EP4731919A1 - Turbomachine d'aeronef a double helice de propulsion - Google Patents

Abstract

Turbomachine (101) à double hélice de propulsion pour un aéronef, cette turbomachine (101) ayant un axe principal (X) et comportant : - une première hélice de propulsion (S1), - une seconde hélice de propulsion (S2), - un générateur de gaz comportant un mécanisme de transmission de puissance, un premier arbre (104a) d'entraînement en rotation de la première hélice (S1) autour de l'axe principal (X), et un second arbre (104b) d'entraînement en rotation de la seconde hélice (S2) autour de l'axe principal (X), caractérisée en ce que le mécanisme de transmission de puissance est un différentiel mécanique (160).

Description

DESCRIPTION

TITRE : TURBOMACHINE D’AERONEF A DOUBLE HELICE DE PROPULSION

Domaine technique de l'invention

La présente invention concerne le domaine des turbomachines à double hélice de propulsion pour un aéronef.

Arrière-plan technique

L’état de l’art comprend notamment les documents W0-A1 -2010/092263, US-B2-11 ,492,979, FR-A1-2 987 416, FR-A1 -3 008 462, FR-A1-3 008 462 et FR-A1 -3 041 054.

Une turbomachine d’aéronef comprend en général une hélice de propulsion appelée soufflante, qui est entraînée en rotation par un arbre d’un générateur de gaz pour générer une poussée de propulsion de l’aéronef.

On connaît également des turbomachines à double hélice de propulsion, par exemple du type Open Rotor. Les hélices sont entraînées par des arbres du générateur de gaz et peuvent être co-rotatives ou contrarotatives, c’est-à- dire qu’elles peuvent tourner dans un même sens ou dans des sens contraires autour d’un même axe. Les hélices peuvent être situées à l’amont ou à l’aval du générateur de gaz.

Par ailleurs, il est connu d’utiliser un mécanisme de transmission de puissance, en général du type réducteur mécanique, dans une turbomachine d’aéronef.

Le rôle d’un réducteur mécanique est de modifier le rapport de vitesse et de couple entre l’axe d’entrée et l’axe de sortie d’un système mécanique.

Les nouvelles générations de turbomachines à double flux, notamment celles ayant un haut taux de dilution, comportent un réducteur mécanique pour entraîner l’arbre de la soufflante (aussi appelé « fan »). De manière usuelle, le réducteur a pour but de transformer la vitesse de rotation dite rapide de l’arbre d’une turbine de puissance en une vitesse de rotation plus lente pour l’arbre entraînant la soufflante.

Un tel réducteur comprend un pignon central, appelé solaire, une couronne et des pignons appelés satellites, qui sont en prise entre le solaire et la couronne. Les satellites sont maintenus par un châssis appelé porte- satellites. Le solaire, la couronne et le porte-satellites sont des planétaires car leurs axes de révolution coïncident avec l’axe principal ou longitudinal X de la turbomachine. Les satellites ont chacun un axe de révolution différent et sont équirépartis sur le même diamètre de fonctionnement autour de l’axe des planétaires. Ces axes sont parallèles à l’axe longitudinal X.

Il existe plusieurs architectures de réducteur. Dans l’état de l’art des turbomachines à double flux, les réducteurs sont de type planétaire ou épicycloïdal. Il existe dans d’autres applications similaires, des architectures dites différentielles ou « compound ».

- Sur un réducteur planétaire, le porte-satellites est fixe et la couronne constitue l'arbre de sortie du dispositif qui tourne dans le sens inverse du solaire.

- Sur un réducteur épicycloïdal, la couronne est fixe et le porte-satellites constitue l'arbre de sortie du dispositif qui tourne dans le même sens que le solaire.

- Sur un réducteur différentiel, aucun élément n’est fixé en rotation. La couronne tourne dans le sens contraire du solaire et du porte-satellites.

Les réducteurs peuvent être composés d’un ou plusieurs étages d’engrènement. Cet engrènement est assuré de différentes façons comme par contact, par friction ou encore par champs magnétiques.

Dans la présente demande, on entend par « étage », une denture qui est configurée pour être engrenée avec une denture complémentaire. Une denture peut être interne ou externe.

Un satellite peut comprendre un ou deux étages d’engrènement. Un satellite à simple étage comprend une denture qui peut être droite, hélicoïdale ou en chevron et dont les dents sont situées sur un même diamètre. Cette denture coopère à la fois avec le solaire et la couronne.

Un satellite à double étage comprend deux dentures qui sont situées sur des diamètres différents. Une première denture coopère avec le solaire et une seconde denture coopère avec la couronne.

