FR2804731A1

FR2804731A1 - Agents ameliorant l'adhesion pour favoriser le renforcement des liaisons entre des elastomeres et des metaux dans des ailettes allegees de soufflante de moteur d'avion

Info

Publication number: FR2804731A1
Application number: FR0101019A
Authority: FR
Inventors: Charles Richard Evans; Douglas Duane Ward; Joseph Thomas Begovich Jr; Wendy Wen Ling Lin; Herbert Shin I Chao
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 2000-02-09
Filing date: 2001-01-25
Publication date: 2001-08-10
Anticipated expiration: 2021-01-25
Also published as: GB0103052D0; FR2804731B1; GB2360070B; GB2360070A; US6454536B1

Abstract

Un film mince qui forme une interface entre les surfaces en métal et les inserts en polymère d'ailettes (10) de soufflante de moteur d'avion. Le film mince est formé à partir d'un produit chimique constitué de noir de carbone, d'au moins un solvant vaporisable, d'une combinaison de résines de genre phénolique dissoutes dans le solvant, et d'un complément constitué d'une charge et d'ingrédients inertes. Le film mince, après séchage du solvant vaporisable, forme un composé phénolique qui est lié à la partie métallique (10) de l'ailette de soufflante. Une fois que le matériau polymère a été appliqué dans les évidements pratiqués dans l'ailette de soufflante, et a durci, une liaison chimique est formée entre le film mince et les inserts en élastomère. La structure liée présente de meilleures contraintes maximales de traction à plat et une ténacité à la rupture améliorée.

Description

Agents amellorant l'adhésion pour favoriser le renforcement des liaisons entre des élastomères et des métaux dans des ailettes aliénées de soufflante de moteur d'avion ARRIÈRE-PLANDE L'INVENTION 1 D'une manière générale, la présente invention concerne une ailette de soufflante, utilisée dans des applicationsà des moteursà turbine et composée deux constituants ou plus, fabriquésà partir de matériaux différents, plus particulèrement, une composition utilisée pour favoriser l'adhésion entre les matériaux différents qui entrent dans la structure d'une ailette allégée de soufflante de moteurà réaction.

Les turbines' gaz englobent les équipements de production d'énergieà turbineà gaz et les moteurs d'avionà turbineà gaz, cette liste étant pas limitative. Une turbineà gaz comporte un moteur central comprenant un compresseur pour comprimer le flux d'air qui pénètre dans moteur central, une chambre de combustion dans laquelle un combustible est brûlé par mélange avec l'air comprimé, ce qui produit un flux gaz propulseur, et une turbine dont la rotation est assurée par le flux de gaz propulseur. turbine est reliéeà un arbre pour entraîner le compresseur. Dans une turbineà gaz typique, utilisée dans applications a des moteurs d'avion, la partie de type "compresseur" est constituée d'un compresseurà basse pression, situéà l'avant moteur, et d'un compresseurà haute pression, situéà l'arrière du compresseurà basse pression età l'avant de la section de chambre de combustion du moteur, alors que la partie de type "turbine" est constituée d'une turbine à haute pression, située immédiatementà l'arrière de la section chambre de combustion, et d'une turbineà basse pression, situéeà l'arrière de la turbineà haute pression. Typiquement, la turbineà basse pression est reliéeà un arbre coaxial de diamètre inférieur, pour entraîner une soufflante, situéeà l'avant de la partie de type compresseur", et pour entraîner le compresseurà basse pression. compresseurà basse pression est appelé parfois "compresseur accélérateur" ou simplement "accélérateur", et est optionnel. La turbine a haute pression entraîne le compresseurà haute pression et fournit énergie auxiliaire au moteur età l'avion.

compresseurs et les turbines comportent des parties rotatives et parties fixes. Typiquement, les parties rotatives de la turbine extraient une certaine énergie des gaz du combustible brûlé, pour fournir l'énergie permettant de mettre en rotation les parties rotatives du compresseur la soufflante, et répondreà d'autres besoins énergétiques de l'avion. L'énergie restante produite par les gaz fournit la poussée pour entraîner le moteur. Les parties fixes de la turbine et du compresseur, souvent appelées "stators", serventà guider les gaz qui s'écoulentà travers moteur. Les parties de types "soufflante", "compresseur" et "turbine" moteur comportent des ailes portantes. Les ailes portantes situées dans parties rotatives du moteur sont souvent appelées "ailettes" et sont attachées aux rotors ou disques, alors que les ailes portantes situées dans les parties de stator du moteur sont appelées "aubes directrices" sont attachées aux châssis ou carcasses. Chaque aile portante comporte partie de portance, attachéeà une partie d'emmanchement qui permet la fixationà la structure associée, disques ou châssis. Typiquement, on trouve des rangées circulaires alternées d'ailettes de rotor, qui divergent radialement à l'extérieur d'un cercle, et d'aubes directrices de stator, qui convergent radialement à l'intérieur d'un cercle. On peut éventuellement trouver une première et/ou une dernière rangée(s) d'aubes directrices de stator (également appelées "aubes de guidage d'entrée et de sortie") dont les extrémités radiales intérieures sont également fixéesà un châssis de stator de turbineà gaz, non rotatif. On connaît aussi des aubes directrices de "stator" contrarotatives. Les modèles classiques d'ailes portantes utilisées dans la partie de type "compresseur" du moteur présentent typiquement des parties de portance entièrement constituées de métal, tel que le titane, construites en matériau composite, comme l'ailette de soufflante GE-90 utilisée sur le Boeing 777. On définit un "composite" comme matériau comprenant un filament d'une fibre quelconque, métallique ou intégré dans n'importe quel liant pour matrice, métallique ou mais le terme "composite" n'englobe pas une fibre de métal intégrée dans une matrice de métal. Le terme "métal" englobe les alliages de métaux, comme l'alliage de titane Alloy 6-2-4-2. Un exemple de composite est un matériau comportant des filaments de graphite intégrés dans une résine époxy.

