carénée 10 est mobile en rotation autour de l’axe X et est entraînée en rotation par la turbine de puissance 50 (ou turbine basse pression). La soufflante carénée 10 est entourée par une nacelle 11 qui définit intérieurement un compartiment 12 annulaire autour de l’axe X qui est couramment appelé « compartiment Mid-Fan >>. Le générateur de gaz 7 et la turbine de puissance 50 sont quant à eux entourés par un compartiment 13 annulaire autour de l’axe X qui couramment appelé « compartiment Core >>. L’entrée d’air 8b se divise en une veine primaire 14 qui alimente le générateur de gaz 7 et en une veine secondaire 15 qui est définie entre les compartiments Core et Mid-Fan 12, 13. Les aubes directrices 6 sont ici disposées autour du compartiment Mid-Fan 12, et autrement dit autour de la nacelle 11 .

Tel qu’illustré sur les figures 3 et 4, chaque aube directrice 6 est solidaire d’un arbre 16 qui est guidé en rotation autour de l’axe Y dans un boitier 17, le boitier 17 étant fixé à une structure fixe 18 de la turbomachine 1a, 1 b. La turbomachine 1 a, 1 b comprend un système de réglage 19 du calage pour chaque aube directrice 6. Le système de réglage 19 comprend un dispositif d’actionnement 20 de l’aube directrice 6 autour de l’axe Y, le dispositif d’actionnement 20 comportant un moteur électrique 21 .

Selon l’invention, le système de réglage 19 comprend en outre un dispositif de freinage 22 configuré pour occuper une position active dans laquelle le dispositif de freinage 22 bloque la rotation de l’aube directrice 6 autour de l’axe Y lorsque le dispositif d’actionnement 20 est à l’arrêt, et une position passive dans laquelle le dispositif de freinage 22 autorise la rotation de l’aube directrice 6 autour de l’axe Y lorsque le dispositif d’actionnement 20 est en marche.

Le terme « en marche >> associé au dispositif d’actionnement 20 signifie que le dispositif d’actionnement 20 (et notamment le moteur électrique) génère une puissance mécanique pour actionner l’aube directrice 6 autour de l’axe Y. A l’inverse, le terme « à l’arrêt » associé au dispositif d’actionnement 20 signifie que le dispositif d’actionnement 20 (et notamment le moteur électrique qui n’est plus sous tension) ne génère aucune puissance mécanique pour actionner l’aube directrice 6 autour de l’axe Y.

L’incorporation d’un dispositif de freinage au système de réglage permet de ne plus maintenir sous tension le moteur électrique et donc de ne plus lui faire exercer de couple lorsque le dispositif d’actionnement est à l’arrêt, de manière à optimiser la durée de vie du dispositif et à diminuer dans une certaine mesure la puissance électrique consommée par l’ensemble du système.

Le dispositif de freinage permet ainsi de réduire significativement les besoins électriques du système de réglage, et par conséquent de la turbomachine. Le dispositif de freinage 22 peut être monté dans le boitier 17 ou à l’extérieur du boitier 17.

L’arbre 16 peut être guidé en rotation autour de l’axe Y dans le boitier 17 via un premier palier 23 et un second palier 24. Dans le cas présent, le dispositif de freinage 22 est avantageusement disposé entre le premier palier 23 et le second palier 24. En effet, une telle disposition du dispositif de freinage 22 garantit un alignement optimal entre les pièces mobiles et fixes du dispositif de freinage 22.

Le moteur électrique 21 peut être un moteur à courant continu, un moteur pas à pas, un moteur à courant alternatif, etc.

Le moteur électrique 21 peut être à simple bobine ou à double bobines, dans le cas où une redondance est souhaitée.

Le moteur électrique 21 peut être monté dans le boitier 17 ou à l’extérieur du boitier 17.

Le dispositif de freinage 22 peut être électromagnétique, hydraulique, mécanique, etc.

Le dispositif d’actionnement 20 peut comprendre en outre un réducteur à train d’engrenage, et de préférence un réducteur à train épicycloïdal 25. Un réducteur à train d’engrenage permet de réduire la vitesse de sortie tout en augmentant le couple de sortie.