Chacune des dentures d’un satellite peut comprendre une seule série de dents ou bien deux séries de dents indépendantes, c’est-à-dire à distance axiale l’une de l’autre. On a déjà proposé un satellite dont la denture d’engrènement avec le solaire comprend deux séries de dents disposées de part et d’autre d’un plan médian du satellite, et dont la denture d’engrènement avec la couronne comprend également deux séries de dents disposées de part et d’autre de ce plan, les deux dentures de chaque satellite ayant des diamètres différents.

Un réducteur à double étage d’engrènement présente l’avantage d’avoir un rapport de réduction plus important qu’un réducteur à simple étage d’engrènement de même encombrement. Cependant, un inconvénient de ce type de réducteur est le moment généré dans les satellites par des écarts d’efforts appliqués sur les étages des satellites.

L’invention propose une solution de mécanisme de transmission de puissance, qui est particulièrement adaptée à l’entraînement en rotation des hélices de propulsion d’une turbomachine.

Résumé de l'invention

L’invention concerne une turbomachine à double hélice de propulsion pour un aéronef, cette turbomachine ayant un axe principal et comportant :

- une première hélice de propulsion,

- une seconde hélice de propulsion,

- un générateur de gaz comportant un mécanisme de transmission de puissance, un premier arbre d’entraînement en rotation de la première hélice autour de l’axe principal, et un second arbre d’entraînement en rotation de la seconde hélice autour de l’axe principal, caractérisée en ce que le mécanisme de transmission de puissance est un différentiel mécanique qui comprend :

- un solaire centré sur l’axe principal et accouplé avec un arbre du générateur de gaz,

- une couronne centrée sur l’axe principal et accouplée audit premier arbre,

- un porte-satellites centré sur l’axe principal et accouplé audit second arbre, et

- des satellites qui sont portés par le porte-satellites et qui sont engrenés avec le solaire et la couronne, chaque satellite ayant un axe de rotation parallèle à l’axe principal et comportant une première denture d’engrènement avec une denture du solaire, et une seconde denture d’engrènement avec une denture de la couronne, la première denture de chaque satellite comportant deux séries de dents qui sont à distance axiale l’une de l’autre et qui sont disposées de part et d’autre d’un plan médian du satellite qui est perpendiculaire à l’axe de ce satellite, la seconde denture de chaque satellite comportant deux séries de dents qui sont à distance axiale l’une de l’autre et qui sont disposées de part et d’autre dudit plan médian et des séries de dents de la première denture.

L’invention utilise donc un différentiel mécanique comme mécanisme de transmission de puissance, c’est-à-dire un mécanisme dont tous les éléments (parmi le solaire, la couronne et le porte-satellites) sont mobiles en rotation. La particularité de ce différentiel est que ses satellites sont à double étage, ce qui permet d’avoir un rapport de réduction élevé.

L’invention est notamment compatible

• d’un réducteur à plusieurs étages ;

• de dentures droites ou en chevron.

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

- la première denture de chaque satellite a un diamètre supérieur à celui de la seconde denture du satellite ; - la denture du solaire comprend deux séries de dents qui sont à distance axiale l’une de l’autre et qui engrènent respectivement avec les deux séries de dents de la première denture de chaque satellite ;

- la denture de la couronne comprend deux séries de dents qui sont à distance axiale l’une de l’autre et qui engrènent respectivement avec les deux séries de dents de la seconde denture de chaque satellite ;

- la couronne présente une demi-couronne amont et une demi-couronne aval, les demi-couronnes étant symétriques et étant disposée de part et d’autre des séries de dents de la première denture de chaque satellite ;

- les hélices sont contrarotatives ;

- la première denture de chaque satellite et la denture du solaire sont du type droite ou en chevrons ;

- la seconde denture de chaque satellite et la denture de la couronne sont en chevrons ;

- les satellites sont guidés par des paliers lisses du porte-satellites ;

- le porte-satellites comprend une cage monobloc, dans laquelle sont logés les satellites ;

- le premier arbre s’étend autour du second arbre et est guidé en rotation autour de ce second arbre par au moins un palier ;

- le premier arbre comprend une portion cylindrique qui est reliée à la couronne par un porte-couronne, le porte-couronne comportant une paroi cylindrique entourant au moins une partie de la couronne et une portion tronconique de liaison du premier arbre à la paroi cylindrique, la portion cylindrique du premier arbre ayant un diamètre inférieur au diamètre de la paroi cylindrique du porte-couronne voire également inférieur au diamètre externe du porte-satellites ;

- la portion cylindrique du premier arbre est formée d’une seule pièce avec les parois tronconique et cylindrique du porte-couronne ; - le second arbre comprend une portion cylindrique qui est reliée à un disque du porte-satellites, et qui est par exemple formée d’une seule pièce avec ce disque ou avec le porte-satellites ;

- chacun des satellites est guidé en rotation par un palier hydrodynamique qui comprend un corps cylindrique qui traverse le satellite, ce corps s’étendant le long de l’axe de rotation du satellite et comprenant à ses extrémités longitudinales des extensions logées dans des orifices formant des sièges du porte-satellites ;

-- la couronne est la seule couronne du différentiel ;

-- le différentiel est dépourvu de couronne fixe.