Les ailettes entièrement construites en métal,y compris les coûteuses ailettes creusesà corde large, ont un poids plus élevé ce qui entraîne une réduction performances du combustible et exige des fixations d'ailette plus robustes, alors que les ailettes entièrement construites en composite, plus legères, sont plus sensibles aux détériorations provoquées phénomènes d'ingestion. Les ailettes hybrides connues englobent une ailette en composite ayant un profil d'aile portante, recouverte d'un placage de surface (seules parties du placage surface réservées au bout d'ailette, au bord d'attaque et au bord fuite comportant un métal) destinéà améliorer la resistance à l'érosion au choc de corps étrangers. Les ailettes de soufflante sont typiquement les ailettes les plus grandes (donc les plus lourdes) dans un moteur d'avionà turbineà gaz, et les ailettes de soufflante frontale sont habituellement les premièresà supporter le choc de corps étrangers, tels que des oiseaux. Divers modèles sontà l'étude pour des ailettes de turbineà gaz ayant un poids réduit, utilisables en tant qu'ailettes de soufflante de turbineà gaz, qui sont constituées matériaux métalliques et non métalliques et sont capables de resister aux détériorations provoquées par l'ingestion de corps étrangers. Certains de ces modèles comportent des inserts allégés, moulés dans des cavités d'ailettes métalliques. Les cavités sont des zones de l'ailette d'où l'on a enlevé du métal pour alléger l'ailette, et l'on ajoute des inserts allégés pour redonnerà l'ailette une forme aérodynamique qui a été modifiée par l'introduction de cavités dans la configuration de l'ailette. Bien que les inserts allégés et la partie métallique de l'ailette soient tous constitués de matériaux relativement monolithiques offrant une résistance excellente, l'interface entre les inserts allégés et la partie métallique de l'ailette est le maillon faible qui présente le plus de risques de séparation et de défaillance. Même si défaillances provoquant la séparation des inserts et de l'ailette sont pas catastrophiques, elles sont indésirables dans la mesure où elles entraînent une perte d'efficacité aérodynamique et un défaut d'équilibre dans la soufflante. On a besoin de matériaux et de procédés de liaison favorisent l'adhésion entre la partie métallique de l'ailette et des. inserts allégés, et améliorent l'adhésion des inserts allégés, moulés dans les compartiments d'ailette, pendant toute la vie de l'ailette. RESUMÉ DE L'INVENTION présente invention concerne des améliorations de l'adhésion entre la partie métallique d'une ailette de soufflante et les inserts allégés que l'on adjointà l'ailette de soufflante, pour améliorer l'écoulement aérodynamique de l'air sur l'ailette. On fabrique une ailette de soufflante qui est plus légère, en enlevant du métal en des emplacements prédéterminés. Ces emplacements prédéterminés prennent la forme de compartiments. On choisit préalablement l'emplacement des compartiments de manièreà ne pas compromettre l'intégrité de structure de l'ailette. Cependant, les compartiments compromettent réellement l'écoulement aérodynamique de l'air sur l'ailette. On rétablit l'écoulement aérodynamique en remplissant les compartiments avec les inserts allégés. Globalement, l'ailette finale conserve son intégrité de structure, à savoir sa résistance au choc de corps étrangers et des caractéristiques semblables, et son écoulement aérodynamique, même si son poids a été réduit.

La formulation de l'insert allégé comprend une compositionà base d'élastomère renfermant,à titre de constituants optionnels, un antioxydant, un agent absorbant le rayonnement ultraviolet (UVA "UltraViolet Absorber") et un agent photostabilisant de type amine encombrée (HALS ou "Hindered Amine Light Stabilizer"). On prépare l'élastomère en mélangeant un agent de durcissement avec un prépolymère et en.coulant le mélange résultant dans un moule englobe les compartiments formés dans l'ailette métallique. La composition spécifique de l'élastomère est l'objet d'une demande associée conjointe en attente, 13DV-13058, attribuée au bénéficiaire de la présente invention.