Un réducteur à train épicycloïdal 25 présente l’avantage d’avoir un rapport de réduction élevé tout en étant compact.

Le réducteur à train d’engrenage peut comprendre un ou plusieurs étages de réduction, en fonction du rapport de réduction souhaité.

Le système de réglage 19 peut comprendre un capteur de position associé à l’arbre 16 ou à un rotor 26 du moteur électrique 21 , de manière à mesurer le calage de l’aube directrice 6, et ainsi piloter précisément l’aube directrice 6.

Le capteur de position peut être un capteur angulaire de type RVDT pour « Rotary Variable Differential Transformer » ou un capteur linéaire du type LVDT pour « Linear Variable Differential Transformer ».

Les différents systèmes de réglage 19 peuvent être commandés de façon indépendante, de façon commune ou par groupe (deux ou trois par exemple).

Selon le mode de réalisation illustré sur les figures 3 à 10, le système de réglage 19 comprend un dispositif d’actionnement 20 qui est ici un motoréducteur et un dispositif de freinage 22 électromagnétique.

Le motoréducteur 20 comprend le moteur électrique 21 et un réducteur à train épicycloïdal 25.

L’aube directrice 6 est ici solidarisée à l’arbre 16 via des moyens de fixation qui peuvent être des vis.

Tel qu’illustré sur la figure 4, le boitier 17 définit intérieurement un logement dans lequel sont montés deux paliers à roulement 23, 24 destinés à guider l’arbre 16, le dispositif de freinage 22 électromagnétique disposé entre les deux paliers à roulement 23, 24 et le réducteur à train épicycloïdal 25.

Le moteur électrique 21 est monté sur une extrémité interne du boitier 17 en référence à l’axe X. Plus précisément, le moteur 21 comprend un stator 27 fixé à l’extrémité interne du boitier 17 via par exemple une rangée annulaire de vis autour de l’axe Y, et un rotor 26 mobile en rotation autour de l’axe Y. Tel qu’illustré sur la figure 3, le boitier 17 comprend extérieurement une patte de fixation 28 qui est fixée à la structure fixe 18 de la turbomachine 1 a, 1 b via par exemple deux boulons.

Tel qu’illustré notamment sur les figures 4 et 7, le dispositif de freinage 22 électromagnétique comprend :

- un étrier 29 solidaire du boitier 17 ;

- un disque 30 solidaire de l’arbre 16 et placé dans l’étrier 29 ;

- un piston 31 mobile en translation suivant l’axe Y, le piston 31 étant mis en mouvement par un ensemble électromagnétique 32 qui est porté par l’étrier 29 ;

- un ressort de compression 33 qui est en appui à la fois sur le piston 31 et sur l’ensemble électromagnétique 32.

Le disque 30 est bloqué par le piston 31 sous l’action du ressort 33, lorsque le dispositif de freinage 22 est en position active. L’ensemble électromagnétique 32 n’est alors pas alimenté électriquement. Le dispositif de freinage 22 est ainsi normalement en position active.

Le disque 30 est libéré par le piston 31 sous l’action de l’ensemble électromagnétique 32 qui est alimenté électriquement, lorsque le dispositif de freinage 22 est en position passive. Le ressort 33 est alors comprimé par le piston 31.

Tel qu’illustré notamment sur les figures 8 et 9, le disque 30 est solidaire de l’arbre 16 via des cannelures 34 de forme complémentaire. Le disque 30 se trouve directement entre une aile 35 de l’étrier 29 et le piston 31 .

Tel qu’illustré sur les figures 4, 7 et 9, le piston 31 comprend une tête 36 annulaire autour de l’axe Y et plusieurs pieds 37 en saillie depuis une face interne de la tête 36. Les pieds 37 sont répartis de manière régulière autour de l’axe Y. Chaque pied 37 comprend un orifice borgne 38 dans lequel est logé avec jeu un électroaimant 39 de l’ensemble électromagnétique 32.

