FR2552500A1

FR2552500A1 - Hollow composite turbine blade with streamlined shell

Info

Publication number: FR2552500A1
Application number: FR8414450A
Authority: FR
Inventors: Richard Ravenhall; Charles Thomas Salemme
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1983-09-23
Filing date: 1984-09-20
Publication date: 1985-03-29
Also published as: GB8423715D0; GB2147055A; JPS60138300A; DE3434001A1; IT1176673B; IT8422562A0

Abstract

The turbine blade is hollow and composite, with a streamlined shell and a corrugated core. This is a single layer/sheet, wavily diffusion-bonded to a shell (14) comprising first and second covering elements (20,22) to connect these in several places. In the case of a rotor blade, the streamlined portion has a tip element and leading- and trailing edges. It has a shaft (16) and a foot (18) partially formed by the covering elements, both thicker in the shaft-region than at the tip. At least one has a reinforcing layer (34) comprising at least one ply of fibrous composite.

Description

La presente invention concerne les aubes de turbomachines en général et, plus particulièrement, des aubes composites, creuses, comportant une âme ondulée pour en assurer le renforcement. The present invention relates to turbomachine blades in general and, more particularly, composite, hollow blades, having a corrugated core to reinforce them.

Les aubes des turbomachines, telles que celles utilisées dans lXétage comportant la soufflante ou le compresseur d'un moteur à réaction moderne, doivent répondre à un certain nombre de critères de réalisation astreignants. Par exemple, il est essentiel que le poids soit faible pour que la vitesse en bout d'aubes soit élevée, les rotors soient légers et les rapports entre rayons soient plus petits. Il faut que les aubes soient frigides afin d'éviter les vibrations excessives, alors qu'une résistance mécanique importante est indispensable pour éviter les avaries dues à des corps étrangers. De plus, sur le plan économique, le coût de fabrication d'une aube doit être raisonnable. The blades of turbomachines, such as those used in the stage comprising the fan or the compressor of a modern jet engine, must meet a certain number of exacting performance criteria. For example, it is essential that the weight is low so that the speed at the tip of the blades is high, the rotors are light and the ratios between spokes are smaller. The blades must be frigid in order to avoid excessive vibrations, while significant mechanical resistance is essential to avoid damage due to foreign bodies. In addition, economically, the cost of manufacturing a blade must be reasonable.

Dans le passa, on a réduit le poids en réalisant des aubes creuses On peut fabriquer des aubes de ce type en liant par brasage des éléments d'enveloppe a une âme de renforcement. C'est ainsi que le brevet des Etats-Unis d'S=merique nO 3 095 180 décrit une aube creuse fabriquée en suivant cette méthode. En général, les liaisons par brasage ont tendance à être plus fragiles que le matériau environnant. En variante, on peut fabriquer des aubes creuses en usinant des canaux sur les surfaces d'accouplement des sections du profil aérodynamique, puis en réunissant les sections en effectuant une liaison par diffusion.Bien que généralement plus solides qu'une aube dont l'âme est brasée, les aubes réalisées de cette façon doivent être installées sur un montage de fixation précis, donc coûteux, pour procéder à l'alignement des canaux, et un défaut d'alignement, fût-il de faible valeur, se traduit par des concentrations de contraintes. In the past, the weight has been reduced by making hollow blades. Blades of this type can be manufactured by bonding envelope elements to a reinforcing core by brazing. Thus, the United States patent of S = merique No. 3,095,180 describes a hollow vane manufactured using this method. In general, solder connections tend to be more fragile than the surrounding material. Alternatively, hollow blades can be made by machining channels on the mating surfaces of the sections of the airfoil, then joining the sections together by diffusion bonding, although generally stronger than a blade whose core is brazed, the blades made in this way must be installed on a precise mounting assembly, therefore expensive, to carry out the alignment of the channels, and a misalignment, even of small value, results in concentrations constraints.

Pour obtenir une certaine rigidité des aubes, on peut combiner des matériaux différents ayant une rigidité élevée et réaliser ainsi une aube composite. To obtain a certain rigidity of the blades, it is possible to combine different materials having a high rigidity and thus to produce a composite blade.