Brève description des figures

D’autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description qui suit d’un mode de réalisation non limitatif de l’invention en référence aux dessins annexés sur lesquels :

[Fig.1] la figure 1 est une vue schématique en coupe axiale d’une turbomachine,

[Fig.2] la figure 2 est une vue partielle en coupe axiale d’un réducteur mécanique,

[Fig.3] la figure 3 est une autre vue partielle en coupe axiale d’un réducteur mécanique, et illustre la technique antérieure à la présente invention,

[Fig .4] la figure 4 est une vue schématique en coupe axiale et en perspective d’un réducteur à double étage d’engrènement symétrique, et illustre également la technique antérieure à la présente invention,

[Fig.5] la figure 5 est une autre vue schématique en coupe axiale du réducteur de la figure 4 ;

[Fig.6] la figure 6 est une vue très schématique partielle en coupe axiale d’un différentiel mécanique selon l’invention,

[Fig.7] la figure 7 est une vue très schématique partielle en coupe axiale d’une turbomachine selon l’invention, [Fig.8] la figure 8 est une vue schématique en perspective et en coupe axiale d’un différentiel pour une turbomachine selon un mode de réalisation de l’invention, et

[Fig.9] la figure 9 est une vue schématique en coupe axiale d’un des satellites du différentiel de la figure 8.

Description détaillée de l'invention

La figure 1 décrit une turbomachine 1 qui comporte un générateur de gaz comprenant, de manière classique, une soufflante S, un compresseur basse pression 1 a, un compresseur haute pression 1 b, une chambre annulaire de combustion 1c, une turbine haute pression 1d, une turbine basse pression 1 e et une tuyère d’échappement 1 h. Le compresseur haute pression 1 b et la turbine haute pression 1 d sont reliés par un arbre haute pression 2 et forment avec lui un corps haute pression (HP). Le compresseur basse pression 1 a et la turbine basse pression 1e sont reliés par un arbre basse pression 3 et forment avec lui un corps basse pression (BP).

La soufflante S est entraînée par un arbre de soufflante 4 qui est entrainé par l’arbre BP 3 au moyen d’un réducteur 6. Ce réducteur 6 est généralement de type planétaire ou épicycloïdal.

La description qui suit concerne un réducteur du type épicycloïdal, dont le porte-satellites et le solaire sont mobiles en rotation, la couronne du réducteur étant fixe dans le repère du moteur.

Le réducteur 6 est positionné dans la partie amont de la turbomachine. Une structure fixe comportant schématiquement, ici, une partie amont 5a et une partie aval 5b qui compose le carter moteur ou stator 5 est agencée de manière à former une enceinte E entourant le réducteur 6. Cette enceinte E est ici fermée en amont par des joints au niveau d’un palier permettant la traversée de l’arbre de soufflante 4, et en aval par des joints au niveau de la traversée de l’arbre BP 3.

La figure 2 montre un réducteur épicycloïdal 6. En entrée, le réducteur 6 est relié à l’arbre BP 3, par exemple par l’intermédiaire de cannelures internes 7a. Ainsi, l’arbre BP 3 entraîne un pignon planétaire appelé le solaire 7. Classiquement, le solaire 7, dont l’axe de rotation est confondu avec celui de la turbomachine X, entraîne une série de pignons appelés satellites 8, qui sont équirépartis sur le même diamètre autour de l’axe de rotation X. Ce diamètre est égal au double de l’entraxe de fonctionnement entre le solaire 7 et les satellites 8. Le nombre de satellites 8 est généralement défini entre trois et sept pour ce type d’application.

L’ensemble des satellites 8 est maintenu par un châssis appelé porte- satellites 10. Chaque satellite 8 tourne autour de son propre axe Y, et engrène avec la couronne 9.

En sortie, nous avons :

■ Dans cette configuration épicycloïdale, l’ensemble des satellites 8 entraine en rotation le porte-satellite 10 autour de l’axe X de la turbomachine. La couronne est fixée au carter moteur ou stator 5 via un porte-couronne 12 et le porte-satellites 10 est fixé à l’arbre de soufflante 4.

■ Dans une autre configuration planétaire, l’ensemble des satellites 8 est maintenu par un porte-satellites 10 qui est fixé au carter moteur ou stator 5. Chaque satellite 8 entraine la couronne qui est rapportée à l’arbre de soufflante 4 via un porte-couronne 12.