Chaque électroaimant 39 comprend un noyau de fer entouré par une bobine qui est alimenté ou non électriquement, en fonction de la position active ou passive du dispositif de freinage 22. Tel qu’illustré sur les figures 9 et 10, le piston 31 comprend en outre plusieurs languettes 40 en saillie depuis une face périphérique de la tête 36. Les languettes 40 sont réparties de manière régulière autour de l’axe Y. Chaque languette 40 coulisse dans une rainure 41 formée dans l’étrier 29, de manière à guider en translation le piston 31 par rapport à l’étrier 29.

Tel qu’illustré sur les figures 4 et 5, le réducteur à train épicycloïdal 25 comprend :

- un solaire 42 (ou planétaire) mobile en rotation autour de l’axe Y et solidaire du rotor 26 du moteur électrique 21 ;

- une couronne 43 fixe qui entoure le solaire 42 et qui est solidaire du boitier 17 ;

- trois satellites 44 mobiles en rotation, chaque satellite 44 étant engrené à la fois avec le solaire 42 et la couronne 43 ;

- un porte-satellite 45 mobile en rotation autour de l’axe Y et solidaire de l’arbre 16.

Plus précisément, tel qu’illustré sur la figure 5, les trois satellites 44 sont répartis de manière régulière autour de l’axe Y. Chaque satellite 44 est guidé en rotation sur un doigt 46 du porte-satellite 45 via un ou plusieurs paliers.

Le rotor 26 du moteur électrique 21 est lié en rotation avec le solaire 42 par des moyens de liaison (par exemple des cannelures) ou par frettage.

Tel qu’illustré sur la figure 4, le porte-satellite 45 est réalisé d’un seul tenant (ou venu de matière) avec l’arbre 16, le porte-satellite 45 et l’arbre 16 étant ainsi monobloc. En variante, le porte-satellite 45 pourrait être rapporté et fixé à l’arbre 16, via par exemple des vis ou des boulons.

Le système de réglage 19 est alimenté électriquement via un boitier de distribution de puissance électrique (connu sous l’acronyme anglais PMU pour « Power Management Unit >>) qui peut déjà être installé dans la turbomachine 1 a, 1 b pour alimenter d’autres équipements, à savoir un ou plusieurs dispositifs de dégivrage et/ou une ou plusieurs machines électriques configurées pour fonctionner en mode « moteur » et « générateur », ou qui peut être installé dans la turbomachine 1 a, 1 b spécifiquement pour le système de réglage 19. Les machines électriques sont destinées à participer à l’hybridation électrique de la turbomachine 1 a, 1 b.

Le motoréducteur 20 et le dispositif de freinage 22 électromagnétique sont ainsi reliés au boitier de distribution de puissance électrique via un ou plusieurs harnais électriques. Il est possible d’utiliser un seul et même harnais électrique pour différentes alimentations, par exemple un moteur électrique et un dispositif de dégivrage, de façon à minimiser l’encombrement.

Selon le mode de réalisation illustré sur la figure 1 , le boitier 17 et le système de réglage 19 associés à chacune des aubes directrices 6 se trouvent dans le compartiment Core 9.

Selon le mode de réalisation illustré sur la figure 2, le boitier 17 et le système de réglage 19 associés à chacune des aubes directrices 6 se trouvent dans le compartiment Mid-Fan 12.

Concernant le montage, les boitiers 17 complets sont assemblés avant l’envoi de la turbomachine 1a, 1 b chez l’avionneur. Ainsi, lorsque la turbomachine 1 a, 1 b arrive chez l’avionneur, il ne reste plus qu’à solidariser chaque aube directrice 6 à l’arbre 16 correspondant.

Tel qu’illustré sur la figure 11 , chaque système de réglage 19 est piloté par une carte électronique de contrôle 47 qui est propre à l’aube directrice 6. Chaque carte électrique de contrôle 47 est associée à un identifiant qui est unique dans le but de connaitre la position de montage sur la turbomachine de chaque système de réglage 19.