Pour améliorer la résistance à la traction et la rigidité, on peut intégrer une matière fibreuse dans le profil aérodynamique de l'aube. Par exemple, le brevet des
Etats-Unis d'Amérique nO 3 572 971, décrit l'utilisation de fibres fines dans l'âme centrale d'une aube. L'un des problèmes soulevés par les aubes composites massives est leur tendance à être lourdes et à avoir un coût de fabrication élevé du fait de la quantité des matériaux nécessaires à leur réalisation.To improve the tensile strength and rigidity, a fibrous material can be integrated into the aerodynamic profile of the blade. For example, the patent for
United States of America No. 3,572,971, describes the use of fine fibers in the central core of a blade. One of the problems raised by massive composite blades is their tendency to be heavy and to have a high manufacturing cost due to the quantity of materials necessary for their production.

Des aubes de compresseur creuses en matériau composite dans lesquelles des fibres sont liées intégralement à une matrice en aluminium font l'objet du brevet des Etats-Unis d'Amérique nO 3 981 616. L'inconvénient de ces aubes est qu'elles présentent une mauvaise résistance à l'impact des corps étrangers. Hollow compressor blades of composite material in which fibers are integrally bonded to an aluminum matrix are the subject of US Patent No. 3,981,616. The disadvantage of these blades is that they have a poor resistance to the impact of foreign bodies.

La présente invention a pour buts de réaliser:
. une aube perfectionnée de turbomachine;
. une aube légère présentant une meilleure rigidité;
une aube perfectionnée de soufflante qui élimine la nécessité d'avoir des boucliers à mi-hauteur;
une aube perfectionnée présentant une meilleure résistance à l'impact des corps étrangers;
une aube creuse perfectionnée ayant une âme et une enveloppe de largeur variable;
une aube creuse, renforcée, perfectionnée dont le pied présente une meilleure résistance.The present invention aims to achieve:
. an improved turbine engine blade;
. a light blade with better rigidity;
an improved fan blade which eliminates the need for shields halfway up;
an improved blade with better resistance to the impact of foreign bodies;
an improved hollow blade having a core and an envelope of variable width;
a hollow, reinforced, improved blade with a better resistance in the base.

Ces buts, ainsi que d'autres de la présente invention, de même que ses caractéristiques et avantages, apparaîtront à la description faite en liaison avec les dessins d'accompagnement. These objects, as well as others of the present invention, as well as its characteristics and advantages, will appear on reading the description made in conjunction with the accompanying drawings.

Dans un mode de réalisation de la présente invention, on décrit une aube dont l'âme est disposée à l'intérieur d'un profil aérodynamique creux. L'âme est liée par diffusion à ce profil. In one embodiment of the present invention, a blade is described, the core of which is arranged inside a hollow aerodynamic profile. The soul is linked by diffusion to this profile.

Dans un mode de réalisation plus spécifique de la présente invention, on décrit une aube de rotor ayant un profil aérodynamique creux qui comprend un bout d'aube, un bord d'attaque et un bord arrière. Le profil aérodynamique comporte un premier et un second élément d'enveloppe entourant une zone constituant l'âme qui est liée par diffusion à ces premier et second éléments. L'aube de rotor comprend en outre une embase et un pied. Les éléments d'enveloppe s'étendent entre le bout d'aube et l'embase et le pied pour former une partie de l'embase et du pied. In a more specific embodiment of the present invention, there is described a rotor blade having a hollow airfoil which includes a blade tip, a leading edge and a trailing edge. The aerodynamic profile comprises a first and a second envelope element surrounding a zone constituting the core which is linked by diffusion to these first and second elements. The rotor blade further includes a base and a stand. The envelope elements extend between the tip of the blade and the base and the base to form a part of the base and the base.

