FR2559422A1

FR2559422A1 - Element a profil de pale creux composite muni d'une structure support interne ondulee et son procede de fabrication

Info

Publication number: FR2559422A1
Application number: FR8501662A
Authority: FR
Inventors: Guy Cliff Murphy; Jackie Dale Jones; Charles Thomas Salemme
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1984-02-13
Filing date: 1985-02-06
Publication date: 1985-08-16
Also published as: GB2154286A; GB8502793D0; IT8519493A0; DE3504378A1; JPS60198304A; IT1183344B; FR2559422B1

Abstract

CETTE INVENTION CONCERNE UN ELEMENT A STRUCTURE DE PALE QUI COMPORTE UNE ENVELOPPE LAMIFIEE CREUSE 40 A L'INTERIEUR DE LAQUELLE EST DISPOSEE UNE STRUCTURE SUPPORT LAMIFIEE ONDULEE 47 EN CONTACT DE SURFACE A DES EMPLACEMENTS ESPACES AVEC L'ENVELOPPE. SELON LE PROCEDE, ON FABRIQUE L'ELEMENT EN FORMANT TOUT D'ABORD LA STRUCTURE SUPPORT A L'AIDE DE MANDRINS NON ADHERENTS DISPOSES DANS LES CREUX DES ONDULATIONS, ON MOULE L'ENVELOPPE AUTOUR DE CET ENSEMBLE DE NOYAU ET, APRES DURCISSEMENT DE LA STRUCTURE SUPPORT, ON RETIRE LES MANDRINS DE L'ELEMENT FINI.

Description

La présente invention se rapporte à des éléments-à pro-

fil de pale, tels que des aubes mobiles, des aubes fixes,

des entretoises ou analogues. L'invention est plus particu-

lièrement applicable à des aubes fixes du type utilisé dans les turbines à gaz employées pour la propulsion des avions. Des aubes mobiles, des aubes fixes et des entretoises ayant diverses constructions d'éléments à profil de pale

sont couramment utilisées dans les moteurs à turbine à gaz.

Habituellement, de telles aubes fixes ou mobiles et de telles entretoises sont des éléments pleins étant donné que ceci

offre la plus grande combinaison de résistance et de facili-

té de fabrication. Cependant, une considération critique dans la construction des moteurs d'avion est la réduction du

poids qui milite à l'encontre de l'emploi d'éléments struc-

turaux pleins. Par conséquent, il est déjà connu de réaliser de telles aubes fixes ou mobiles ou de telles entretoises

creuses pour de telles applications.

Etant donné que les éléments à profil de pale creux ne présentent pas la même résistance structurale ou rigidité que les éléments à profil de pale pleins, il est nécessaire

de munir de tels éléments creux d'un type approprié quel-

conque de soutien, tel que des nervures de renforcement ou analogues. On a déjà proposé dans le passé des éléments à profil de pale creux munis de structures de soutien internes, par exemple, dans les brevets des EUA n 3 365 124, n 3 627 443 et n 4 221 539. La construction de tels éléments

à profil de pale creux est relativement coûteuse et complexe.

Typiquement, l'élément à profil de pale est fabriqué en deux parties ou moitiés, les nervures internes étant formées en

une seule pièce avec l'une des moitiés ou avec les deux moi-

tiés l'ensemble étant assemblé par des techniques de collage appropriées. Si l'on n'utilisait pas ce procédé, il serait nécessaire de fabriquer tout d'abord l'enveloppe d'élément

à profil de pale creux puis d'insérer la structure de ner-

vures interne dans l'enveloppe et de la coller à cette der-

nière. Une autre considération importante en ce qui concerne les éléments à profil de pale utilisés dans les turbomachines est l'amortissement des vibrations. Un tel amortissement a été assuré au moyen d'un chemisage externe de l'élément, comme décrit dans le brevet des EUA n 3 357 850. Un tel

chemisage externe nécessite des étapes de fabrication sup-

plémentaires et peut accroître de manière importante le

coût de l'élément à profil de pale fini.

La présente invention a notamment pour buts: - de réaliser une construction d'élément à profil de pale creux perfectionné et son procédé de fabrication qui évitent les inconvénients des constructions d'éléments à

profil de pale antérieures et de leurs procédés de fabri-

cation tout en offrant des avantages structuraux et fonc-

tionnels supplémentaires; - de réaliser un nouvel élément à profil de pale creux

qui soit d'une construction relativement simple et écono-

mique; - de réaliser un élément à profil de pale creux du type

énoncé ci-dessus qui ait une résistance structurale conve-

nable tout en offrant un bon amortissement des vibrations;

- de réaliser un procédé de fabrication d'un tel élé-

ment à profil de pale creux qui soit simple et économique; - de réaliser un procédé du type précité qui réduise au

minimum le nombre des étapes de fabrication.