Bien que l'insert, constitué d'élastomère durci, et l'ailette métallique soient tous les deux constitués de matériaux monolithiques offrant une bonne résistance, l'interface entre l'ailette métallique et Vinsert en élastomère, c'est-à-dire entre les compartiments métalliques et les faces de l'insert qui sont en contact avec les compartiments métalliques, a tendanceà être le point faible du système, même s'il est possible que l'élastomère forme une liaison forte avec l'ailette métallique. Une défaillance de l'ailette, définie dans le présent document comme la séparation de l'insert en élastomère et de l'ailette métallique, se produit le plus souventà cette interface, sous l'effet des forces centrifuges, créées par la vitesse de rotation élevée de l'ailette de soufflante, et de toute détérioration des inserts, provoquée par un choc de corps étrangers susceptible d'affaiblir la liaison. La solution du problème consisteà renforcer la liaison entre l'insert et les compartiments métalliques de l'ailette. solutionà ce problème consisteà appliquerà l'ailette une composition chimique qui favorise une meilleure liaison entre l'ailette métallique et l'insert en élastomère. On peut appliquer la composition chimiqueà l'ailette ouà l'insert en élastomère. Cependant, l'adhérence à l'interface entre la composition chimique et l'ailette métallique, et entre composition chimique et l'insert en élastomère, doit être plus forte que l'adhérence entre l'insert en élastomère et l'ailette métallique. Même s'il peut que l'interface formée par la composition chimique entre l'ailette Pinsert reste le maillon faible du système, toute amélioration de la résistance mécaniqueà l'interface prolongera la vie de l'ailette en permettant d'augmenter la moyenne de temps de bon fonctionnement. Dans le présent document, la composition chimique appliquée pour améliorer la liaison entre une ailette métallique et un insert en élastomère est appelée un "agent améliorant l'adhésion".

autre solutionà ce problème consisteà rendre rugueux compartiments de l'ailette, de manièreà pouvoir former une liaison mécanique entre l'insert en élastomère et l'ailette métallique. Cette liaison produit une résistance mécanique supplémentaire qui ajouteà la liaison chimique formée entre l'insert et la partie métallique l'ailette. Cette rugosité superficielle fournit un bénéfice supplémentaire augmentant également la superficie disponible pour la liaison chimique de l'insertà l'ailette.

avantage de la présente invention est qu'elle permet de rendre plus résistante et plus fiable l'interface entre la partie métallique de l'ailette l'insert en élastomère, ce qui prolonge la vie de l'ailette.

Un autre avantage de la présente invention est qu'il est possible d'obtenir une liaison améliorée entre la partie métallique de l'ailette et l'insert en élastomère au prix d'un effort minimal, soit par application appropriée d'un produit chimique qui favorise une meilleure adhésion, soit en fabriquant une ailette dont la surface d'interface peut comporter à la fois des constituants de liaison chimique et de liaison mécanique améliorée. Evidemment, on peut également utiliser sous forme combinée un produit chimique améliorant l'adhésion entre un insert en élastomère et une ailette, elle-même susceptible d'une meilleure liaison mécanique. Un autre avantage de la présente invention est qu'il est encore possible de faire durcir l'élastomère directement sur l'ailette, quel que soit le type d'agent améliorant l'adhésion qui est choisi. Puisque les compartiments forment une partie du moule, l'élastomère s'associera avec un produit chimiquedéjà appliqué favorisant l'adhésion, ou avec une superficie de l'interface l'ailette que l'on aura rendue rugueuse. Evidemment, l'agent améliorant l'adhésion et l'ailette rendue rugueuse permettent tous les deux d'éviter tout défaut d'ajustement entre le compartiment et l'ailette, sorte que l'ailette comportant l'insert en élastomère durci est aérodynamique, la nécessité d'un détourage étant faible voire nulle pour enlever la matière en excès. Cela permet un écoulement libre de l'air pénétrant dans le compresseur, tout en laissantà l'ailette la possibilité de fonctionnerà des températures valant jusqu'à 155'C (31 O'F). D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront dans la suite du présent document,à la lecture de description plus détaillée du mode de réalisation privilégié età l'examen des dessins joints, qui illustrent,à titre d'exemple, les principes l'invention.

BRÈVEDESCRIPTION DES DESSINS La figure1 une représentation en perspective d'une ailette soufflante moteur d'avion, montrant les compartiments quey a formés. La figure 2 est une représentation en perspective de l'assemblage d'une ailetteà un système d'injection utilisé dans la présente invention, la figure3 est une représentation schématique en coupe transversale de l'ailette de la figure 2, suivant la ligne de coupe3-3 de la figure 2, montrant l'agent améliorant l'adhésion de la présente invention, appliqué au côté de refoulement de l'ailette, figure 4 est une représentation graphique des performances plusieurs agents améliorant l'adhésion différents, en fonction resistance à la tractionà platà 23"C (740F), figure5 est une représentation graphique des performances plusieurs agents améliorant l'adhésion différents, en fonction de resistance à la tractionà platà 1550C (3100F), et figure6 est une représentation graphique des performances plusieurs agents améliorant l'adhésion différents, en fonctionde tenacité à la ruptureà 155'C (310'17).