La description qui va suivre se réfère aux figures annexées qui représentent respectivement:
figure 9, une vue dXune aube de turbomachine selon un mode de réalisation de la présente invention;
figure 2, une vue en coupe de l'aube représentée en figure 1 prise le long de la ligne 2-2;
figure 3, une vue éclatée en perspective des stratifiés formant un élément d'enveloppe selon un mode de réalisation de la présente invention;
figure 4, une vue en coupe de côté d'un élément d'enveloppe selon un mode de réalisation de la présente invention;
figure 5, une vue en coupe de l'élément d'enveloppe de la figure 4 prise le long de la ligne 5-5;
figure 6, une vue similaire à celle de la figure 5 d'un autre mode de réalisation de la présente invention;;
figure 7, une vue éclatée en perspective d'une étape de fabrication de l'aube représentée en figure 1;
figure 8, une vue en coupe d'un moule de fabrication de l'aube de la figure 1;
figure 9, une illustration du processus de fabrication de l'aube de la figure 1 avec le moule de la figure 8;
figure 10, une vue de l'âme avant l'opéra- tion de liaison selon un autre mode de réalisation de la présente invention;
figure 11, une vue de l'âme avant l'opération de liaison selon encore un autre mode de réalisation de la présente invention;
figure 12, une vue en coupe de l1aube de la figure 2 prise le long de la ligne 12-12.The following description refers to the appended figures which represent respectively:
FIG. 9, a view of a turbomachine blade according to an embodiment of the present invention;
Figure 2 is a sectional view of the blade shown in Figure 1 taken along line 2-2;
FIG. 3, an exploded perspective view of the laminates forming an envelope element according to an embodiment of the present invention;
Figure 4, a side sectional view of an envelope member according to an embodiment of the present invention;
Figure 5 is a sectional view of the envelope member of Figure 4 taken along line 5-5;
Figure 6, a view similar to that of Figure 5 of another embodiment of the present invention;
Figure 7, an exploded perspective view of a step of manufacturing the blade shown in Figure 1;
Figure 8, a sectional view of a mold for manufacturing the blade of Figure 1;
Figure 9, an illustration of the dawn manufacturing process of Figure 1 with the mold of Figure 8;
FIG. 10, a view of the core before the linking operation according to another embodiment of the present invention;
FIG. 11, a view of the core before the linking operation according to yet another embodiment of the present invention;
Figure 12 is a sectional view of the blade of Figure 2 taken along line 12-12.

En figure 1, on a représenté une aube creuse 10 selon un mode de réalisation de la présente invention, la vue étant prise du côté intrados 12 où s'exerce la pression. Le contour d'une zone 28 constituant l'âme, telle que représentée par exemple en figure 2, est indiqué par la ligne m en trait discontinu. L'aube 10 comprend un profil aérodynamique 14, une embase 16 et un pied 18. In Figure 1, there is shown a hollow blade 10 according to an embodiment of the present invention, the view being taken from the pressure side 12 where the pressure is exerted. The outline of a zone 28 constituting the core, as shown for example in FIG. 2, is indicated by the line m in broken lines. The blade 10 comprises an aerodynamic profile 14, a base 16 and a base 18.

La figure 2 est une vue en coupe de l'aube creuse 10 prise le long de la ligne 2-2 de la figure 1. Figure 2 is a sectional view of the hollow blade 10 taken along line 2-2 of Figure 1.

Un élément d'enveloppe intrados 20 et un élément d'enveloppe extrados 22, sont réunis par une opération de liaison par diffusion pour former un bord d'attaque 24 et un bord de fuite 26. Les éléments d'enveloppe 20 et 22 entourent la zone 28 constituant l'âme, celle-ci se présentant sous la forme d'une feuille ondulée 30. Les éléments d'enveloppe 20 et 22 sont liés par diffusion à la feuille ondulée 30 à des sommets 32 suivant un procédé décrit ci-après. A l'intérieur de chaque élément d'enveloppe 20, 22 se trouve une feuille de renfort 34 constituée de plusieurs couches d'un matériau composite, représenté en détail en figure 3. Dans le but de réduire les avaries causées par les corps étrangers, la feuille de renfort 34 ne s'étend pas à l'intérieur du bord d'attaque 24 ou du bord de fuite 26.C'est pour cela que ces zones sont réalisées en matériau non fibreux présentant une bonne résistance aux chocs, par exemple, en titane.A lower surface envelope element 20 and a lower surface envelope element 22 are joined by a diffusion bonding operation to form a leading edge 24 and a trailing edge 26. The envelope elements 20 and 22 surround the zone 28 constituting the core, the latter being in the form of a corrugated sheet 30. The envelope elements 20 and 22 are linked by diffusion to the corrugated sheet 30 to vertices 32 according to a process described below . Inside each envelope element 20, 22 is a reinforcing sheet 34 made up of several layers of a composite material, shown in detail in FIG. 3. In order to reduce the damage caused by foreign bodies, the reinforcement sheet 34 does not extend inside the leading edge 24 or the trailing edge 26. This is why these zones are made of non-fibrous material having good impact resistance, for example , made of titanium.