On atteint les buts ci-dessus de l'invention ainsi que d'autres en réalisant une construction d'élément à profil de pale qui comprend une enveloppe creuse, une structure support ondulée disposée à l'intérieur de l'enveloppe et en contact de surface avec elle en des emplacements espacés

de cette dernière, la structure support coopérant avec l'en-

veloppe pour délimiter entre elles des cavités vides.

On atteint également les buts ci-dessus de l'invention ainsi que d'autres en réalisant un procédé de fabrication d'un élément à profil de pale creux qui consiste: à former

un ensemble de noyau qui comprend une structure support ondu-

lée allongée en une première matière et plusieurs mandrins allongés en une autre matière disposés dans les ondulations de la structure support en contact avec elle et coopérant

avec elle pour former l'ensemble de noyau, à appliquer en-

suite une enveloppe autour de l'ensemble de noyau,qui en-

toure l'ensemble de noyau excepté à ses extrémités et est

en contact avec la structure support, à coller ensuite l'en-

veloppe uniquement à ladite structure support puis à retirer les mandrins à travers une extrémité ouverte de l'enveloppe de sorte que l'on obtient une enveloppe creuse munie d'une

structure support ondulée interne qui en fait partie inté-

grante.

La suite de la description se réfère aux figures an-

nexées qui représentent, respectivement:

Fig. 1 une vue en coupe simplifiée, avec arrachement par-

tiel, d'une turbosoufflante d'avion qui comporte des aubes distributrices de sortie qui comportent les caractéristiques de la présente invention; Fig. 2: une vue éclatée en perspective d'un ensemble d'aube

fixe construit conformément à la présente inven-

tion et comportant ses caractéristiques; Fig. 3: une vue en coupe, à plus grande échelle, prise suivant la ligne 3-3 de la Fig. 2; Fig. 4: une vue en perspective de l'ensemble d'aube fixe de la Fig. 2 à l'état assemblé; Fig. 5: une vue partielle, en coupe, prise suivant la ligne 5-5 de la Fig. 4; Fig. 6: une vue en élévation latérale, à plus grande échelle, d'un bouchon d'extrémité de l'ensemble d'aube fixe de la Fig. 2; Fig. 7: une vue, également à plus grande échelle, en coupe verticale prise suivant la ligne 7-7 de la Fig. 6; Fig. 8: une vue partielle, à plus grande échelle, de la partie supérieure de l'ensemble d'aube directrice

de sortie de la Fig. 2 représentant la manière sui-

vant laquelle il est fixé au capot de la soufflante; Fig. 9: une vue éclatée,en perspective,représentant une préforme dont l'assemblage constitue la première étape du procédé de fabrication de l'ensemble d'aube fixe de la Fig. 2; Fig. 10: une vue partielle, en perspective, à plus grande échelle, montrant la fabrication de la préforme de la Fig. 9; Fig. 11: une vue en coupe d'un ensemble de moule utilisé pour joindre entre eux les éléments de l'ensemble de préforme représenté sur les Fig. 9 et 10; Fig. 12: une vue partielle, en coupe, d'un appareil servant à coller l'aube à une plate-forme de montage;

Fig. 13: une vue en coupe, à plus grande échelle, d'un mé-

canisme de presse utilisé pour appliquer un chemi-

sage à l'aube; Fig. 14: une vue partielle, en coupe, d'un autre mode de réalisation de l'aube de la présente invention; et Fig. 15: une autre vue partielle,en coupe,à plus grande échelle, d'encore un autre mode de réalisation de

l'aube de la présente invention.

Sur la Fig. 1 à laquelle on se référera, on a représenté schématiquement un turbomoteur à soufflante canalisée ou turbosoufflante, désigné par la référence générale 20. Bien

que les turbosoufflantes soient bien connues dans la tech-

nique, on donnera une brève description de laturbosoufflante

pour faciliter la compréhension des relations qui existent entre ses divers éléments à titre de données de base de la

présente invention que l'on décrira ci-après. Essentielle-

ment, la turbosoufflante 20 peut être considérée comme com-

portant une partie centrale ougénérateur de gaz 21, une souf-

flante 22 qui comporte un étage d'aubes rotatives 23 de souf-

flante et une turbine 24A de soufflante située en aval du gé-

nérateur de gaz 21 et qui est reliée à la soufflante 22 par un arbre 25. Le générateur de gaz 21 comprend un-compresseur

26 à flux axial ayant un rotor 27. L'air pénètre dans-l'ori-

fice d'entrée 28 à partir de la gauche de la Fig. 1 dans la direction de la flèche en traits pleins et est initialement

comprimé par les aubes 23 de la soufflante.