DESCRIPTION DÉTAILLÉE DE L'INVENTION Si l'on se réfèreà présent aux dessins, sur lesquels chaque numéro d'identification correspondà un élément analogue, la figure1 représente schématiquement une ailette(10) de soufflante de moteur d'avion, utilisée dans le mode de réalisation privilégié de la présente invention. L'ailette(10) de soufflante est constituée d'un métal, typiquement un liage de titane tel que Ti 6-2-4-2, et présente un côté convexe et un coté concave. Typiquement, six compartiments (12) formant évidements sont formés dans le côté (de refoulement) concave 4), comme indiqué sur la figure1. Le nombre de compartiments dépend de configuration et de la taille de l'ailette, et l'on peut prévoir un nombre plus ou moins important de compartiments, si nécessaire. On peut former les compartiments dans l'ailette par n'importe quel moyen classique, comme par usinage.Il est commode de fabriquer l'ailette moulage forgeage, les compartiments faisant partie intégrante de configuration fabriquée. Conformémentà la présente invention, on nettoie moins les compartiments de l'ailette, pour éliminer toute salissure nuisible, les produits huileux ou les contaminants fortement adhérents susceptibles de compromettre l'application d'un agent améliorant l'adhésion. De préférence,à titre d'étape de préparation pour l'application de l'agent améliorant l'adhésion, on nettoie l'ailette(10) complète. peut être nécessaire de masquer toutes les ouvertures interfaces a marge de tolérance étroite, présentes dans la configuration de l'ailette, car l'agent améliorant l'adhésion peut boucher des ouvertures ou dérègler des assemblagesà marge de tolérance étroite. Une fois l'on a obtenu l'état de propreté requis pour l'ailette, on, applique l'agent améliorant l'adhésion, au moins aux compartiments d'ailette, manièreà former un film régulier sur pratiquement toute la surface compartiments, qui représentent les parties de l'ailette auxquelles sera associé le matériau de l'insert en élastomère. On peut appliquer l'agent améliorant l'adhésion par immersion, pulvérisation brossage, afin de déposer un film mince, relativement régulier, au moins sur les parties de l'ailette qui formeront une interface avec l'insert élastomère. Bien que l'on préfère faire sécherà l'air l'agent améliorant l'adhésion fois appliqué, pour qu'il forme un film relativement régulier comportant un seul revêtement, on peut avoirà réaliser un cycle de séchage qui comprend, après application de l'agent améliorant l'adhésion, chauffage de l'ailette dans un fourà une température supérieureà la température ambiante. Si nécessaire, on peut appliquer un deuxième revêtement de l'agent améliorant l'adhésion.