En figures 3, 7, 8 et 9, on a représenté la succession des étapes de fabrication, selon un mode de réalisation recommandé de la présente invention, de l'aube 10. La figure 3 est une vue en perspective de l'orientation des couches constituant les éléments d'enveloppe 20 ou 22 d'une aube selon un mode de réalisation de la présente invention. Des feuilles frontales 36 et 38 sont placées sur les côtés opposés de l'assemblage composite en fibre 34. L'assemblage 34 est constitué d'un stratifié composé de feuilles métalliques 42 et de feuilles en fibre 44 disposées en alternance. Les feuilles ont des hauteurs variables de sorte que, comme le montre par exemple la figure 4 il y a davantage de fibres dans la zone 50 constituant l'embase de l'élément d'enveloppe 22 que dans le bout d'aube 46 du profil aérodynamique 52. Les fibres entrent dans la partie 48 constituant le pied, leur nombre allant généralement en décroissant. In FIGS. 3, 7, 8 and 9, there is shown the succession of manufacturing steps, according to a recommended embodiment of the present invention, of the blade 10. FIG. 3 is a perspective view of the orientation of the layers constituting the envelope elements 20 or 22 of a blade according to an embodiment of the present invention. Front sheets 36 and 38 are placed on opposite sides of the fiber composite assembly 34. The assembly 34 consists of a laminate composed of metal sheets 42 and fiber sheets 44 arranged alternately. The sheets have variable heights so that, as shown for example in FIG. 4, there are more fibers in the zone 50 constituting the base of the envelope element 22 than in the blade tip 46 of the profile. aerodynamic 52. The fibers enter the part 48 constituting the foot, their number generally decreasing.

Dans le mode de réalisation préféré représenté en figure 3, les feuilles frontales 36 et 38 sont en titane et ont une épaisseur d'environ 0,4 mm. On peut fabriquer les feuilles en fibre 44 en mettant en suspension une fibre appropriée, par exemple, des filaments de carbone revêtus de carbure de silicium, dans un liant en polymère. Les feuilles métalliques 42 qui sont disposées en alternance avec les feuilles en fibres 44 sont réalisées en titane et ont une épaisseur d'environ 0,10 mm. In the preferred embodiment shown in Figure 3, the front sheets 36 and 38 are made of titanium and have a thickness of about 0.4 mm. The fiber sheets 44 can be made by suspending a suitable fiber, for example, carbon filaments coated with silicon carbide, in a polymer binder. The metal sheets 42 which are arranged alternately with the fiber sheets 44 are made of titanium and have a thickness of approximately 0.10 mm.

Après avoir correctement aligné les feuilles1 on les soumet à une température et une pression suffisantes, comme cela est bien connu dans l'art, pour réaliser leur liaison par diffusion et former l'élément d'enveloppe 22.After having correctly aligned the sheets 1, they are subjected to a sufficient temperature and pressure, as is well known in the art, to effect their diffusion bonding and to form the envelope element 22.

Au cours du processus de liaison, le matériau constituant le liant brûle et le métal migre en remplissant les vides laissés par le liant. Il en résulte des couches en fibre 54, comme représenté en figure 4, qui sont noyées dans une matrice métallique et retenues par les feuilles frontales 36 et 38.During the bonding process, the material constituting the binder burns and the metal migrates, filling the voids left by the binder. This results in fiber layers 54, as shown in FIG. 4, which are embedded in a metal matrix and retained by the front sheets 36 and 38.