Un capot de soufflante ou nacelle 29 entoure le généra-

teur de gaz 21 et y est relié par une série d'ensembles 30

d'aube directrice de sortie (dont un est représenté) dispo-

sés à des distances angulaires à peu près égales les uns des autres autour du capot de générateur de gaz. Le rôle principal des aubes directrices de sortie est de rediriger le courant d'air hélicoïdal sortant d'entre les aubes 23 de la soufflante de façon qu'il s'écoule dans une direction qui est de manière prédominante réellement axiale. Une première partie de l'air comprimé relativement froid pénètre dans un conduit 31 d'air de dilution formé entre le générateur de gaz 21 et le capot 29 de la soufflante et est éjecté par une tuyère 32 de soufflante. Une seconde partie de l'air comprimé pénètre dans l'orifice d'entrée 33 du générateur de gaz 21 et est à nouveau comprimée par le compresseur axial 26 et est refoulée dans une chambre de combustion 34 dans laquelle

elle est mélangée avec un combustible et le mélange est brû-

lé pour produire des gaz de combustion à haute énergie qui entraînent la turbine 35 du générateur de gaz. La turbine 35, à son tour, entraîne le rotor 27 de la manière habituelle

dans les moteurs à turbine à gaz. Les gaz chauds de combus-

tion traversent ensuite la turbine 24A de soufflante qu'ils entraînent et celle-ci, à son tour, entraîne la soufflante 22. Une force propulsive est ainsi obtenue par l'action de la soufflante 22 qui refoule de l'air par le conduit 31 d'air

de dilution, et par la tuyère 32 de soufflante et par l'éjec-

tion des gaz de combustion par la tuyère 37 du générateur de gaz qui est délimitée d'une part par le capot 39 du moteur

et, d'autre part, par le noyau ou corps central 38 de tuyère.

La présente invention a trait aux ensembles 30 d'aube directrice de sortie d'une nouvelle construction composite en matières polymères et à un nouveau procédé de fabrication

de tels ensembles. Comme représenté sur les Fig. 2 à 8 aux-

quelles on se référera maintenant, chaque ensemble 30 d'aube

comporte une partie aérodynamique ou aube allongée qui com-

prend une enveloppe creuse 41 ayant des parois 42 et 43 qui sont espacées l'une de l'autre pour délimiter entre elles une cavité 44 (Fig. 3) et qui sont reliées entre elles le long du bord d'attaque 45 et du bord de fuite 46 de l'aube 40. Une structure support ondulée composite lamifiée allongée 47 qui comporte des ondulations de forme générale trapézoidale est disposée dans la cavité 44 et s'étend suivant la longueur de

l'enveloppe 41, les plages plates 47a de cette structure sup-

port étant solidaires des parois 42 et 43. De préférence, les plages 47a sont collées aux parois 42 et 43, la structure

support 47 servant d'élément raidisseur pour fournir un sup-

port interne aux parois 42 et 43. On peut voir que la cavité

44 reste ouverte entre les ondulations de la structure sup-

port 47 et l'enveloppe creuse 41 est ouverte à ses deux extré-

mités comme représenté pour l'extrémité 48 sur la Fig. 2. De

préférence, une chemise en polyuréthane 49 recouvre la sur-

face extérieure de l'enveloppe creuse 41 et sert à fournir

à l'aube 40 un revêtement résistant à l'érosion.

Une extrémité ouverte 48 de l'enveloppe est fermée par

un bouchon d'extrémité 50 qui comporte une partie d'embolte-

ment 51 ayant une extrémité intérieure concave 52. Une se-

melle formant capuchon 53 est formée en une seule pièce avec la partie d'emboîtement 51 à l'extrémité extérieure de cette dernière et s'étend latéralement vers l'extérieur par rapport à elle, la semelle étant dimensionnée d'une manière à venir en appui contre le bord de l'extrémité distale de l'enveloppe 41 et à se trouver approximativement dans le prolongement de sa surface périphérique. L'autre extrémité de l'aube 40 est agencée de manière à être reçue dans une emplanture 55 (Fig.

2) qui est montée dans le capot 39 du générateur de gaz.

Plus précisément, l'emplanture 55 comporte une douille 56

dans laquelle est formée une cavité 57 dans laquelle est insé-

rée l'extrémité de l'aube 40. Une bride de fixation 58 est formée en une seule pièce avec la douille 56 à l'extrémité supérieure de cette dernière et s'étend latéralement vers

l'extérieur à partir d'elle.

Sur l'extrémité munie d'un bouchon de l'aube 40 est mon-

tée une plate-forme de montage 60 pour faciliter le montage

de l'ensemble 30 d'aube dans la turbosoufflante associée 20.