Si l'on se réfèreà présentà la figure 2, et conformément au procédé de la présente invention, on ajuste une feuille de coiffage (16) au contour du côté concave (14) de l'ailette(10) de soufflante, par exemple, par serrage. Comme indiqué sur la figure3, le côté concave (14) de l'ailette (10) de soufflante comporte un film mince d'un agent améliorant l'adhésion(17) déjà appliqué. Le film d'agent améliorant l'adhésion est très mince, d'une épaisseur de l'ordre de quelques millièmes de centimètre (millièmes de pouce ou mils) ou moins. L'épaisseur est exagéréeà des fins de clarté. Bien que l'agent améliorant l'adhésion (17) soit appliqué sur le côté concave (14) de l'ailette de soufflante, comme indiqué sur figure3, il est seulement nécessaire que l'agent améliorant l'adhésion(17) soit appliqué sur les zones où il formera une interface avec des inserts en élastomère, c'est-à-dire dans les cavités des compartiments 2) représentés sur les figures1, 2 et3. On peut appliquer l'agent ameliorant l'adhésion(17) sur toute la surface de l'ailette, si la simplification du procédé de fabrication le recommande. Si l'on se réfèreà nouveau aux figures 2 et3, on ajuste la feuille de coiffage (16) contre côté concave (14) de l'ailette(10) et on la fixe'au moyen d'un joint torique(19) qui est maintenu dans une rainure pratiquéeà la péripherie de la feuille de coiffage (16), comme indiqué sur la figure3, pour former un moule temporaire avec les compartiments, et on la plaque contre l'ailette, typiquement au moyen de serre-joints (non représentés). feuille de coiffage (16) est munie d'au moins un, typiquement, de plusieurs orifice(s) d'injection(18), qui sont disposés sur la feuille(16) manièreà correspondreà l'emplacement des compartiments (12) l'ailette(10) de soufflante, lorsque la feuille de coiffage (16) est ajustée sur l'ailette(10) de soufflante. Bien que la feuille de coiffage 6) soit représentée munie de plusieurs orifices d'injection(18), existe une communication entre les compartiments (12)à l'intérieur l'ailette(10), on peut utiliser un seul orifice d'injection(18). travers l'orifice d'injection(18), on injecte dans le moule temporaire une composition d'élastomère fluide qui formera Vinsert en élastomère après durcissement dans la forme du moule (qui englobe les compartiments d'ailette de cette invention). Si l'on utilise plusieurs orifices d'injection, on injecte la composition d'élastomère dans un distributeur d'injection (20) assurant la distribution aux orifices d'injection(18), comme indiqué sur la figure 2. Plusieurs tubes (22) conduisent du distributeur d'injection (20) aux orifices d'injection(18) présents sur la feuille de coiffage (16), le nombre de tubes correspondant au nombre d'orifices d'injection. On injecte ensuite la composition d'élastomère dans chacun des compartiments 2), et on maintient pression jusqu'à ce que la composition d'élastomère forme un gel. Typiquement, on fait durcir la composition d'élastomere par exposition a une température élevée prédéterminée, pendant un laps de temps prédéterminé. Cependant, certaines formulations de compositions d'élastomère, susceptibles d'être utilisées dans la mise en pratique de cette invention, n'exigent pas d'expositionà une température élevée, car elles durcissent aux températures ordinaires.Il faut remplir les compartiments avec le polymère, afin que le polymère liquide soit en contact avec l'agent améliorant l'adhésion pendant le durcissement. On maintient pression de manièreà ce que le polymère ne se décolle pas des parois compartiments pendant que la composition 'élastomère durcit. L'agent améliorant l'adhésion(17), déjà lié fortement, sous la forme film mince, aux compartiments de l'ailette(10), réagit avec l'élastomere pendant le cycle de durcissement, ce qui produit une adhésion meilleure que celle qui serait produite autrement, de telle sorte qu'une liaison chimique forte est formée entre l'agent améliorant l'adhésion et la composition d'élastomère. Après avoir effectué le durcissement de la composition d'élastomère, on retire la feuille de coiffage l'ailette en la démoulant, en d'autres termes, la retire du côté concave de l'ailette. L'ailette obtenue comporte des inserts, moulés dans compartiments de l'ailette et offrant une adhésion améliorée, grâce a l'application d'un agent améliorant l'adhésion en position intermédiaire entre l'ailette métallique et les inserts en élastomère. Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, composition d'élastomere qui permet de former les inserts en élastomère est un polyuréthane que l'on prépare en combinant un prépolymère, un agent de durcissement et un antioxydant optionnel, un agent absorbant le rayonnement ultraviolet (UVA) et un agent photostabilisant de type amine encombrée (HALS). L'ailette métallique est alliage de titane, de préférence Ti-6-2-4-2, dans lequel on a formé plusieurs compartiments. Un type d'agent améliorant l'adhésion utilisable est le produit THIXON@, un film vulcanisable formé par réticulation à température élevée. Un autre type d'agent améliorant l'adhésion, et c'est celui que préfère, est un mélange chimique de solvants qui servent de supportà au moins une charge età des résines phénoliques dissoutes dérivées de phénols substitués, englobant phénol, l'o-crésol, le p-crésol, le 2,6-xylénol, le 2,4-xylénol, alkylphénols et le tert. -butyl phénol, cette liste n'étant pas limitative. D'autres espèces chimiques équivalentesà celles précédemment citées peuvent les remplacer dans le mélange ou être ajoutées au mélange. Les supports et solvants vont s'évaporer, en laissant la charge et les résines phénoliques qui vont assurer une liaison adhésive avec l'ailette en alliage de titane et l'élastomère. Les solvants que l'on préfère englobent au moins un solvant choisi parmi l'alcool éthylique, l'alcool méthylique, la méthylethylcétone (MEK), la méthylisobutylcétone (MIK) et leurs mélanges. Un adhésif privilégié formé par le produit chimique après évaporation des solvants est constitué de composés phénoliques, et une charge privilégiée est le noir de carbone. Une composition du produit chimique l'on préfère, après applicationà l'ailette de soufflante, renferme,% en poids, jusqu'à 2% de noir de carbone, jusqu'à50 % d'alcool éthylique, jusqu'à 2% de méthanol et jusqu'à environ 45% d'une combinaison de résines phénoliques, le complément étant constitué d'une charge et d'ingrédients inconnus. Des formulations chimiques facilesà se procurer qui peuvent être utilisées englobent la série CHEMILOCIO, disponible chez Lord Corporation of Erie, PA. Dans un mode de réalisation que l'on préfère entre tous, l'agent améliorant l'adhesion est une formulation chimiqueà base de solvant, connue sous la marque commerciale TY-PLY Be, disponible chez Lord Corporation of Erie, PA. Bien que la composition chimique exacte du produit TY- BN@soit un secret de fabrication, on sait que le TY-PLY BNO renferme un petit pourcentage de noir de carbone, de l'alcool éthylique et méthanolà titre de supports, des résines de type phénolique constituant environ une moitié de la composition chimique, complément étant constitué d'une charge et d'ingrédients inconnus. L'agent améliorant l'adhésionà base de solvant que l'on prefère est appliqué par pulvérisation ou brossage, au côté concave l'ailette qui comporte les compartiments d'ailette. Dans un mode de realisation privilégié, on laisse l'agent améliorant l'adhésion sécher a l'air pendant environ30 minutesà la température ambiante, dans une zone offrant ventilation suffisante pour éliminer les dégagements fumées pendant que les solvants s'évaporent. Une fois que les solvants se sont évaporés, il reste un mince film d'agent améliorant l'adhésion qui adhère fortement au côté concave de l'ailette. On examine l'ailette on peut décider d'appliquer un deuxième revêtement d'agent améliorant l'adhésion. L'application d'un deuxième revêtement est toutefois optionnelle. S'il faut que l'agent améliorant l'adhésion sèche plus rapidement, après application, on peut le faire cuire dans fourà une température valant environ 49"C (120'T) pendant environ10 minutes. Une fois que l'agent améliorant l'adhésion est séché et adhèreà l'ailette en métal, on applique la feuille de coiffage au côté concave l'a i1 ette, de sorte que les compartiments d'ailette et la feuille de coiffage forment un moule temporaire. On prépare ensuite l'élastomèreà base polyuréthane, en ajoutantà l'agent de durcissement,à titre d'ingrédients optionnels, un antioxydant et/ou un agent absorbant le rayonnement ultraviolet et/ou un agent photostabilisant de type amine encombrée. On chauffe ensuite ces ingrédients jusqu'à ce qu'ils fondent et on combine intimement, de manièreà obtenir un premier mélange. chauffe un prépolymère de polyuréthane, tel qu'un polyéther coiffe par du diisocyanate de toluène (TDI) et contenant 4,1% à 4,6% de groupes fonctionnels isocyanate (NCO), jusqu'à son point de fusion, et on combine au premier mélange, de manièreà obtenir un deuxième melange homogène. On coule le deuxième mélange dans le moule prechauffé, formé par la feuille de coiffage, de la manièredéjà décrite. Après avoir rempli les compartiments avec le deuxième mélange, maintient en l'état l'assemblage pendant un laps de temps suffisant pour le polymère forme un gel dans les compartiments, typiquement, environ5 minutes.