■ Dans une autre configuration différentielle, l’ensemble des satellites 8 est maintenu par un porte-satellites 10 qui est relié à un premier arbre de soufflante 5. Chaque satellite 8 entraine la couronne 9 qui est solidarisée à l’arbre de soufflante 4 via le porte-couronne 12.

Chaque satellite 8 est monté libre en rotation à l’aide d’un palier 11 , par exemple de type roulement ou palier hydrodynamique. Chaque palier 11 est monté sur un des axes 10b du porte-satellites 10 et tous les axes sont positionnés les uns par rapport aux autres à l’aide d’un ou plusieurs châssis structurels 10a du porte-satellites 10. Il existe un nombre d’axes 10b et de paliers 11 égal au nombre de satellites. Pour des raisons de fonctionnement, de montage, de fabrication, de contrôle, de réparation ou de rechange, les axes 10b et le châssis 10a peuvent être séparés en plusieurs pièces. Pour les mêmes raisons citées précédemment, la denture d’un satellite peut être séparée en plusieurs hélices ou dents présentant chacun un plan médian P, P’. Dans notre exemple, nous détaillons le fonctionnement d’un réducteur dont chaque satellite comprend deux séries de dents en chevron coopérant avec une couronne séparée en deux demi-couronnes :

■ Une demi-couronne amont 9a constituée d’une jante 9aa et d’une demi-bride de fixation 9ab. Sur la jante 9aa se trouve l’hélice amont engrenée avec une hélice de la denture 8d de chaque satellite 8. L’hélice de la denture 8d engrène également avec celle du solaire 7.

■ Une demi-couronne aval 9b constituée d’une jante 9ba et d’une demi- bride de fixation 9bb. Sur la jante 9ba se trouve l’hélice aval engrenée avec une hélice de la denture 8d de chaque satellite 8. L’hélice de la denture 8d engrène également avec celle du solaire 7.

Si les largeurs d’hélice varient entre le solaire 7, les satellites 8 et la couronne 9 à cause des recouvrements de denture, elles sont toutes centrées sur un plan médian P pour les dents amont et sur un autre plan médian P’ pour les dents aval.

La figure 2 illustre ainsi le cas d’un réducteur 6 à simple étage d’engrènement, c'est-à-dire qu’une même denture 8d de chaque satellite 8 coopère à la fois avec le solaire 7 et la couronne 9. Même si la denture 8d comprend deux séries de dents, ces dents ont le même diamètre moyen et forment une seule et même denture appelée chevron.

La demi-bride de fixation 9ab de la couronne amont 9a et la demi-bride de fixation 9bb de la couronne aval 9b forment la bride de fixation 9c de la couronne. La couronne 9 est fixée à un porte-couronne en assemblant la bride de fixation 9c de la couronne et la bride de fixation 12a du porte- couronne à l’aide d’un montage boulonné par exemple.

Les flèches de la figure 2 décrivent l’acheminement de l’huile dans le réducteur 6. L’huile arrive dans le réducteur 6 depuis la partie stator 5 dans un distributeur 13 par différents moyens qui ne seront pas précisés dans cette vue car ils sont spécifiques à un ou plusieurs types d’architecture. Le distributeur 13 comprend des injecteurs 13a et des bras 13b. Les injecteurs 13a ont pour fonction de lubrifier les dentures et les bras 13b ont pour fonction de lubrifier les paliers. L’huile est amenée vers l’injecteur 13a pour ressortir par l’extrémité 13c afin de lubrifier les dentures. L’huile est également amenée vers le bras 13b et circule via la bouche d’alimentation 13d du palier. L’huile circule ensuite à travers l’axe dans une ou des zones tampons 10c pour ensuite ressortir par les orifices 10d afin de lubrifier les paliers des satellites.

La figure 3 montre un autre exemple d’architecture de réducteur 6, dit à double étage d’engrènement, dans lequel chaque satellite 8 comprend deux dentures 8d 1 , 8d2 distinctes configurées pour coopérer respectivement avec la couronne 9 et le solaire 7.

Dans cette figure 3, les éléments déjà décrits dans ce qui précède sont désignés par les mêmes références.

La denture 8d 1 d’engrènement avec la couronne 9 a un diamètre moyen noté D2 et est située dans un plan P. La denture 8d2 d’engrènement avec le solaire 7 a un diamètre moyen noté D1 et est située dans un autre plan P’. Les plans P, P’ sont parallèles entre eux et perpendiculaires à l’axe X. Le diamètre D2 est inférieur au diamètre D1. Enfin, chaque denture 8d1 , 8d2 comprend ici une seule hélice ou série de dents.

Comme évoqué dans ce qui précède, cette architecture « double étage » génère des moments non négligeables au niveau des satellites 8 en particulier car ce double étage est à denture asymétrique.

Les figures 4 et 5 montrent un réducteur 60 à double denture symétrique, qui permet de résoudre le problème précité.