La plate-forme de montage 60 comporte une plaque de base 61

approximativement rectangulaire munie d'une paroi périphé-

rique vertical 62 qui en fait partie intégrante et qui s'é-

tend autour de son périmètre. Un corps arqué 63 fait éga-

lement partie intégrante de la plaque de base 61 et fait

saillie vers le haut au-dessus d'elle, ce corps 63 compor-

tant un évidement ou cavité 64 dont la forme est complémen-

taire de celle de l'extrémité munie d'un bouchon de l'aube 40 mais a des dimensions légèrement plus grandes. L'extrémité munie d'un bouchon de l'aube 40 est reçue dans la cavité 64 avec un espace libre prédéterminé autour d'elle, espace qui est rempli d'un produit d'enrobage élastomère 65 qui sert à

coller l'aube 40 à la plate-forme de montage 60. De préfé-

rence on injecte le produit d'enrobage 65 dans l'espace libre par un trou d'injection 66 formé dans le corps arqué 63,comme on l'expliquera plus complètement ci-après. Deuxoreilles de montage 67 font également partie intégrante de la plaque de base 61 et du corps arqué 63, chaque oreille 67 étant munie

d'un alésage pour recevoir un organe de fixation complémen-

taire,tel qu'un boulon 68 et une plaque 68a formant écrou

(Fig. 8). La plate-forme 60 et le bouchon 50 sont, de préfé-

rence, fabriqués en nylon chargé de fibres de carbone.

En service, on monte l'ensemble 30 d'aube en place en

introduisant l'extrémité libre de l'aube 40 dans l'emplan-

ture 55 laquelle est montée dans un évidement complémentaire (non représenté) formé dans le capot 39 du générateur de gaz 21 et est fixée en place par des moyens appropriés. On fixe la plate-forme de montage 60 à l'aide des boulons 68 à la

surface intérieure du capot 29 de la soufflante, comme re-

présenté sur la Fig. 8.

L'ensemble 30 d'aube offre l'avantage d'être constitué par un ensemble préformé qui est prêt à être monté dans le moteur à turbine à gaz au moyen d'un petit nombre d'organes de fixation et il offre, en outre, l'avantage d'être léger

du fait de sa construction creuse. La structure support ondu-

lée 47 soutient intérieurement l'enveloppe extérieure 41 à

profil aérodynamique.

Sur les Fig. 9 à 13 auxquelles on se référera également

maintenant, on a représenté le procédé de fabrication de l'en-

semble 30 d'aube que l'on décrira maintenant. On construit tout d'abord l'aube 40 à partir d'une préforme d'aube que l'on a désignée par la référence générale 70 et qui comporte

un ensemble de noyau 71 et des préformes d'enveloppe 75 et 76.

L'ensemble de noyau 71 comprend la structure support ondnlée lamifiée 47, crue,non durcie,et plusieurs mandrins allongés amovibles 73 qui sont disposés dans les espaces formés entre les ondulations de la structure support,des deux côtés de

cette dernière, comme représenté sur la Fig. 10. Plus précisé-

ment, on empile les feuillets de la structure support 47 et on interpose les mandrins 73 pour former les ondulations dans la structure support 47. Les mandrins 73 ont une forme et

des dimensions appropriés pour coopérer avec la structure sup-

port crue 47 afin de former l'ensemble de noyau 71 qui a

approximativement la forme aérodynamique de l'aube 40 finie.

La structure support 47 peut être formée de minces feuillets en une matière composite, de préférence, une matière hybride

unidirectionnelle 80% graphite-20% verre imprégnée d'une ré-

sine époxyde thermodurcissable que l'on peut obtenir de la 3M Company, StPaul, Minnesota, EUA. Suivant une variante, la structure support 47, les préformes 75 et 76, ou les deux

pourraient être fabriquées en une matière composite consti-

tuée, par exemple, par des feuilles métalliques collées

entre elles au moyen d'un adhésif approprié. Chacun des man-

drins est fabriqué en une matière ayant des caractéristiques de non adhérence de façon à ne pas adhérer à une résine

époxyde pendant le durcissement de cette dernière, cette ma-

tière étant, de préférence, un caoutchouc de silicone, tel que celui vendu par General Electric Company sous la marque

de commerce TUFEL.

Chacune des préformes d'enveloppe 75 et 76 comprend plusieurs minces feuillets 77 d'une matière composite, de

préférence, la même matière composite que la structure sup-

port 47. On pose les préformes d'enveoppes 75 et 76 respec-

tivement sur la surface convexe et sur la surface concave de l'ensemble de noyau 71;chacune des préformes d'enveloppe 75

et 76 étant dimensionnée de façon à s'étendre longitudinale-

ment sur la même longueur que l'ensemble de noyau 71 mais à s'étendre audelà de l'ensemble de noyau 71 le long des bords d'attaque et de fuite de ce dernier de sorte que ces parties

débordantes des préformes d'enveloppe 75 et 76 sont superpo-

sées. Ainsi, on comprendra que les feuillets 77 situés à l'intérieur sont en contact de surface avec les plages 47a

de la structure support 47.

