FR2873173A1 - Procede et dispositifs pour assembler des machines tournantes - Google Patents

Abstract

Procédé mis en oeuvre par processeur 400 pour assembler une machine tournante. La machine comprend une pluralité de pales qui s'étendent radialement vers l'extérieur à partir d'un rotor. Le procédé comprend la détermination 402 d'un paramètre géométrique pour chaque pale dans une rangée de pales qui est associé à un rapport R d'une surface d'entrée et d'une surface de sortie d'un volume prédéterminé défini entre chaque paire de pales, la détermination 404 d'une carte de séquences initiale pour la rangée de pales qui facilite la minimisation d'une différence de R entre des paires de pales circonférentiellement adjacentes, et le retraçage de façon itérative 414 de la carte de la séquence des pales de façon à faciliter la réduction d'une somme vectorielle de moment dû au poids du rotor (11) à une valeur qui est inférieure à une valeur prédéterminée.

Description

PROCEDES ET DISPOSITIFS POUR ASSEMBLER DES MACHINES

TOURNANTES

Cette invention concerne de façon générale des moteurs à turbine à gaz, et, plus particulièrement, des procédés et des dispositifs pour assembler des machines tournantes.

Les turbines à gaz sont utilisées dans différents environnements de fonctionnement, par exemple pour assurer la propulsion d'un avion et/ou pour produire de l'énergie dans des systèmes de production d'énergie terrestres ou marins. Au moins certains moteurs à turbines à gaz connus comprennent un moteur de coeur comportant, dans une disposition d'écoulement série, un ensemble de soufflante et un compresseur haute pression qui comprime l'écoulement d'air entrant dans le moteur. Une chambre de combustion allume un mélange carburant-air qui est ensuite canalisé à travers un ensemble de buses de turbine vers des turbines basse pression et haute pression. Les turbines comprennent chacune une pluralité de pales de rotor qui extraient de l'énergie de rotation de l'écoulement d'air sortant de la chambre de combustion.

Au moins certains moteurs à turbine à gaz à soufflante de turbine comprennent un ensemble de soufflante qui comprend une pluralité de pales de soufflante s'étendant radialement vers l'extérieur à partir de celuici. Durant le fonctionnement normal, les moteurs à turbine à gaz peuvent subir des vitesses de rotation élevées, et tout déséquilibre du rotor peut produire des contraintes de vibration dans le rotor et/ou les paliers du rotor et/ou les structures de support. Au cours du temps, le fonctionnement continu avec de telles contraintes peut produire une défaillance prématurée des paliers, de la structure de support des paliers, et/ou des composants du rotor.

De plus, au moins certaines soufflantes de moteur à réaction du commerce connus fonctionnent avec un nombre de Mach de pointe de pale relatif dans le régime transsonique, et peuvent être sujets à un bruit de fonctionnement caractéristique appelé bruit à sons purs multiples (multiple-pure-tone ou MPT), ou bruit de bourdonnement de scie. Ce bruit peut se produire si au moins certaines pales sont orientées différemment des autres pales s'étendant autour de la circonférence de l'enceinte de soufflante. De plus, ce bruit peut se produire s'il existe des variations de géométrie d'une pale à l'autre à l'intérieur de la soufflante et/ou si des perturbations de champ d'écoulement sont présentes à l'avant de l'orifice d'entrée de soufflante. Ces perturbations de champ d'écoulement peuvent être provoquées par un nombre quelconque de facteurs, comprenant, mais sans y être limités, des fuites d'échappement, des fuites d'épissures de panneau, ou d'autres non- uniformités géométriques. En résultat, il peut exister des variations à l'intérieur de l'ensemble de soufflante dans l'amplitude (force) et/ou l'espacement des ondes de choc venant des parties des pales qui ont des vitesses soniques ou supersoniques. De façon caractéristique, en des emplacements axiaux proches des pales de soufflante, le bruit dû aux ondes de choc est généralement constitué par des multiples de la fréquence de rotation de l'arbre de soufflante, qui est la fréquence à laquelle un point sur l'arbre passe en tout point fixe particulier lorsqu'il tourne.