Ce réducteur 60 comprend :

- un solaire 70 ayant un axe de rotation X,

- une couronne 90 qui s’étend autour du solaire 70 et qui est configurée pour être immobile en rotation autour de l’axe X, et - des satellites 80 qui sont engrenés avec le solaire 70 et la couronne 90 et qui sont maintenus par un porte-satellites 100 qui est configuré pour être mobile en rotation autour de l’axe X.

On définit le plan H comme étant un plan médian perpendiculaire à l’axe X et passant sensiblement au milieu du réducteur 60 (figure 5).

Le solaire 70 comprend des cannelures internes 70a d’accouplement avec l’arbre BP 30 ainsi qu’une denture externe 70b d’engrènement avec les satellites 80. La denture 70b présente deux séries de dents adjacentes en chevron, séparées l’une de l’autre par une rainure annulaire 72 orientée radialement vers l’extérieur. La denture 70b est symétrique par rapport au plan H, ses dents étant situées de part et d’autre du plan H qui passe par la rainure 72.

La couronne 90 est formée par deux anneaux indépendants 90a, 90b et comprend une denture 90d qui est séparée en deux séries de dents 90d1 , 90d2 en chevron portées respectivement par les deux anneaux.

Les anneaux 90a, 90b sont disposés de manière symétrique par rapport au plan H qui s’étend donc entre ces anneaux. Les anneaux sont reliés et fixés à un porte-couronne 120 par l’intermédiaire de flasques annulaires 122 de liaison. Les flasques 122 sont indépendants l’un de l’autre, chaque flasque ayant en demi section axiale une forme générale en S lui procurant une certaine souplesse radiale par déformation élastique en fonctionnement.

Chaque anneau 90a, 90b s’étend autour de l’axe X et est fixé au flasque 122 correspondant par sa périphérie externe. Sa périphérie interne comprend une des séries de dents 90d1 , 90d2.

Comme c’est le cas de la couronne 90, le porte-couronne 120 présente une symétrie par rapport au plan H.

Chaque satellite 80 comporte une première denture 82 de diamètre moyen D1 pour l’engrènement avec le solaire 70, et une seconde denture 84 de diamètre moyen D2, différent de D1 et en particulier inférieur à D1 , pour l’engrènement avec la couronne 90. Les diamètres moyens sont mesurés depuis l’axe Y de chaque satellite 80 et représentent chacun la moyenne entre le diamètre maximal et le diamètre minimal d’une denture de ce satellite.

Chaque satellite 80 comprend un manchon cylindrique 86 et un voile annulaire 88 s’étendant sensiblement radialement vers l’extérieur depuis le milieu de ce manchon 86. La denture 84 est séparée en deux séries de dents 84d1 , 84d2 en chevron qui sont situées respectivement sur les extrémités axiales du manchon 86. La denture 82 comprend deux séries de dents 82d1 , 82d2 en chevron qui sont situées à la périphérie externe du voile 88 et qui sont séparées l’une de l’autre par une rainure annulaire 89 débouchant radialement vers l’extérieur par rapport à l’axe Y.

La denture 82 est traversée en son milieu par le plan H qui passe par la rainure 89, les dents 82d1 , 82d2 étant donc disposées de part et d’autre du plan H. Les dents 84d1 , 84d2 sont également disposées de manière symétrique par rapport au plan H.

La denture 82 et la périphérie externe du voile 88 ont une dimension axiale qui est inférieure à la distance axiale entre les anneaux 90a, 90b, ainsi qu’entre les flasques 122, de façon à ce que chaque satellite 80 puisse librement tourner dans le porte-couronne 120 et entre les anneaux 90a, 90b et les flasques 122.

Chacun des satellites 80 est guidé en rotation par un palier hydrodynamique 81 qui comprend un corps cylindrique 81 a qui traverse le satellite 80, et en particulier son manchon 86, et qui est configuré pour former un film d’huile de guidage à l’intérieur du satellite.

Le corps 81 a d’un palier 81 s’étend le long de l’axe Y et comprend à ses extrémités longitudinales des extensions 81 b logées dans des orifices formant des sièges du porte-satellites 100.

Le corps 81 a est en général tubulaire et comprend une cavité interne de circulation d’huile qui communique en général avec des premières canalisations d’amenée d’huile jusqu’à une surface cylindrique externe du corps 81 a en vue de la formation du film d’huile entre cette surface et une surface cylindrique interne du satellite 80.

Les figures 6 et 7 illustrent le principe général de l’invention. La figure 6 montre un mécanisme de transmission de puissance, qui n’est plus un réducteur mécanique, mais un différentiel mécanique 160. Un différentiel mécanique 160 a un solaire 70, une couronne 90 et un porte-satellites 100 qui sont tous mobiles en rotation.