Après que l'on a assemblé la préforme 70 d'aube, on la place dans une machine à mouler 80 (Fig. 11) qui comporte des matrices mâle et femelle coopérantes chauffées 81 et,

respectivement, 82. De la chaleur et une pression sont simul-

tanément appliquées à la préforme 70 d'aube par la machine à mouler 80 pour durcir la préforme 70 d'aube,y compris la

structure support ondulée 47,en une seule étape. Plus préci-

sément, les feuillets 77 de chacune des préformes d'enve-

loppe 75 et 76 sont collés ensemble,les feuillets de la structure support 47 sont cuits et durcis et les parties qui se recouvrent des préformés d'enveloppe 75 et 76 sont collées entre elles le long des bords d'attaque et de fuite

de l'aube 40. Ceux des feuillets 77 qui sont situés à l'in-

térieur sont simultanément collés aux plages 47a de la struc-

ture support 47 mais ils ne sont pas collés aux mandrins 73 du fait des caractéristiques de non adhérence inhérentes de

ces derniers. Lorsqu'on utilise les matières préférées dé-

crites ci-dessus le cycle de durcissement comporte une cuis-

son d'environ une heure à 230 F (110 C) suivie d'un post-

cuisson à 275 F (135 C) d'environ quatre heures. Cependant, on comprendra que l'on peut changer le cycle de durcissement lorsqu'on utilise d'autres matières. Après durcissement de la préforme 70 d'aube dans la machine à mouler 80, on retire les mandrins 73 par l'une des extrémités de l'enveloppe creuse 41, simplement en les tirant hors de l'enveloppe. On

obtient ainsi une aube creuse 40 munie d'une structure sup-

port interne solidaire 47 s'étendant longitudinalement le

long de sa partie centrale.

Ensuite, on assemble l'aube 40 à la plate-forme de montage 60, De préférence, on rode la surface interne de la cavité 64 et la surface extérieure de l'extrémité de l'aube 40 qui doit y être introduite par exemple par décapage au jet de sable, apres avoir masqué d'une manière appropriée les surfaces restantes de l'aube 40 et de la plaque de base 61 de la plate-forme. On comprendra que l'on pourrait utiliser d'autres techniques de rodage, telles que, par exemple, un décapage à l'acide. On applique ensuite une couche d'apprêt appropriée sur les surfaces rodées. L'apprêt peut être, par exemple, un mélange d'apprêts, tel que l'un de ceux vendus par la Dayton Coating and Chemical Division and Whittaker Corporation sous les marques THIXON 300 et THIXON 301. On applique l'apprêt de façon à obtenir une épaisseur de la pellicule sèche d'environ 0,0003 à 0,0004 pouce (7,62 à ,16 gm). On perce alors le trou d'injection 66 dans la plate-forme 60, à moins que, suivant une variante, il ait

été prémoulé dans la plate-forme.

On préchauffe ensuite l'aube 40 et la plate-forme 60 recouverte d'une couche d'apprêt pendant environ 15 minutes

à une température d'environ 320 F (160 C) puis on les intro-

duit dans un ensemble 85 de moule de transfert (Fig. 12) qui

est maintenu à une température d'environ 350 F (176,67 C).

Plus précisément, l'aube 40 est maintenue dans un dispositif

support approprié (non représenté) et son extrémité d'enmbo-

tement est serrée dans une plaque de retenue 84. La plate-

forme 60 est contenue dans une cavité de forme complémentaire formée dans un outil de moulage 86. La plaque de retenue 84 est fixée à l'outil de moulage 86 de sorte que l'extrémité

rodée de l'aube 40 est reçue dans la cavité 64 de la plate-

forme 60 avec un espace libre prédéterminé approximativement uniforme tout autour d'elle. De préférence, la profondeur

d'insertion de l'aube 40 dans la cavité 64 est d'approximati-

vement 0,8 pouce (20,32 mm) et un espace libre d'environ 0,08 pouce (2, 032 mm) est établi entre l'extrémité de l'aube

et le fond de la cavité 64 du fait que l'aube 40 ne pé-

nètre pas jusqu'au fond de la cavité 64. En outre, les dimen-

sions de l'aube 40 et de la cavité 64 sont telles qu'un es-

pace libre d'environ 0,08 pouce (2,032 mm) est établi entre les côtés de l'aube 40 et les parois latérales de la cavité 64. L'outil de moulage 86 comprend un canal d'injection 87 qui est disposé en alignement avec letrou d'injection 66 qui

traverse la plate-forme 60. Le canal d'injection 87 commu-

nique avec un cylindre de transfert 88 dans lequel est monté

un piston 89. On charge un élastomère non vulcanisé de pré-

férence un caoutchouc fluoroélastomère,tel que celui vendu sous la marque de commerce VITON par E. I. DuPont de Nemours & Co. Inc.,dans le cylindre de transfert 88 qui est maintenu à une température d'environ 350 F (176, 67 C), puis on injecte