Des ondes de choc de forces différentes peuvent se propager à des vitesses différentes. Par conséquent, lorsque les ondes de choc s'éloignent des pales, le bruit à une fréquence de passage de pale dégénère en un large spectre de sons à des fréquences plus basses lorsque les ondes de choc se mélangent les unes avec les autres. Le bruit de bourdonnement de scie peut être un problème pour la tranquillité et le confort des voyageurs, et peut également affecter de façon défavorable les niveaux de bruit pour les populations.

Pour faciliter la minimisation des bruits de déséquilibre et des bruits de sons purs multiples de la soufflante durant le fonctionnement, au moins certains ensembles de soufflante connus sont assemblés d'une façon contrôlée. Par exemple, un contrôle qui peut être utilisé lors de l'assemblage de rotors de soufflante comprend le fait de disposer selon une carte chaque pale de soufflante dans des fentes spécifiques dans la base de la soufflante. A l'intérieur d'autres ensembles de soufflante connus, un moment dû au poids de chaque pale de soufflante est déterminé, et est utilisé pour disposer selon une carte chaque pale dans des fentes de base de soufflante spécifiques. Cependant, du fait que la géométrie de pales adjacentes peut être différente, durant le fonctionnement, un rotor peut toujours subir un décalage d'équilibre et/ou un bruit de sons purs qui n'est pas associé au moment dû au poids de chaque pale.

Dans une réalisation, un procédé assisté par ordinateur pour assembler une machine tournante est proposé. La machine comprend une pluralité de pales qui s'étendent radialement vers l'extérieur à partir d'un rotor. Le procédé comprend la détermination d'un paramètre géométrique pour chaque pale dans une rangée de pales qui est relatif à un rapport R d'une surface d'orifice d'entrée et d'une surface d'orifice de sortie d'un volume prédéterminé défini entre chaque paire de pales, la détermination d'une carte de séquence initiale pour la rangée de pales qui facilite la minimisation d'une différence de R entre des paires de pales circonférentiellement adjacentes, et le retraçage de façon itérative d'une carte de la séquence des pales afin de faciliter la réduction d'une somme vectorielle de moment dû au poids du rotor à une valeur qui est inférieure à une valeur prédéterminée.

Dans une autre réalisation, on propose un ensemble de rotor. L'ensemble de rotor comprend un disque comportant une pluralité de fentes de racine de pale circonférentiellement espacées définies à l'intérieur de celui-ci, et une pluralité de pales, chaque pale comportant une racine, une pointe, et un profil s'étendant entre celles-ci, chaque pale étant positionnée à l'intérieur d'une fente prédéterminée en fonction d'une carte de pales, la carte de pales étant générée par un système informatique qui est configuré pour déterminer un paramètre géométrique pour chaque pale dans une rangée de pales qui est relatif à un rapport R d'une surface d'orifice d'entrée et d'une surface d'orifice de sortie d'un volume prédéterminé défini entre chaque paire de pales, pour déterminer une carte de séquence initiale pour la rangée de pales qui facilite la minimisation d'une différence de R entre des paires de pales circonférentiellement adjacentes, et pour retracer de façon itérative une carte de la séquence des pales de façon à faciliter la réduction d'une somme vectorielle de moment dû au poids du rotor à une valeur qui est inférieure à une valeur prédéterminée.