fois que le polymère a formé un gel, on place l'ailette de soufflante dans un four,à une température d'environ99 à 121OC (210 à 2500F), pendant un laps de temps suffisant pour qu'une réticulation se - developpe au moins partiellement au sein du polymère, de maniere à produire une rigidité suffisante pour permettre le démoulage du polyuréthane, en d'autres termes, le retrait de la feuille de coiffage en composite et de l'outillage associé du côté arrière ou concave 4) de l'ailette(10), tout en laissant le polyuréthaneà l'intérieur des compartiments. Ce laps de temps vaut typiquement d'environ0 à environ 2 heures. On place ensuite l'ailette dans un fourà une température valant environ100 à 160OC (212à 3200F), pendant environ à 50 heures, pour effectuer le durcissement. Pendant l'opération de durcissement, une réticulation est produite non seulementà l'interieur polyuréthane, mais aussi de part et d'autre de l'interface entre le polyuréthane et le film(17). Cette liaison supplémentaire par réticulation avec le film(17) d'un côté, et l'adhésion du film(17) à l'ailette soufflante de l'autre côté, produisent une liaison plus forte que celle qui serait obtenue autrement, sans un agent améliorant l'adhésion, ce qui permet de doter le système d'une meilleure résistance au fluage sous les contraintes rencontrées pendant le fonctionnement d'un moteurà turbine à gaz.

La figure 4 représente les performances de plusieurs agents améliorant l'adhésion, en fonction de la contrainte maximale tractionà plat, lesdits agents améliorant l'adhésion étant préparés testés conjointement avec une composition d'élastomère utilisée dans des compartiments d'ailette. Ce diagramme en bâtons représente la resistance maximaleà la tractionà plat (FWT ou "Flatwise Tensile"), à température ambiante, de divers agents améliorant l'adhésion. La resistance à la tractionà plat donne une indication la contrainte maximale qui vaut le double de la contrainte industrielle du matériau. L'agent améliorant l'adhésion présentant les meilleures performancesà température ambiante est le produit TYPLY BN(Dappliqué par brossage, sur une surface décapée au sable de grosseur 120, sous psi (345 kPa). Quand on applique le même film pulvérisation sur une surface grenaillée qui est ensuite sablée, la résistanceà la traction à plat (FWT) chute d'environ7000 psi (48300 kPa) a environ5000 psi (34500 kPa). Les produits THIXON & 423 et CHEMLOCK@sont également au-dessus de5000 psi (34500 kPa) lorsqu'ils sont appliqués sur des surfaces grenaillées et sablées.

l'on se réfèreà présentà la figure5, qui représente les performances mêmes agents améliorant l'adhésion en fonction de la contrainte maximale de tractionà plat,à une température de1 550C (31 OOF), le produit TYPLY BN@appliqué à la brosse présente une résistance maximaleà la tractionà plat dépassant3000 psi (20700 kPa). Le produit TYPLY BINISappliqué par pulvérisation présente une résistance maximaleà la tractionà plat un peu inférieureà 3000 psi (20700 kPa).

agents améliorant l'adhésion sont nettement supérieurs aux autres agents d'amélioration testés, qui présentent des résistances maximales a la tractionà plat inférieuresà 2000 psi (13 800 kPa). Deux agents d'amélioration, THIXOND423 et CHEMLOCKÊ)213, ont des résistances maximalesà la tractionà plat inférieuresà environ1000 psi (6900 kpa). La figure qui est une représentation graphique des performances agents ameliorant l'adhésion de la présente invention, en fonction ténacitéà rupture de mode1 à 1550C (310'F), indique la même tendance. ténacitéà la rupture de mode1 est une mesure normalisee de la propagation des fissures quand une contrainte de traction appliquée perpendiculairementà une surface de fissuration. Le produit TYPLY BNQappliqué à la brosse et par pulvérisation fait preuve d'une meilleure performance de ténacitéà la rupture, les autres agents améliorant l'adhésion présentant des performances de ténacitéà la rupture inferieures.

Les ailettes pouvant fonctionnerà des températures élevées, dans zone autour de 149'C (300'F), les propriétésà température élevée agents ameliorant l'adhésion revêtent une importance particulière. L'emplacement des ailettesà l'avant du moteur signifiant que tout corps étranger ingéré entrera probablement d'abord en contact avec une ailette, la tenacité à la rupture est donc particulièrement importante. Les valeurs numériques indique clairement que l'agent améliorant l'adhésion privilégié le produit TYPLY BN@.

Bien que présente invention ait été décrite en liaison avec des exemples des modes de réalisation spécifiques, les techniciens expérimentes admettront que la présente invention peut connaître des variantes des modificationsà l'intérieur de son champ d'application.