Une vue des couches, suivant une coupe prise le long de la ligne 5-5 de la figure 4, est représentée en figure 5. En figure 5, on peut voir que la densité des fibres de l'élément d'enveloppe 22 est généralement uniforme. La figure 6 représente une variante de mode de réalisation où l'on a modifié la densité des fibres de manière à obtenir la flexibilité requise pour qu'une résistance aux chocs soit conférée à certaines parties de l'aube tout en maintenant une rigidité élevée dans d'autres parties. Il apparaîtra à l'homme du métier qu'il est possible de prévoir de nombreux agencements pour les fibres. On remarquera également que dans le processus de formation de l'élément d'enveloppe 22, on peut préformer cet élément dans ses grandes lignes par compression dans un moule pour lui conférer sa forme finale, cambrée et torsadée.De plus, il peut être souhaitable que des fibres dépassent de l'élément d'enveloppe 20 ou 22 en fonction des conditions de conception. A view of the layers, taken along a section taken along line 5-5 of FIG. 4, is represented in FIG. 5. In FIG. 5, it can be seen that the density of the fibers of the envelope element 22 is generally uniform. FIG. 6 represents an alternative embodiment in which the density of the fibers has been modified so as to obtain the flexibility required for impact resistance to be imparted to certain parts of the blade while maintaining high rigidity in other parts. It will appear to those skilled in the art that it is possible to provide numerous arrangements for the fibers. It will also be noted that in the process of forming the envelope element 22, this element can be preformed in broad outline by compression in a mold to give it its final shape, arched and twisted. In addition, it may be desirable that fibers protrude from the envelope element 20 or 22 depending on the design conditions.

Les figures 7 à 9 illustrent un procédé permettant de lier par diffusion la feuille 30 formant l'âme aux éléments d'enveloppe 20 et 22 dans la cavité d'un moule en les soumettant à la pression d'un gaz. FIGS. 7 to 9 illustrate a method making it possible to bond by diffusion the sheet 30 forming the core to the envelope elements 20 and 22 in the cavity of a mold by subjecting them to the pressure of a gas.

La figure 7 est une vue en perspective de la feuille 30 placée entre les éléments 20 et 22 fabriqués suivant le procédé décrit ci-dessus. On place un élément 56 formant bouchon, par exemple en titane à une extrémité de l'assemblage 60 de l'aube dans le but de former son pied.FIG. 7 is a perspective view of the sheet 30 placed between the elements 20 and 22 manufactured according to the method described above. An element 56 forming a plug is placed, for example made of titanium at one end of the assembly 60 of the blade in order to form its base.

Avant de lier ces éléments ensemble, on recouvre les deux faces de l'âme 30, en formant un motif 58 ressemblant à des bandes, avec une substance telle que le nitrure de bore, dont le rôle est d'empêcher la liaison par diffusion avec des matériaux appliqués ultérieurement.Before binding these elements together, the two faces of the core 30 are covered, by forming a pattern 58 resembling bands, with a substance such as boron nitride, the role of which is to prevent diffusion bonding with materials applied later.

On place ensuite l'assemblage 60 dans uh moule 62, comme représenté en figure 8. On introduit un gaz par l'tinter médiaire d'un tube 63 à une température et une pression suffisantes pour lier entre eux par diffusion les composants de l'assemblage 60.The assembly 60 is then placed in a mold 62, as shown in FIG. 8. A gas is introduced through the intermediate point of a tube 63 at a temperature and a pressure sufficient to bond the components of the material together by diffusion. assembly 60.

L'aube 10 est réalisée par déformation superplastique comme représenté en figure 9. On introduit un gaz entre les éléments d'enveloppe 20 et 22 par l'intermédiaire d'un tube 64 à une température et une pression suffisantes pour provoquer la séparation des éléments en formant ainsi la zone 28 constituant l'âme et en déployant simultanément des éléments 66 de l'âme. Comme mentionné précédemment, la feuille 30 de llâme ne se lie aux éléments d'enveloppe 20 et 22 qu'à ses parties n'ayant subi aucun traitement, ce qui a pour effet de produire des ondulations. The blade 10 is produced by superplastic deformation as shown in FIG. 9. A gas is introduced between the envelope elements 20 and 22 via a tube 64 at a temperature and a pressure sufficient to cause the separation of the elements. thereby forming the zone 28 constituting the core and simultaneously deploying elements 66 of the core. As mentioned above, the sheet 30 of the core only binds to the envelope elements 20 and 22 to its parts which have not undergone any treatment, which has the effect of producing undulations.