La figure 6 montre le différentiel 160 seul et la figure 7 montre une turbomachine 101 comportant ce différentiel 160.

La turbomachine 101 est similaire à celle de la figure 1 donc la description qui précède en relation avec la figure 1 s’applique à la turbomachine 1 de la figure 7. La particularité de la turbomachine 101 de la figure 7 est qu’elle comprend deux hélices de propulsion S1 , S2, qui sont ici coaxiales, contrarotatives et montées en amont du générateur de gaz.

Le différentiel 160 des figures 6 et 7 comprend :

- un solaire 70 qui a un axe de rotation centré sur l’axe principal X de la turbomachine 101 ,

- une couronne 90 qui s’étend autour du solaire 70 et de l’axe X,

- des satellites 80 qui sont engrenés avec le solaire 70 et la couronne 90, et

- un porte-satellites 100 qui a un axe de rotation confondu avec l’axe X et qui porte des paliers 81 de guidage en rotation des satellites 80 autour d’axes Y parallèles à l’axe X et répartis autour de cet axe X.

Le solaire 70 est accouplé à un arbre du générateur de gaz, qui est ici l’arbre basse pression 3.

La couronne 90 est accouplée à un premier arbre 104a d’entrainement en rotation d’une première des deux hélices de propulsion S1 .

Le porte-satellites 100 est accouplé à un second arbre 104b d’entrainement en rotation de la seconde hélice de propulsion S2.

Dans l’exemple représenté, l’hélice S1 reliée à la couronne 90 est située en aval de l’hélice S2 reliée au porte-satellite 100. L’arbre 104a s’étend autour de l’arbre 104b et est guidé en rotation sur cet arbre 104b par au moins un ou plusieurs paliers 200. L’arbre 104a est en outre guidé en rotation par un ou plusieurs paliers 202 portés par un support 204 solidaire d’un carter de stator 206 de la turbomachine. Ce carter de stator 206 s’étend autour du différentiel 160 et est solidaire d’un autre support 208 qui porte un ou plusieurs paliers 210 de guidage en rotation de l’arbre basse pression 3.

Les hélices S1 , S2 tournent autour d’un même axe qui est l’axe X de la turbomachine 101 .

Chaque satellite 80 a un axe Y de rotation parallèle à l’axe X et comporte une première denture 82 d’engrènement avec le solaire 70, et une seconde denture 84 d’engrènement avec la couronne 90.

La première denture 82 de chaque satellite 80 comporte deux séries de dents 82d1 , 82d2 qui sont à distance axiale l’une de l’autre et qui sont disposées de part et d’autre du plan médian H du satellite 80 (figures 8 et 9).

La seconde denture 84 comporte deux séries de dents 84d1 , 84d2 qui sont à distance axiale l’une de l’autre et qui sont disposées de part et d’autre du plan médian H et séparées l’une de l’autre par la première denture 82. Les séries de dents 84d1 , 84d2 de la seconde denture 84 sont ainsi disposées de part et d’autre de la première denture 82.

Le plan médian H est perpendiculaire à l’axe Y du satellite 80 et peut être un plan de symétrie de ce satellite 80.

La première denture 82 de chaque satellite 80 a un diamètre D1 qui est ici supérieur au diamètre D2 de la seconde denture 84 du satellite 80. On constate ainsi que les satellites 80 des figures 8 et 9 sont similaires à ceux des figures 4 et 50. La description qui précède s’applique donc à ces satellites 80.

Dans l’exemple représenté, chacun des satellites 80 est formé d’une seule pièce.

Dans les figures 8 et 9 qui illustrent un mode de réalisation plus concret de réalisation de l’invention, on constate que la denture 70b du solaire 70 est formée par deux séries de dents 70b1 , 70b2 qui sont à distance axiale l’une de l’autre et qui engrènent respectivement avec les deux séries de dents 82d1 , 82d2 de la première denture 82 de chaque satellite 80.

La couronne 90 comprend une denture 90d formée par deux séries de dents 90d1 , 90d2 qui sont à distance axiale l’une de l’autre et qui engrènent respectivement avec les deux séries de dents 84d1 , 84d2 de la seconde denture 84 de chaque satellite 80.

La couronne 90 est séparée en deux demi-couronnes :

■ une demi-couronne amont 190a constituée d’une jante 190aa et d’une demi-bride de fixation 190ab. Sur la jante 190aa se trouve la première série de dents 90d1 de la denture 90d qui est engrenée avec une des séries de dents 84d1 de la seconde denture 84 de chaque satellite 80 ;

■ une demi-couronne aval 190b constituée d’une jante 190ba et d’une demi-bride de fixation 190bb. Sur la jante 190ba se trouve la seconde série de dents 90d2 de la denture 90d qui est engrenée avec l’autre des séries de dents 84d2 de la seconde denture 84 de chaque satellite 80.