Tel qu’illustré sur la figure 12, les différentes cartes électroniques de contrôle sont reliées à un boitier de commande 48 qui est commun à toutes les aubes directrices 6, via un réseau de communication 49. Le boitier de commande 48 est quant à lui relié à un ou plusieurs calculateurs moteur (plus connu sous l’acronyme anglais EEC pour « Electronic Engine Control >>).

Lorsque la carte électronique de contrôle 47 reçoit une consigne de calage, le dispositif de freinage 22 passe en position passive et le dispositif d’actionnement 20 se met en marche, pour obtenir le calage souhaité. Une fois le réglage effectué, le dispositif de freinage 22 repasse en position active et le boitier de commande 48 est informé de cette nouvelle position angulaire via le réseau de communication 49.

Le boitier de commande 48 peut envoyer soit une consigne de calage commune à toutes les cartes électroniques de contrôle (en mode absolu ou relatif) ou soit une consigne de calage particulière à une ou plusieurs cartes électroniques de contrôle en utilisant leur identifiant. Le boitier de commande 48 confirme les nouvelles positions angulaires au ou aux calculateurs moteur, généralement sur les deux voies de chacun des calculateurs.

En variante au mode de réalisation illustré sur les figures 11 et 12, les systèmes de réglage 19 peuvent être pilotés directement par un ou plusieurs calculateurs moteur (plus connu sous l’acronyme anglais EEC pour « Electronic Engine Control >>). Les systèmes de réglage 19 peuvent être alors alimentés électriquement en totalité ou en partie par le ou les calculateurs moteur. Une telle variante de réalisation permet de commander les aubes directrices 6 de façon commune. Pour renforcer la sécurité de la turbomachine, les rotors 26 des moteurs électriques 21 peuvent être reliés entre eux par des arbres flexibles (flexshaft en anglais), de manière à synchroniser l’ensemble des aubes directrices 6 même si l’un des moteurs électriques 21 est en panne.

Les modes de réalisation illustrés sur les figures 1 et 2 ne sont en rien limitatifs. Par exemple, en référence à la figure 1 , la soufflante non carénée 3 pourrait être disposée en aval du générateur de gaz 7 et de la turbine de puissance 50, le redresseur non caréné 4 se trouverait alors en amont de la soufflante non carénée 3.

Claims

REVENDICATIONS

1. Turbomachine (1 a, 1 b) pour un aéronef (2) comprenant :

- une soufflante non carénée (3) qui est mobile en rotation autour d’un axe longitudinal (X) ;

- un redresseur non caréné (4) qui est fixe en rotation autour de l’axe longitudinal (X), le redresseur (4) étant configuré pour redresser au moins une partie d’un flux d’air généré par la soufflante non carénée (3), le redresseur (4) comprenant au moins une aube directrice (6) à calage variable autour d’un axe de rotation (Y) qui est sensiblement perpendiculaire à l’axe longitudinal (X), l’aube directrice (6) étant solidaire d’un arbre (16) qui est guidé en rotation autour de l’axe de rotation (Y) dans un boitier (17), le boitier (17) étant fixé à une structure fixe (18) de la turbomachine (1 a, 1 b) ;

- un système de réglage (19) du calage de l’aube directrice (6), le système de réglage (19) comprenant un dispositif d’actionnement (20) de l’aube directrice (6) autour de l’axe de rotation (Y), le dispositif d’actionnement (20) comportant un moteur électrique (21 ) ; caractérisée en ce que le système de réglage (19) comprend en outre un dispositif de freinage (22) configuré pour occuper une position active dans laquelle le dispositif de freinage (22) bloque la rotation de l’aube directrice (6) autour de l’axe de rotation (Y) lorsque le dispositif d’actionnement (20) est à l’arrêt, et une position passive dans laquelle le dispositif de freinage (22) autorise la rotation de l’aube directrice (6) autour de l’axe de rotation (Y) lorsque le dispositif d’actionnement (20) est en marche.

2. Turbomachine (1a, 1 b) selon la revendication 1 , caractérisée en ce que le dispositif de freinage (22) est monté dans le boitier (17).