Dans encore une autre réalisation, on propose un système informatique comprenant un segment de code de produit de logiciel pour faciliter la réduction du bruit de sons purs multiples et du déséquilibre dans un rotor à pales. Le segment de code de logiciel est programmé pour déterminer un paramètre géométrique pour chaque pale dans une rangée de pales qui est relatif à un rapport R d'une surface d'orifice d'entrée et d'une surface d'orifice de sortie d'un volume prédéterminé défini entre chaque paire de pales, pour déterminer une carte de séquence initiale pour la rangée de pales qui facilite la minimisation d'une différence de R entre des paires de pales circonférentiellement adjacentes, et pour retracer de façon itérative une carte de la séquence des pales afin de faciliter la réduction d'une somme vectorielle de moment dû au poids du rotor à une valeur qui est inférieure à une valeur prédéterminée.

La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée suivante, faite en référence aux dessins joints, dans lesquels: la figure 1 est une illustration schématique d'un exemple de moteur à turbine à gaz; la figure 2 est une vue en perspective d'un exemple d'ensemble de rotor de soufflante et de pales qui peut être utilisé avec le moteur à turbine à gaz représenté en figure 1; la figure 3 est une vue en perspective simplifiée d'une partie de la soufflante représentée en figure 1; la figure 4 est un organigramme d'un exemple de procédé pour l'assemblage d'une machine tournante, telle que le moteur à turbine représenté en figure 1; et la figure 5 est un schéma général simplifié d'un exemple de système informatique de traçage de carte de pales.

La figure 1 est une illustration schématique d'un exemple de moteur à turbine à gaz 10 comprenant un rotor 11 qui comprend un compresseur basse pression 12, un compresseur haute pression 14, et une chambre de combustion 16. Le moteur 10 comprend également une turbine haute pression 18, une turbine basse pression 20, un cadre d'échappement 22 et une enceinte 24. Un premier arbre 26 couple le compresseur basse pression 12 et la turbine basse pression 20, et un deuxième arbre 28 couple le compresseur haute pression 14 et la turbine haute pression 18. Le moteur 10 possède un axe de symétrie 32 s'étendant vers l'arrière d'un côté amont 34 du moteur 10 à un côté aval 36 du moteur 10. Le rotor 11 comprend également une soufflante 38, qui comprend au moins une rangée de pales de soufflante profilées 40 fixées à un élément de moyeu ou disque 42. Les pales 40 sont sensiblement identiques vis- à-vis de chaque autre pale 40, à l'exception du fait qu'il y a quelques petites différences dues aux tolérances de fabrication. Les pales 40 sont couplées au disque 42 selon une relation d'espacement sensiblement équi- angulaire les unes par rapport aux autres. Dans une réalisation, le moteur à turbine à gaz 10 est un moteur GE90 disponible dans le commerce auprès de General Electric Company, à Cincinnati, dans l'Ohio, et les pales de soufflante 40 sont des pales de soufflante composites fabriquées à partir d'un matériau polymère en fibres de carbone et comportant un bord d'attaque, un bord de fuite et un capuchon de pointe en titane.

Lors du fonctionnement, de l'air s'écoule à travers le compresseur basse pression 12, et de l'air comprimé est délivré au compresseur haute pression 14. De l'air hautement comprimé est délivré à la chambre de combustion 16. Des gaz de combustion 44 venant de la chambre de combustion 16 propulsent les turbines 18 et 20. La turbine haute pression 18 fait tourner le deuxième arbre 28 et le compresseur haute pression 14, tandis que la turbine basse pression 20 fait tourner le premier arbre 26 et le compresseur basse pression 12 autour de l'axe 32. Durant certains fonctionnements du moteur 10, par exemple durant le décollage, et durant des périodes de fonctionnement pendant lesquelles la sortie de puissance du moteur est relativement élevé, la soufflante 38 tourne de telle sorte qu'une partie radialement extérieure des pales 40 atteint une vitesse supersonique. En résultat, des parties des pales tournant de façon supersonique produisent des ondes de choc, qui peuvent être entendues comme un bruit. Le bruit peut être réparti sur une large plage de sons, allant de la fréquence de passage des pales à la fréquence de rotation du disque.