Ces exemples et modes de réalisation doivent être interprétés comme étant typiques du champ d'application de la présente invention présentée dans les revendications jointes, plutôt que comme des limites dudit champ d'application.

Claims

Revendications Structure d'ailette allégée de soufflante de moteur d'avion caractérisée en ce qu'elle comprend: ailette en métal(10) présentant au moins un compartiment (12), élastomère durci par réticulation dans ledit au moins un compartiment d'ailette (12), qui remplit ledit au moins un compartiment d'ailette (12), et agent améliorant l'adhésion(17), en position intermédiaire entre l'élastomère présent dans ledit au moins un compartiment d'ailette (12) et ledit au moins un compartiment (12) de l'ailette en métal0), l'agent améliorant l'adhésion(17) étant un film mince, qui adhèreà surface *dudit au moins un compartiment (12) de l'ailette en métal(10) et qui est lié par réticulation à l'élastomère présent dans ledit au moins un compartiment d'ailette (12). 2. Structure d'ailette allégée de soufflante de moteur d'avion, caractérisée en ce qu'elle comprend: une ailette en métal(10) présen tant au moins un compartiment (12), un élastomère de polyuréthane durci par réticulation dans ledit au moins un compartiment d'ailette (12), ledit élastomère remplissant ledit au moins un compartiment d'ailette (12), et un film mince d'un agent améliorant l'adhésion(17), en position intermédiaire entre l'élastomère et l'ailette(10), renfermant au moins une charge et un adhesif, l'adhésif permettant une liaison avec l'ailette en métal(10) et l'adhesif permettant une liaison par réticulation avec l'élastomère. 3. Structure d'ailette allégée de soufflante conformeà la revendication 2, caractérisée en ce le film mince d'agent améliorant l'adhésion(17) est forméà partir produit chimique qui comprend un solvant vaporisable, des resines de type phénolique dissoutes dans le solvant, et du noir de carbone. 4. Structure d'ailette allégée de soufflante conformeà la revendication3, caractérisée en ce le solvant vaporisable est choisi parmi l'alcool éthylique, l'alcool methylique, la m éthyl éthyl cétone (MEK), la méthyl iso butyl cétone (MIK) et leurs mélanges. 5. Structure d'ailette allégée de soufflante conformeà la revendication3, caractérisée en ce les résines de type phénolique sont choisies parmi celles qui dérivent du phénol, de Po-crésol, du p-crésol, du 2,6-xylénol, du 2,4-xylenol, des alkylphénols ou du tert.-butylphénol, et leurs combinaisons. 6. Structure d'ailette allégée de soufflante conformeà la revendication3, caractérisée en ce le produit chimique renferme, en% en poids, jusqu'à 2% de noir carbone, jusqu'à50 % d'alcool éthylique, jusqu'à 2% de méthanol et jusqu'à 45% de résines phénoliques, le complément étant constitué d'une charge et d'ingrédients inertes. 7. Structure d'ailette allégée de soufflante conformeà la revendication3, caractérisée en ce le produit chimique est le produit TYPLY BND'qui renferme au moins noir de carbone, un solvant organique, des résines de type phénolique et une charge. Structure d'ailette allégée de soufflante conformeà la revendication 2, caractérisée en ce que l'adhésif est une résine phénolique. Structure d'ailette allégée de soufflante conformeà la revendication 2, caractérisée en ce que le métal de l'ailette(10) est choisi parmi le titane les alliages de titane. Structure d'ailette allégée de soufflante conformeà la revendication caractérisée en ce que l'élastomère durci dans le compartiment d'ailette (12) est un polyuréthane renfermant éventuellement des antioxydants, des agents photostabilisants de type amine encombrée et agents absorbant le rayonnement ultraviolet. 1 . Structure d'ailette allégée de soufflante, caractérisée en ce qu'elle comprend une ailette de soufflante en alliage de titane(10), comportant au moins un compartiment (12) construit sur son côté de refoulement, un polyuréthane, renfermant éventuellement des antioxydants, des agents photostabilisants de type amine encombrée et des agents absorbant le rayonnement ultraviolet, durci dans ledit au moins un compartiment, un film mince d'un agent améliorant l'adhésion(17) formeà partir d'un produit chimique constitué de noir de carbone, d'au moins un solvant vaporisable, d'une combinaison de résines phénoliques, d'u n complément constitué d'une charge et d'ingrédients inertes. Structure d'ailette allégée de soufflante conformeà revendication 1, caractérisée en ce que le produit chimique servant a former l'agent améliorant l'adhésion(17) renferme, en% en poids, jusqu'à 2% de noir de carbone, jusqu'à50 % d'alcool éthylique, jusqu'à 2% de méthanol et jusqu'à 45% de résines phénoliques, le complément étant constitué d'une charge et d'ingrédients inertes. 13. Structure d'ailette allégée de soufflante conformeà la revendication 11, caractérisée en ce que le produit chimique servantà former l'agent améliorant l'adhésion(17) est le produit TYPLY NIDqui renferme au moins du noir de carbone, un solvant organique, résines de type phénolique et une charge. 