3. Turbomachine (1a, 1 b) selon la revendication 2, caractérisée en ce que l’arbre (16) est guidé en rotation autour de l’axe de rotation (Y) dans le boitier (17) via un premier palier (23) et un second palier (24), le dispositif de freinage (22) étant disposé entre le premier palier (23) et le second palier (24).

4. Turbomachine (1a, 1 b) selon l’une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le moteur électrique (21 ) est monté sur une extrémité interne du boitier (17) en référence à l’axe longitudinal (X).

5. Turbomachine (1a, 1 b) selon l’une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le dispositif de freinage (22) comprend :

- un étrier (29) solidaire du boitier (17) ;

- un disque (30) solidaire de l’arbre (16) et placé dans l’étrier (29) ;

- un piston (31 ) mobile en translation suivant l’axe de rotation (Y), le piston

(31 ) étant mis en mouvement par un ensemble électromagnétique (32) qui est porté par l’étrier (29) ;

- un ressort de compression (33) qui est en appui à la fois sur le piston (31 ) et sur l’ensemble électromagnétique (32) ; le disque (30) étant bloqué par le piston (31) sous l’action du ressort (33), lorsque le dispositif de freinage (22) est en position active, l’ensemble électromagnétique (32) n’étant alors pas alimenté électriquement ; le disque (30) étant libéré par le piston (31 ) sous l’action de l’ensemble électromagnétique (32) qui est alimenté électriquement, lorsque le dispositif de freinage (22) est en position passive, le ressort (33) étant alors comprimé par le piston (31 ).

6. Turbomachine (1a, 1 b) selon la revendication 5, caractérisée en ce que le piston (31 ) comprend une tête (36) annulaire autour de l’axe de rotation (Y) et plusieurs pieds (37) en saillie depuis une face interne de la tête (36), chaque pied (37) comprenant un orifice borgne (38) dans lequel est logé avec jeu un électroaimant (39) de l’ensemble électromagnétique 7. Turbomachine (1a, 1 b) selon la revendication 6, caractérisée en ce que le piston (31 ) comprend plusieurs languettes (40) en saillie depuis une face périphérique de la tête (36), chaque languette (40) coulissant dans une rainure (41 ) formée dans l’étrier (29), de manière à guider en translation le piston (31 ) par rapport à l’étrier (29).

8. Turbomachine (1a, 1 b) selon l’une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que le dispositif de freinage (22) est hydraulique ou mécanique ou électromagnétique.

9. Turbomachine (1a, 1 b) selon l’une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le dispositif d’actionnement (20) comprend en outre un réducteur à train épicycloïdal (25) qui comporte :

- un solaire (42) mobile en rotation autour de l’axe de rotation (Y) et solidaire d’un rotor (26) du moteur électrique (21 ) ;

- une couronne (43) fixe qui entoure le solaire (42) et qui est solidaire du boitier (17) ;

- au moins un satellite (44) mobile en rotation, et engrené à la fois avec le solaire (42) et la couronne (43) ;

- un porte-satellite (45) mobile en rotation autour de l’axe de rotation (Y) et solidaire de l’arbre (16).

10. Turbomachine (1a, 1 b) selon la revendication 9, caractérisée en ce que le réducteur (25) est monté dans le boitier (17).

11 . Turbomachine (1 a, 1 b) selon la revendication 9 ou 10, caractérisée en ce que le porte-satellite (45) est réalisé d’un seul tenant avec l’arbre (16).

12. Turbomachine (1a, 1 b) selon l’une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le système de réglage (19) comprend un capteur de position associé à l’arbre (16) ou à un rotor (26) du moteur électrique (21), de manière à mesurer le calage de l’aube directrice (6).

13. Turbomachine (1a, 1 b) selon l’une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le système de réglage (19) est piloté par une carte électronique de contrôle (47) qui est propre à l’aube directrice (6).

14. Turbomachine (1 b) selon l’une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la turbomachine (1 b) comprend une soufflante carénée (10) qui est mobile en rotation autour de l’axe longitudinal (X) et qui est entourée par une nacelle, la nacelle (11) définissant intérieurement un compartiment (12) dans lequel se trouve le boitier (17) et le système de réglage (19).