cet élastomère sous une pression de transfert maximale d'en-

viron 3.500 livres par pouce carré (241,3 bars) par le canal de coulée 87 et le trou d'injection 66 dans l'espace libre entre l'aube 40 et la plateforme 60. On maintient l'ensemble aube-plate-forme dans l'ensemble 85 de moule de transfert pendant environ 75 minutes à une température d'environ 350 F (176,67 C),ce qui sert à vulcaniser l'élastomère VITON 65 et à coller de manière sûre l'aube 40 à la plate-forme 60. On retire ensuite l'ensemble collé de l'ensemble 85 de moule de transfert et on le soumet à une post-cuisson d'une durée approximative de 16 heures à unetempérature d'environ 300 F (148,89 C) après quoi on enlève les bavures de VITON en excès

de la plate-forme 60 et de l'aube 40.

L'aube 40 après le cycle de moulage et de post-cuisson présente une faible résistance à l'érosion provoquée par des

débris tels que du sable, des gravillons et analogues, aux-

quels les moteurs à turbine à gaz d'avion peuvent être expo-

sés. Ainsi, on applique la chemise 49 en polyuréthane à la surface extérieure de l'enveloppe creuse 41 pour lui conférer la résistance à l'érosion nécessaire. En premier lieu, on rode légèrement la surface extérieure de l'enveloppe creuse 41, par exemple, par décapage au jet de sable, après avoir masqué les surfaces de la plate-forme de montage 60 et du produit d'enrobage 65 pour empêcher qu'elles soient érodées pendant l'opération de décapage au jet de sable. On découpe ensuite une pellicule de polyuréthane, ayant une épaisseur

d'approximativement 0,010 pouce (0,254 mm), munie d'un revê-

tement de résine adhésive d'approximativement 0,001 pouce (0,0254 mm) d'épaisseur,en une bande allongée ayant la forme et les dimensions voulues. On enveloppe ensuite la bande de pellicule autour de l'enveloppe creuse 41 en l'appliquant en contact intime avec la surface de l'enveloppe 41 à l'aide d'un outil approprié, tel qu'une spatule ou analogue, pour empêcher que de l'air soit emprisonné ou qu'il se forme des

poches riches en résine.

Lorsqu'on a complètement recouvert la surface extérieure de l'enveloppe creuse 41 avec la chemise 49 en polyuréthane, on place l'aube 40 dans une presse 90 (Fig. 13) pour provoquer le durcissement de l'adhésif. La presse 90 comporte un élément inférieur convexe 91 et un élément supérieur concave 92. Avant

de placer l'aube 40 dans la presse 90, on entoure l'aube che-

misée 40 d'une enveloppe 93 renforcatrice de pression. De

préférence, l'enveloppe 93 est fabriquée en caoutchouc de si-

licone et est disposée sous une configuration à un seul pli qui comporte deux volets qui s'étendent respectivement sur la surface convexe et sur la surface concave de l'aube 40 et comportant des parties 94 qui débordent au-delà du bord de fuite de l'aube 40 et sont superposées. Ensuite, on place

l'assemblage constitué par l'aube chemisée 40 et par l'enve-

loppe 93 renforcatrice de pression dans la presse 90 et on

le cuit pendant environ 60 minutes à une température d'envi-

ron 230 F (110 C). L'enveloppe 93 renforcatrice de pression sert à accroître la pression appliquée à la chemise 49 et à la répartir uniformément afin d'assurer sa cuisson uniforme et son collage uniforme à la surface extérieure de l'enveloppe 41. La structure support 47 devrait fournit un soutien interne suffisant pendant l'opération de pressage mais, si nécessaire, on peut mettre l'espace intérieur 44 sous pression pour cette

opération. On retire ensuite l'aube 40 enveloppée de polyuré-

thane de la presse 90, on enlève l'enveloppe 93 et on soumet l'aube chemisée 40 à une post-cuisson dans un four pendant

quatre heures à environ 270 F{132,2 CI On rogne ensuite lapel-

licule de polyéthylène en excès de l'aube 40.

On obtient ainsi un ensemble 30 d'aube qui est extrême-

ment léger et d'une fabrication bon marché et qui présente une résistance à la fatigue et une résistance à l'érosion

perfectionnées.En outre, l'ensemble 30 d'aube est caractéri-

sé par une excellente uniformité dimensionnelle et par un fi-

ni de surface perfectionné ainsi que par une résistance à la fatigue accrue par rapport à des éléments à profil de pale métalliques comparables. On obtient tous ces avantages sans

l'emploi de matières éventuellement stratégiques.

Pour monter l'ensemble 30 d'aube dans la turbosoufflante

, on introduit l'extrémité libre de l'aube 40 dans l'emplan-

ture 55,puis on boulonne la plate-forme 60 en place sur le

capot 29 de la soufflante, comme décrit ci-dessus.