Les deux demi-couronnes 190a, 190b sont symétriques par rapport au plan H et sont situées de part et d’autre des séries de dents 82d1 , 82d2 de la première denture 82 de chaque satellite 80.

Les demi-brides 190ab, 190bb sont fixées entre elles pour former la bride de la couronne 90 et sont également fixées à une bride d’un porte-couronne 120 reliée à l’arbre 104a d’entraînement de l’hélice S1 .

Dans l’exemple représenté, l’arbre 104a comprend une portion cylindrique 104a1 qui est reliée à la couronne 90 par le porte-couronne 120. Le porte- couronne 120 comporte une paroi cylindrique 120a qui entoure au moins une partie de la couronne 90, et en particulier la demi-couronne 190a, et une portion tronconique 120b de liaison du premier arbre 104a à la paroi cylindrique 120a. La paroi tronconique 120b s’évase donc vers l’aval dans l’exemple représenté.

La portion cylindrique 104a1 a un diamètre D3 inférieur au diamètre D4 de la paroi cylindrique 120a voire également inférieur au diamètre externe D5 du porte-satellites 100, comme dans l’exemple représenté. La portion cylindrique 104a1 du premier arbre 104a est de préférence formée d’une seule pièce avec les parois tronconique et cylindrique 120a, 120b du porte-couronne 120.

L’arbre 104b comprend une portion cylindrique 104b1 qui est reliée au disque 100a du porte-satellites 100, et qui est par exemple formée d’une seule pièce avec ce disque 100a ou avec le porte-satellites 100. La portion 104b1 a un diamètre D6 inférieur à D3.

En variante, la couronne 90 pourrait également être formée d’une seule pièce.

Les séries de dents 82d1 , 82d2, 70b1 , 70b2 des dentures 82, 70b sont ici en chevron ou droites. Les séries de dents 84d1 , 84d2, 90d1 , 90d2 des dentures 84, 90 sont ici en chevron.

Le porte-satellites 100 comprend une cage délimitée par deux disques 100a reliés par des pontets 100b.

Des corps cylindrique 81a s’étendent entre les disques 100a et sont fixés à ces disques. Les corps cylindriques 81 a sont répartis autour de l’axe X et définissent les axes Y. Ces corps 81 a traversent respectivement les satellites 80 en vue de leur guidage.

Les satellites 80 sont respectivement centrés et guidés en rotation par des paliers lisses sur ces corps cylindrique 81 a.

Chacun des corps 81 a s’étend le long de l’axe Y et comprend à ses extrémités longitudinales des extensions 81 b logées dans des orifices formant des sièges du porte-satellites 100.

Chaque corps 81 a est en général tubulaire et comprend une cavité interne de circulation d’huile qui communique en général avec des canalisations d’amenée d’huile jusqu’à une surface cylindrique externe du corps 81 a en vue de la formation des paliers lisses.

L’utilisation de satellites 80 à double étage symétrique permet de limiter l’apparition de moments sur les paliers.

La cage formée par les disques 100a et les pontets 100b peut également être formée d’une seule pièce, comme dans l’exemple représenté. Dans une variante non représentée de réalisation de l’invention, les hélices pourraient être situées à l’aval de la turbomachine ou du moins dans des positions différentes que celles illustrées à la figure 7 Le différentiel selon l’invention est adapté pour fournir des rapports de réduction importants, et par exemple supérieurs à 5. Il bénéficie d’un encombrement radial limité ce qui facilite son intégration dans une turbomachine. La turbomachine est de préférence à double flux.

Claims

REVENDICATIONS

1. Turbomachine (101 ) à double hélice de propulsion pour un aéronef, cette turbomachine (101 ) ayant un axe principal (X) et comportant :

- une première hélice de propulsion (S1 ),

- une seconde hélice de propulsion (S2),

- un générateur de gaz comportant un mécanisme de transmission de puissance, un premier arbre (104a) d’entraînement en rotation de la première hélice (S1 ) autour de l’axe principal (X), et un second arbre (104b) d’entraînement en rotation de la seconde hélice (S2) autour de l’axe principal (X), caractérisée en ce que le mécanisme de transmission de puissance est un différentiel mécanique (160) qui comprend :

- un solaire (70) centré sur l’axe principal (X) et accouplé avec un arbre (3) du générateur de gaz,

- une couronne (90) centrée sur l’axe principal (X) et accouplée audit premier arbre (104a),

- un porte-satellites (100) centré sur l’axe principal (X) et accouplé audit second arbre (104b), et