Ce processus de liaison par diffusion et de formation superplastique fait l'objet d'une description plus détaillée dans le brevet des Etats-Unis d'Rmérique nO 3 927 817 au nom de Hamilton, que l'on supposera ici connu. La feuille ondulée 30 de l'âme, ainsi formée, est liée par diffusion aux éléments d'enveloppe 20 et 22 aux sommets 32. Ces parties de jonction présentent une résistance exceptionnelle, de très loin supérieure à celle que l'on rencontre dans les aubes de l'art antérieur. Il va sans dire que la géométrie de l'âme dépend de la forme du motif 58 en nitrure de bore ou tout autre matériau d'inhibition des liaisons par diffusion. This diffusion bonding and superplastic formation process is described in more detail in US Patent No. 3,927,817 to Hamilton, which will be assumed to be known here. The corrugated sheet 30 of the core, thus formed, is linked by diffusion to the envelope elements 20 and 22 to the vertices 32. These junction parts have an exceptional resistance, far greater than that encountered in the blades of the prior art. It goes without saying that the geometry of the core depends on the shape of the pattern 58 made of boron nitride or any other material for inhibiting diffusion bonds.

Les figures 10 et 11 représentent des variantes de la configuration de l'âme. Par exemple, la figure 10 représente un motif par points correspondant à une âmeen colonnes, et la figure 11 un profil en zigzag se traduisant par une âme en Z. Cependant, la présente invention n'est pas limitée aux profils cités ci-dessus, mais comprend tout motif conduisant à une âme utilisable. Figures 10 and 11 show variants of the configuration of the core. For example, FIG. 10 represents a dot pattern corresponding to a core in columns, and FIG. 11 a zigzag profile resulting in a Z-core. However, the present invention is not limited to the profiles mentioned above, but includes any motif leading to a usable core.

Classiquement, des âmes de cette nature comprendront plusieurs éléments reliant les éléments d'enveloppe 20 et 22 entre eux. Par exemple, comme le montre la figure 9, l'âme 30 comprend les éléments d'âme 66. Par contraste, l'âme correspondant à la configuration par points de la figure 10 comprendra des éléments sous forme de colonnes.Conventionally, souls of this nature will include several elements connecting the envelope elements 20 and 22 together. For example, as shown in FIG. 9, the core 30 comprises the core elements 66. In contrast, the core corresponding to the point configuration of FIG. 10 will include elements in the form of columns.

En figure 12, on a représenté une vue en coupe de l'aube 10 prise à partit du bord d'attaque et suivant la ligne 12-12 de la figure 2. La feuille ondulée 30 de l'âme se trouve entre l'élément d'enveloppe 20, du côté intrados, et l'élément d'enveloppe 22, du côté extrados. La zone 28 constituant l'âme est partiellement fermée au bout d'aube 46 et à l'embase 16 par cambrage de la feuille 30 et liaison de celle-ci aux éléments d'enveloppe 20 ou 22. Une fermeture complète s'obtient par liaison d'une bande 76 aux éléments d'enveloppe 20 et 22-. Il est possible d'envisager d'autres formes pour le bout d'aube 46. Dans le mode de réalisation représenté, le bout d'aube 46 comporte un évidement 68.En variante, 11 évidement 68 peut être rempli d'un matériau léger, ou bien la partie 76 de l'enveloppe peut être usinée de manière à réaliser une surface de frottement d'extrémité. La zone 28 constituant 1'âme s'étend jusque dans l'embase 16, comme cela est représenté, et est séparée du bouchon 56 par la feuille 30 de l'âme. L'élément d'enveloppe 20 comprend une feuille de renfort 74 constituée d'au moins une couche de matériau composite en fibre comme cela est décrit avec davantage de détails en liaison avec la figure 4. In Figure 12, there is shown a sectional view of the blade 10 taken from the leading edge and along the line 12-12 of Figure 2. The corrugated sheet 30 of the core is located between the element casing 20, on the lower side, and the casing element 22, on the upper side. The zone 28 constituting the core is partially closed at the end of the blade 46 and at the base 16 by bending the sheet 30 and connecting the latter to the envelope elements 20 or 22. A complete closure is obtained by connection of a strip 76 to the envelope elements 20 and 22-. It is possible to envisage other shapes for the tip of the blade 46. In the embodiment shown, the blade tip 46 has a recess 68. Alternatively, the recess 68 can be filled with a light material. , or else the part 76 of the envelope can be machined so as to produce an end friction surface. The zone 28 constituting the core extends as far as the base 16, as shown, and is separated from the plug 56 by the sheet 30 of the core. The envelope element 20 comprises a reinforcing sheet 74 made up of at least one layer of fiber composite material as described in more detail in connection with FIG. 4.