Sur la Fig. 14, à laquelle on se référera maintenant,

on a représenté une autre construction d'aube que l'on a dési- gné par la référence générale 100 et qui est essentiellement

semblable à l'aube 40 excepté qu'elle comporte une couche d'a-

mortissement des vibrations. Plus précisément, l'aube 100 comporte des enveloppes extérieures composites lamifiées 101 et 101a composées de feuillets 101b et ayant des parois 102 et 103 qui sont espacées l'une de l'autre pour délimiter une cavité interne 104, les parois 102 et 103 étant jointes entre elles le long des bords d'attaque et de fuite de l'aube 100. Une structure support ondulée 105 est disposée dans la

cavité 104, les ondulations ayant une forme générale trapézol-

dale et comportant des plages plates 106. Une couche 107 de matière élastomère d'amortissement des vibrations revêt la

surface intérieure de l'enveloppe 101 de façon à être en con-

tact de surface avec les plages 106 de la structure support , la couche 107 étant, de préférence, en polyuréthane. Si désiré, on peut appliquer une chemise (non représentée) en

polyuréthane, semblable à la chemise 49, sur la surface ex-

térieure des enveloppes 101 et 101a. Le procédé de fabrica-

tion de l'aube 100 est à peu près le mêmeque celui de l'aube que l'on a décrit ci-dessus, à cette différence près que la couche 107 de polyuréthane est appliquée entre l'ensemble de noyau 71 et des préformes d'enveloppe 75 et 76 pendant

* l'assemblage de la préforme d'aube 70. La résine époxyde con-

tenue dans les feuillets 77 de l'enveloppe fournit le moyen

de collage pour la couche 107 de polyuréthane.

Sur la Fig. 15 à laquelle on se référera et qui repré-

sente un autre mode de réalisation, la structure support lami-

fiée 105 peut comporter des couches d'amortissement supplé-

mentaires intercalées entre ses feuillets. Plus précisément, la structure support 105 comprend des feuillets 105a en une matière composite. Dans ce mode de réalisation, des couches 107a en une matière élastomère, semblables à la couche 107, peuvent être intercalées avec les couches 105a, les couches a et les couches 107a étant cuites ensemble avec les

couches 10la de l'enveloppe 101 pendant l'opération de mou-

lage.

Il résulte clairement de la description qui précède que

l'on a réalisé une construction d'aube creuse perfectionnée munie d'une structure support interne qui assure un soutien mécanique ainsi que l'amortissement des vibrations ainsi qu'un nouveau procédé original de fabrication d'une telle aube. On a également décrit un procédé d'assemblage de l'aube

à une plate-forme de montage qui permet de réaliser un en-

semble d'aube extrêmement léger et bon marché possédant des

caractéristiques structurales et fonctionnelles perfection-

nées.

Claims

REVENDICATIONS

1 - Une construction d'élément à profil de pale,caractérisée en ce qu'elle comprend une enveloppe creuse lamifiée (40; ), une structure support ondulée (47; 105) disposée à l'intérieur de l'enveloppe et en contact de surface avec

elle en des emplacements espacés de cette dernière, la struc-

ture support coopérant avec l'enveloppe pour délimiter entre

elles des cavités vides (44; 104).

2 - Construction d'élément à profil de pale selon la revendi-

cation 1, caractérisée ence que la structure support (47) et

l'enveloppe (41) sont fabriquées dans la même matière.

3 - Construction d'élément à profil de pale selon la reven-

dication 2, caractérisée en ce que la matière est une matière composite constituée par des fibres de carbone ou de graphite et par des fibres de renforcement en verre imprégnées d'une

résine époxyde.

4 - Construction d'élément à profil de pale selon la reven-

dication 1, caractérisée en ce que la matière de l'enveloppe (41) est une matière composite constituée par des fibres de carbone ou de graphite et par des fibres de renforcement en verre imprégnées d'une résine époxyde et la matière de la

structure support (47) est constituée par des feuilles mé-

talliques collées entre elles.

- Construction d'élément à profil de pale selon la reven- dication 2, caractérisée en ce que la matière est constituée

par des feuilles métalliques collées entre elles.

6 - Construction d'élément à profil de pale selon la reven-

dication 1, caractérisée en ce que la structure support ondu-

lée lamifiée (105) comporte en outre, des couches (107a)

d'une matière élastomère amortissant les vibrations intercal-

lées avec les feuillets (105a) de la structure support lami-

fiée (105).

7 - Construction d'élément à profil de pale selon la reven-

dication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte en outre, une

couche (107) d'une matière élastomère amortissant les vibra-

tions disposée sur la surface intérieure de l'enveloppe (101, 101a) et en contact par endroits avec la structure support

(47).

8 - Construction d'élément à profil de pale selon la revendi-

cation 7, caractérisée en ce que la couche (107) amortissant

les vibrations est en polyuréthane.