14. Procédé de fabrication d'une ailette allégée soufflante(10), offrant une meilleure adhésion entre une de ses parties métalliques et au moins un insert allégé, caractérisé en ce comprend les étapes consistantà prendre une ailette de soufflante en alliage titane(10), construite'de manièreà permettre d'enlever de l'alliage titane en au moins un endroit prédéterminé sur le côté de refoulement (14) de l'ailette(10), pour former au moins un évidement (12), nettoyer l'ailette pour la débarrasser des matières étrangères quiy adhèrent faiblement ou fortement, masquer les ouvertures exposées sur la surface côté de refoulement (14) de l'ailette(10), appliquer au moins audit au moins un évidement 2) un produit chimique qui renferme un solvant vaporisable, résines de type phénolique dissoutes dans le solvant, au moins une charge et du noir de carbone, éliminer séchage le solvant vaporisable, pour former un film régulier d'agent ameliorant l'adhésion(17) sur pratiquement toute la surface dudit au moins un évidement (12), de sorte que l'agent améliorant l'adhésion7) soit liéà la surface, appliquer une feuille de coiffage (16) contre le côté de refoulement(1 de l'ailette0) et plaquer la feuille de coiffage (16) contre l'ailette(1 la feuille coiffage (16) étant fixée contre le côté de refoulement(1 au moyen joint torique(19) maintenu dans une rainure dans la feuille coiffage (16), la feuille de coiffage (16) comportant au moins un orifice d'injection(18) situéà proximité dudit au moins un évidement (12), injecter composition d'élastomère fluide et durcissable, capable former gel,à travers ledit au moins un orifice d'injection(18) dans ledit moins un évidement (12), pour remplir l'évidement (12) avec composition, maintenir en l'état la composition d'élastomère pendant un laps de tempE prédéterminé, jusqu'à ce que la composition forme un gel, faire durcir la composition d'élastomèreà une température élevée prédéterminée, pendant un laps de temps prédéterminé et suffisant pour permettreà la composition d'élastomère de former des liaisons chimiques avec l'agent améliorant l'adhésion(17) pendant qu'elle durcit, retirer la feuille de coiffage (16) de l'ailette(10) en la démoulant. 15. Procédé conformeà la revendication 14, caractérisé en ce que l'on applique le produit chimique servantà former un film mince sur pratiquement toute la surface du côté de refoulement (14) de l'ailette (10). Procédé conformeà la revendication 14, caractérisé en ce que l'on realise par durcissementà l'airà la température ambiante l'étape d'élimination du solvant par séchage. Procédé conformeà la revendication 14, caractérisé en ce comprend en outre, après l'étape d'élimination du solvant vaporisable, étapes supplémentaires consistantà appliquerà nouveau produit chimique renfermant un solvant vaporisable, des résines de type phénolique dissoutes dans le solvant, au moins une charge et noir de carbone sur ledit au moins un évidement (12), età éliminer sechage solvant vaporisable introduit lors de la nouvelle application, pour former un film régulier d'agent améliorant l'adhésion(17) sur pratiquement toute la surface dudit au moins un évidement (12), sorte l'agent améliorant l'adhésion(17) est liéà la surface. Procédé conformeà la revendication 14, caractérisé en ce l'on realise l'étape d'élimination du solvant par séchage, en plaçant l'ailette 0) dans un fourà une température de 49>C(1 200F) pendant environ10 minutes. Procédé conformeà la revendication 14, caractérisé en ce que l'etape de durcissement de la composition d'élastomèreà une température prédéterminée, pendant un laps de temps prédéterminé, jusqu'à ce que la composition forme un gel, comprend le fait placer la composition dans un fourà une température valant environ1 à 160`C 2à 320'T) pendant un laps de temps valant environ16 à heures. Procédé conformeà la revendication15, caractérisé en ce l'agent améliorant l'adhésion(17), formé par élimination du solvant, est un composé phénolique. 21. Agent ameliorant l'adhésion(17), à utiliser dans ailette métallique allegée (10) de soufflante pour moteur d'avionà turbine à gaz comportant inserts en élastomère, caractérisé ce qu'il comprend un film mince placé de manièreà constituer une interface entre l'ailette métallique(1 de soufflante et les inserts en élastomère, et forméà partir d'un produit chimique renferm ant du noir de carbone, au moins un solvant vaporisable, une combinaison de résines phenoliques dissoutes dans le solvant et un complément constitué d'une charge et d'ingrédients inertes, le film mince formé lors du séchage du solvant vaporisable formant une liaison adhésive avec l'ailette métallique de soufflante et une liaison chimique avec les inserts elastomère, la structure liée présentant une contrainte maximale de tractionà plat supérieureà au moins environ6900 kPa (1000 psi) à 55'C (31O'F). 22. Agent améliorant l'adhésion(17) conformeà la revendication 21 caractérisé en ce que le produit chimique renferme,% en poids, jusqu'à 2% de noir de carbone, jusqu'à50 % d'alcool ethylique, jusqu'à 2% de méthanol et jusqu'à 45% d'une combinaison résines phénoliques dissoutes dans le solvant, le complément étant constitué d'une charge et d'ingrédients inertes. 23. Structure d'ailette allégée de soufflante conformeà revendication 21, caractérisée en ce que le produit chimique permettant de former l'agent améliorant l'adhésion(17) est le produit TYPLY POqui renferme au moins du noir de carbone, un solvant organique, résines de type phénolique et une charge.