FR2867506A1

FR2867506A1 - Aube de redresseur nervuree

Info

Publication number: FR2867506A1
Application number: FR0450502A
Authority: FR
Inventors: Caroline Ory; Yann Lebret; Claude Loudet
Original assignee: SNECMA Moteurs SA
Current assignee: Safran Aircraft Engines SAS
Priority date: 2004-03-11
Filing date: 2004-03-11
Publication date: 2005-09-16

Abstract

Une aube de redresseur (2) de turbomachine, fixée à un stator (1) porte au moins une nervure d'amortissement des vibrations, dirigée sensiblement dans la direction de l'écoulement et conçue pour ne pas le perturber, tout en pouvant l'infléchir.

Description

AUBE DE REDRESSEUR NERVUREE

DESCRIPTION

Le sujet de cette invention est une aube de redresseur nervurée.

Les redresseurs de turboréacteurs ont pour rôle de transformer de l'énergie cinétique de l'écoulement acquis par l'intermédiaire des roues mobiles en pression grâce à la déviation du flux d'air issu des roues mobiles.

La difficulté consiste à effectuer cette déviation sans générer de pertes dues par exemple à un décollement de l'écoulement. Afin de mieux maîtriser la direction du fluide, les aubes adoptent des formes géométriques de plus en plus complexes, fortement galbées où de nombreux modes propres peuvent apparaître.

Un système amortissant existe pour des aubes de rotor. Il consiste en un anneau liant toutes les aubes d'un étage circulaire entre elles, à un rayon optimisé en fonction de la réponse des aubes. L'anneau est discontinu et composé de plaquettes ayant une base fixée à une aube et un bord oblique qui donne aux plaquettes une allure de triangle. Les bords obliques de paires de plaquettes frottent l'un sur l'autre. Quand des vibrations apparaissent, le frottement développe des forces d'amortissement. Il faut souligner que ce système semble n'avoir été proposé que pour des aubes de rotor.

Un autre système, plus léger et plus simple, est ici proposé pour amortir les vibrations des aubes de redresseur de façon efficace tout en permettant, dans certaines réalisations, d'influer favorablement sur l'écoulement. Il est fondé sur l'addition de nervures à des endroits choisis des aubes, de redresseur (montées sur une portion de stator) orientées préférentiellement dans le sens de l'écoulement et pouvant avoir un rôle d'orientation de cet écoulement mais sensiblement dans la direction d'un écoulement gazeux traversant l'aube.

L'invention sera décrite plus en détail au 10 moyen du commentaire des figures suivantes: - la figure 1 est une vue d'une aube équipée de l'invention, la figure 2 illustre une section de nervure, - la figure 3 illustre une section d'aube doublement nervurée, et - la figure 4 représente une aube doublement nervurée dans son environnement, afin d'expliquer un avantage particulier.

On aborde la figure 1. Un stator 1 (représenté par un fragment) porte une aube 2 de redresseur. L'aube 2 porte une nervure 3 amortissant les vibrations.

Les nervures 3 se distinguent des plaquettes connues d'abord par leur petite largeur, qui les laisse bien séparées des nervures de l'aube voisine. Elles seront souvent placées aux endroits des ventres de vibration, où elles auront l'effet le plus grand. La position des nervures résulte d'un compromis du déplacement de l'aube sous excitation et des contraintes en résultant. L'emplacement des nervures 3 sera donc plutôt choisi après soit des essais, soit des optimisations numériques.

La présence de nervures ne doit pas mettre en cause l'efficacité de l'aube, et donc ne doit pas accroître les pertes qu'elle provoque. C'est pourquoi il est préconisé que les nervures présentent la plus faible opposition à l'écoulement possible. Le bord d'attaque sera dessiné pour minimiser les pertes de chaque nervure. La nervure 3 vue de dessus peut donc avoir une surface triangulaire très aplatie, ou semielliptique par exemple. Ainsi, la section des aubes pourra être effilée vers le bord d'attaque des aubes, voire vers le bord de fuite avec un but analogue. La nervure 3 est positionnée plutôt du côté intrados, ou côté extrados plus près du bord de fuite que du bord d'attaque de la pale, et ce afin de minimiser les pertes et interactions avec l'écoulement. Cette préférence de position n'est cependant pas décisive.

La figure 3 illustre une aube 2 nervurée sur ses deux faces. A la nervure 3 saillant sur l'intrados s'ajoute une nervure 7 saillant sur la face opposée d'extrados. Sa forme est analogue à la précédente mais son emplacement est décalé vers le bord d'attaque 8 de l'aube 2 par rapport à la nervure 3. La nervure 7, étant placée à une position à faible pression de l'écoulement, n'est donc pas non plus susceptible de perturber beaucoup l'écoulement.

Un effet positif des nervures sur l'écoulement est au contraire obtenu dans la situation de la figure 4. Les aubes 2 sont ici placées devant un carter intermédiaire 9 qui sépare une veine primaire 10 d'une veine secondaire 11 superposées. Pour que les aubes 2 aident à diriger les proportions voulues de l'air dans les veines respectives, on peut leur donner une forme cambrée vers l'arrière, ce qui favorise la sensibilité de l'aube à des excitations. Les nervures aident ici à la maîtrise du flux d'air tout en conservant leur utilité précédente d'atténuation des vibrations. La position des nervures sera le résultat du compromis entre la réduction des excitations mécaniques et la maîtrise des écoulements d'air celles-ci pouvant être positionnées, dans la mesure du possible, du côté du canal primaire et secondaire (c'est ce que l'on trouve sur la figure 4 où ont été positionnées une nervure 12 dans le flux primaire et une nervures 13 dans le flux secondaire). La forme des profils des nervures sera telle qu'elle minimisera les pertes des profils tout en permettant un contrôle de l'écoulement d'air vers le flux primaire (nervure 12 vers le flux 10) ou flux secondaire (nervure 13 vers le flux 11). La longueur de la nervure sera basée sur l'optimisation en mécanique, cependant la largeur du canal par la nervure devra être inférieure au 1/3 du pas.

Claims

REVENDICATIONS

1. Aube de redresseur (2) montée sur une portion de stator (1), caractérisée en ce qu'elle 5 comporte au moins une nervure dirigée sensiblement en direction d'un écoulement gazeux traversant l'aube.

2. Aube de redresseur selon la revendication 1, caractérisée en ce que la nervure a une section effilée vers un bord d'attaque (8) de l'aube.

3. Aube de redresseur selon la revendication 2, caractérisée en ce que la nervure a aussi une section effilée vers un bord de fuite de l'aube.

4. Aube de redresseur selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que la nervure est placée à un extrados de l'aube, plus près d'un bord de fuite que d'un bord d'attaque (8).

5. Aube de redresseur selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce qu'elle comprend une paire de nervures (3, 7) placées respectivement à un intrados et à un extrados de l'aube, la nervure (7) placée à l'extrados étant décalée vers un bord d'attaque (8) de l'aube par rapport à la nervure (3) placée à l'intrados.

6. Aube de redresseur selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce qu'elle est placée devant un carter intermédiaire (9) séparant deux veines superposées (10, 11) de l'écoulement gazeux et comprend une paire de nervures (12, 13) respectivement placées devant les veines et inclinées ou incurvées de façon à aider à l'écoulement vers les veines primaires et secondaires.

7. Aube de redresseur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la nervure présente une section triangulaire ou semielliptique.