La disposition et le nombre des couches de matériau composite en fibre peuvent être variable. The arrangement and the number of layers of fiber composite material can be variable.

Dans le mode de réalisation représenté en figure 12, le nombre de couches constituant la feuille de renfort 74 est plus grand à l'embase 16 qu a proximité du bout d'aube 46 et va généralement en diminuant dans le pied 18. Les couches vont en s'évasant au droit du pied 18 et se trouvent généralement à proximité de la surface extérieure du pied 18. La feuille de renfort 74 est en contact laminaire avec la feuille intérieure frontale 36 et la feuille extérieure frontale 38 en matériau non fibreux, comme cela est représenté plus en détail en figure 4. Le bout d'aube 46 est constitué essentiellement par un matériau non fibreux, par exemple de titane, de manière à augmenter la résistance aux chocs de corps étrangers. In the embodiment shown in FIG. 12, the number of layers constituting the reinforcing sheet 74 is greater at the base 16 than near the tip of the blade 46 and generally decreases in the base 18. The layers go flaring to the right of the foot 18 and are generally close to the outer surface of the foot 18. The reinforcing sheet 74 is in laminar contact with the front inner sheet 36 and the front outer sheet 38 of non-fibrous material, as this is shown in more detail in FIG. 4. The blade tip 46 consists essentially of a non-fibrous material, for example of titanium, so as to increase the resistance to impact from foreign bodies.

De manière similaire, une feuille de renfort 74 st les feuilles frontales 36 et 38 constituent l'élément dXenveloppe 22. L'un des rôles de la feuille 74 est d'augmenter la rigidité de l'aube. Dans certaines réalisations, il peut être souhaitable que l'un des éléments d'enveloppe, voir les deux, ne comportent pas de feuille de renfort. Ces cas entrent dans le domaine de protection de la présente invention. Similarly, a reinforcing sheet 74 and the front sheets 36 and 38 constitute the envelope element 22. One of the roles of the sheet 74 is to increase the rigidity of the blade. In some embodiments, it may be desirable that one of the envelope elements, or both, do not include a reinforcing sheet. These cases fall within the scope of protection of the present invention.

L'aube venant d'être décrite comporte une âme dont la section en coupe varie. De nouveau en liaison avec la figure 12, la zone 28 constituant l'âme a une section en coupe qui va en décroissant entre l'embase et le bout d'aube 46. Ainsi, la section en coupe de l'âme à proximité dela partie 46 est inférieure à celle qui se trouve à proximité de l'embase. The blade just described has a core whose cross section varies. Again in connection with FIG. 12, the zone 28 constituting the core has a section in section which decreases between the base and the tip of the blade 46. Thus, the section in section of the core close to the part 46 is less than that which is located near the base.