- des satellites (80) qui sont portés par le porte-satellites (100) et qui sont engrenés avec le solaire (70) et la couronne (90), chaque satellite (80) ayant un axe (Y) de rotation parallèle à l’axe principal (X) et comportant une première denture (82) d’engrènement avec une denture du solaire (70), et une seconde denture (84) d’engrènement avec une denture de la couronne (90), la première denture (82) de chaque satellite (80) comportant deux séries de dents (82d1 , 82d2) qui sont à distance axiale l’une de l’autre et qui sont disposées de part et d’autre d’un plan médian (H) du satellite qui est perpendiculaire à l’axe (Y) de ce satellite (80), la seconde denture (84) de chaque satellite (80) comportant deux séries de dents (84d1 , 84d2) qui sont à distance axiale l’une de l’autre et qui sont disposées de part et d’autre dudit plan médian (H) et des séries de dents (82d1 , 82d2) de la première denture (82).

2. Turbomachine (101 ) selon la revendication précédente, dans laquelle la première denture (82) de chaque satellite (80) a un diamètre (D1 ) supérieur à celui de la seconde denture (84) du satellite (80).

3. Turbomachine (101 ) selon la revendication 1 ou 2, dans laquelle la denture (70b) du solaire (70) comprend deux séries de dents (70b1 , 70b2) qui sont à distance axiale l’une de l’autre et qui engrènent respectivement avec les deux séries de dents (82d1 , 82d2) de la première denture (82) de chaque satellite (80).

4. Turbomachine (101 ) selon l’une des revendications précédentes, dans laquelle la denture (90d) de la couronne (90) comprend deux séries de dents (90d1 , 90d2) qui sont à distance axiale l’une de l’autre et qui engrènent respectivement avec les deux séries de dents (84d1 , 84d2) de la seconde denture (84) de chaque satellite (80).

5. Turbomachine (101 ) selon l’une des revendications précédentes, dans laquelle la couronne (90) présente une demi-couronne amont (190a) et une demi-couronne aval (190b), les demi-couronnes (190a, 190b) étant symétriques et étant disposées de part et d’autre des séries de dents (82d1 , 82d2) de la première denture (82) de chaque satellite (80).

6. Turbomachine (101 ) selon l’une des revendications précédentes, dans laquelle les hélices (S1 , S2) sont contrarotatives.

7. Turbomachine (101 ) selon l’une des revendications précédentes, dans laquelle la première denture (82) de chaque satellite (80) et la denture (70b) du solaire (70) sont du type droite ou en chevrons.

8. Turbomachine (101 ) selon l’une des revendications précédentes, dans laquelle la seconde denture (84) de chaque satellite (80) et la denture (90d) de la couronne (90) sont en chevrons.

9. Turbomachine (101 ) selon l’une des revendications précédentes, dans laquelle les satellites (80) sont guidés par des paliers lisses du porte- satellites (100).

10. Turbomachine (101 ) selon l’une des revendications précédentes, dans laquelle le porte-satellites (100) comprend une cage monobloc, dans laquelle sont logés les satellites (80).

11. Turbomachine (101 ) selon l’une des revendications précédentes, dans laquelle le premier arbre (104a) s’étend autour du second arbre (104b) et est guidé en rotation autour de ce second arbre (104b) par au moins un palier.

12. Turbomachine (101 ) selon l’une des revendications précédentes, dans laquelle le premier arbre (104a) comprend une portion cylindrique (104a1 ) qui est reliée à la couronne (90) par un porte-couronne (120), le porte-couronne (120) comportant une paroi cylindrique (120a) entourant au moins une partie de la couronne (90) et une portion tronconique (120b) de liaison du premier arbre (104a) à la paroi cylindrique (120a), la portion cylindrique (104a1 ) du premier arbre (104a) ayant un diamètre (D3) inférieur au diamètre (D4) de la paroi cylindrique (120a) du porte-couronne (120) voire également inférieur au diamètre externe (D5) du porte-satellites (100).

13. Turbomachine (101 ) selon la revendication précédente, dans laquelle la portion cylindrique (104a1 ) du premier arbre (104a) est formée d’une seule pièce avec les parois tronconique et cylindrique (120a, 120b) du porte- couronne (120).

14. Turbomachine (101 ) selon l’une des revendications précédentes, dans laquelle le second arbre (104b) comprend une portion cylindrique (104b1 ) qui est reliée à un disque (100a) du porte-satellites (100), et qui est par exemple formée d’une seule pièce avec ce disque (100a) ou avec le porte-satellites (100).

15. Turbomachine (101 ) selon l’une des revendications précédentes, dans laquelle chacun des satellites (80) est guidé en rotation par un palier hydrodynamique (81 ) qui comprend un corps cylindrique (81a) qui traverse le satellite (80), ce corps (81a) s’étendant le long de l’axe de rotation (Y) du satellite et comprenant à ses extrémités longitudinales des extensions (81 b) logées dans des orifices formant des sièges du porte-satellites (100).