9 - Construction d'élément à profil de pale selon la reven-

dication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte, en outre,

une chemise (49) résistant à l'érosion qui recouvre la sur-

face extérieure de l'enveloppe (41).

- 10 - Construction d'élément à profil de pale selon la revendi-

cation 9, caractérisée en ce que la chemise (49) est en poly-

uréthane.

11i - Construction d'élément à profil de pale selon la reven-

dication 1, caractérisée en ce que cette construction est une aube directrice de sortie pour un moteur (20> à turbine

à gaz.

12 - Un procédé de construction d'un élément à profil de

pale creux selon la -r e v e ndicat i o n 1, caracté-

risé en ce qu'il consiste: à former un ensemble de noyau (71) qui comprend une structure support ondulée allongée (47) en une première matière et plusieurs mandrins allongés (73) en une autre matière disposés dans les ondulations de la structure support en contact avec elle et coopérant avec elle pour former l'ensemble de noyau, à appliquer ensuite une enveloppe lamifiée (70) composée de feuillets empilés (77) autour de l'ensemble de noyau de façon qu'elle entoure

l'ensemble de noyau excepté à ses extrémités et soit en con-

tact avec la structure support (47),à coller ensuite l'en-

veloppe uniquement à ladite structure support,puis à retirer

les mandrins (73) à travers une extrémité ouverte de l'en-

veloppe de sorte que l'on obtient une enveloppe creuse munie d'une structure support ondulée interne qui en fait partie intégrante. 13 Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce que les ondulations de la structure support (47; 105) ont dans l'ensemble, une forme générale trapézoidale qui assure

un contact de surface avec l'enveloppe (41; 101) à des empla-

cements espacés le long de l'enveloppe.

14 - Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce qu'on forme les ondulations de la structure support lamifiée (47; 105) en alignant une première série de mandrins (73)

espacés les uns des autres, en plaçant la matière de la struc-

ture support sur les premiers mandrins et dans les espaces entre les premiers mandrins, puis en interposant une seconde série de mandrins (73) entre la première série de mandrins

de façon à former les ondulations et l'ensemble de noyau (71).

- Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce qu'on fabrique l'enveloppe (41; 105) et la structure support

(47; 107) dans la même matière.

16 - Procédé selon la revendication 15, caractérisé en ce que chacun des feuillets (77) est formé en une matière composite constituée par des fibres de carbone ou de graphite et par des fibres de renforcement en verre imprégnées d'une résine thermodurcissable et en ce qu'il comporte, en outre, l'étape qui consiste à appliquer de la chaleur et une pression à

l'ensemble combiné formé par l'ensemble de noyau et les feuil-

lets empilés pour coller les feuillets entre eux et à la

structure support (47; 105).

17 - Procédé selon la revendication 15, caractérisé en ce que la matière est une matière composite constituée par des

feuilles métalliques collées entre elles.

18 - Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce que la matière de l'enveloppe (41) est une matière composite constituée par des fibres de carbone ou de graphite et par des fibres de renforcement en verre imprégnées d'une résine

époxyde et la matière de la structure support (47) est cons- -

tituée par des feuilles métalliques collées entre elles.

19 - Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce que la structure support ondulée lamifiée (105) comporte

en outre, des couches (107a) d'une matière élastomère amortis-

sant les vibrations intercalées avec les feuillets (105a) de

la structure support lamifiée (105).

20 - Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce qu'il comporte, en outre, l'étape qui consiste à appliquer

une couche (107) de matière élastomère amortissant les vi-

brations à la surface intérieure de l'enveloppe (101, 101a)

en contact par-endroits avec la structure support (105).

21 - Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce qu'il comporte, en outre, l'étape qui consiste à appliquer

une chemise (49) résistant à l'érosion sur la surface exté-

rieure de l'enveloppe (41).

22 - Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce

qu'il comporte, en outre, les étapes qui consistent à réa-

liser une plate-forme support (60) dans-laquelle est formé un évidement (64) ayant une forme complémentaire de celle d'une première extrémité de l'élément à profil de pale (40; ) mais des dimensions légèrement supérieures à celles de cette extrémité, à boucher cette extrémité de l'élément à profil de pale et à introduire cette extrémité bouchée de l'élément à profil de pale dans l'évidement de la plate-forme

en laissant subsister un espace libre prédéterminé approxi-

mativement uniforme entre l'évidement de la plate-forme et

l'extrémité introduite de l'élément à profil de pale, à injec-

ter ensuite une matière élastomère (65) dans l'espace libre pour le remplir,puis à vulcaniser la matière élastomère pour coller l'extrémité introduite de l'élément à profil de pale

à la plate-forme.

23 - Procédé selon la revendication 22, caractérisé en ce qu'il comporte, en outre, l'étape qui consiste à appliquer une chemise (49) résistant à l'érosion sur la surface extérieure de l'enveloppe (41) après assemblage de cette

dernière à la plate-forme de montage (60).