L'aube renforcée en titane venant d'être décrite et représentée, a comme caractéristiques d'être légère et de présenter d'excellentes propriétés de rigidité, de résistance mécanique et de résistance au choc des corps étrangers. Des aubes de soufflante fabriquées selon le procédé de la présente invention présentent des caractéristiques de rigidité et de résistance mécanique si élevées qu'on peut éliminer le bouclier monté en bout d'aube ou à mi-hauteur, réduire le rapport des rayons de l'aube et augmenter la vitesse en bout d'aube. The titanium-reinforced blade just described and shown has the characteristics of being light and of exhibiting excellent properties of rigidity, mechanical resistance and impact resistance of foreign bodies. Blower blades manufactured according to the method of the present invention have characteristics of rigidity and mechanical strength so high that the shield mounted at the tip of the blade or at mid-height can be eliminated, reducing the radius ratio of the dawn and increase the speed at the end of the dawn.

Une aube réalisée selon la présente invention a donc de meilleures conditions de fonctionnement que les aubes de l'art antérieur.A blade produced according to the present invention therefore has better operating conditions than the blades of the prior art.

Il apparaîtra facilement à l'homme du métier que la présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation spécifiques venant d'être décrits et illustrés. La présente invention s'applique à n'importe quelle aube creuse dont l'âme a été réalisée en faisant appel à la technique de liaison par diffusion. De plus, il est possible d'utiliser d'autres matériaux et de modifier l'emplacement des fibres pour répondre à des conditions particulières de réalisation. It will be readily apparent to those skilled in the art that the present invention is not limited to the specific embodiments just described and illustrated. The present invention applies to any hollow blade whose core has been produced by using the diffusion bonding technique. In addition, it is possible to use other materials and to modify the location of the fibers to meet specific production conditions.

On comprendra aussi que les dimensions, les proportions et relations entre structures représentées sur les dessins ne sont données qu'à titre d'exemple et ne doivent pas être considérées comme entrant réellement dans la réalisation d'une aube selon la présente invention. It will also be understood that the dimensions, proportions and relationships between structures shown in the drawings are given only by way of example and should not be considered as actually entering into the production of a blade according to the present invention.

Claims

1. Dawn, characterized in that it comprises a hollow aerodynamic profile (14, 52) closing a core (28), the core being linked to the aerodynamic profile by diffusion.

2. Dawn according to claim 1, characterized in that the aerodynamic profile (14) is constituted by a first and a second envelope element (20,22), and in that the core (28) comprises several elements ( 66) connecting the first and second envelope elements.

3. Dawn according to claim 1, characterized in that the core (28) comprises a corrugated sheet (30).

4. Rotor blade, comprising:

a hollow aerodynamic profile (14, 52) having a blade tip (46), a leading edge (24), and a trailing edge (26); the aerodynamic profile being formed by a first and a second envelope element (20, 22) surrounding a zone constituting the core (28), the core being linked by diffusion to the first and second envelope elements;

. a base (16, 50);

. a foot (18, 48); where the envelope elements extend between the tip of the blade and the base and the base to form a part of this base and of this base.

5. Dawn according to claim 4, characterized in that the core (28! Comprises a corrugated sheet (30).

6. Dawn according to claim 4, characterized in that the thickness of each envelope element is greater at the right of the tail (16, 50) than at the right of the blade tip (46) of the aerodynamic profile ( 14, 52).

7. Dawn according to claim 4, characterized in that at least one of the envelope elements (20, 22) comprises a reinforcing sheet (74) consisting of at least one layer of fiber composite material.

8. Dawn according to claim 7, characterized in that the envelope element (20, 22) comprising a reinforcing sheet (74) further comprises inner and outer sheets (36, 38) of non-fibrous material in contact laminar with the reinforcement sheet.

9. Dawn according to claim 8, characterized in that the fiber composite material consists of carbon filaments coated with silicon carbide inside a titanium matrix, and in that the non-fibrous material is titanium .

10. Dawn according to claim 8, characterized in that the number of layers (54) inside the reinforcement sheet (74) is greater in line with the base (16, 50) than near the blade tip (46) and generally decreases along the foot (18).

11. Dawn according to claim 10, characterized in that the layers are generally located near the outer surface of the foot (18).

12. Dawn according to claim 8, characterized in that the blade tip (46), the leading edge (24), the trailing edge (26) are essentially made of non-fibrous material.

13. Dawn according to claim 4, characterized in that the zone constituting the core (28) extends as far as the foot (18), and the cross-section of this zone constituting the core is smaller in line with the blade tip (46) only at the foot (18).