La figure 2 est une vue en perspective d'un exemple de pale de soufflante composite 100 et de disque de rotor à pales 102 qui peuvent être utilisés avec un moteur à turbine à gaz 10. Une pluralité de pales circonférentiellement espacées 100 est supportée par un tambour ou disque de rotor 102 par l'intermédiaire d'une fente en queue d'aronde 104. Chaque pale 100 comprend un profil 106 qui s'étend entre une racine en queue d'aronde 108 et une pointe de pale 110 de telle sorte que chaque pale 100 soit supportée par l'intermédiaire d'une racine en queue d'aronde 108 et d'une fente en queue d'aronde 104 par le rotor 102. La pale 100 est représentative d'une pluralité de pales circonférentiellement espacées 100 qui sont chacune disposée selon une carte dans une fente spécifique 104 en fonction de paramètres mesurés de la pale 100. Dans l'exemple de réalisation, chaque pale 100 comprend un profil composite 106 qui comprend une pluralité de couches composites stratifiées (non représentées). De façon plus caractéristique, chaque pale 100 comprend une première pluralité de couches de profil structurel et de support de charge dans le profil 106 et une deuxième pluralité de couches de racine dans la racine 108.

La figure 3 est une vue en perspective simplifiée d'une partie de la soufflante 38 qui peut être utilisée avec le moteur 10 (représenté en figure 1). Une première pale 120 comprend un bord d'attaque 122 et un bord de fuite 124, ceux-ci étant espacés l'un de l'autre dans une direction 126 d'écoulement d'air à travers la soufflante 38. La première pale 120 comprend une face d'aspiration 128 et une face de pression 130. Une deuxième pale 132 est adjacente à la pale 120, et comprend également un bord d'attaque 134 et un bord de fuite 136, une face d'aspiration 138 et une face de pression 140. Les bords d'attaque 122 et 134 ont chacun une épaisseur LEB1 et LEB2r respectivement, et les bords de fuite 124 et 136 ont chacun une épaisseur TEB1 et TEB2r respectivement. Une surface de pointe 150 de la pale 120 et une surface de pointe 152 de la pale 132 définissent une périphérie radialement extérieure des pales 120 et 132.

Dans l'exemple de réalisation, un passage 154 est défini entre la face de pression 130 et la face d'aspiration 138, et celui-ci est délimité par une pluralité de lignes 155 qui rejoignent une pluralité de points sur la face de pression 130 et la face d'aspiration 138. Un point 156 est défini au niveau de la jonction de la face d'aspiration 138, du bord d'attaque 134 et de la surface de pointe 152. Un point 158 est défini sur la jonction de la face 130, de la surface de pointe 150 et d'une ligne L2 qui est orthogonale au point 156. Un point 158 est situé à une distance H2 radialement vers l'intérieur à partir du point 162, et un point 166 est situé à une distance H3 radialement vers l'intérieur à partir du point 156. Les points 156, 158, 162 et 166 sont reliés par les lignes L2, H2, H3 et une ligne L4 qui s'étend entre les points 166 et 162, de telle sorte qu'une surface d'entrée 172 soit définie par les lignes L2, H2, H3 et L4.

De façon similaire, au voisinage des bords de fuite 124 et 136, des points 174, 176, 178 et 180 sont reliés entre eux par des lignes L1r H2, L3 et H4 de façon à définir une surface de sortie 190.

Un volume 192 est défini entre la surface d'entrée 172 et la surface de sortie 190. Dans l'exemple de réalisation, le volume 192 s'approche d'une structure du type diffuseur, ce qui fait que la connaissance des diffuseurs peut être appliquée au volume 192 durant le fonctionnement de la soufflante 38. Par exemple, comme on le sait, l'écoulement à travers une structure de diffuseur et le différentiel de pression dans le diffuseur sont associés à un rapport de la surface d'entrée et de la surface de sortie du diffuseur. Par conséquent, l'écoulement à travers le volume 192 et le différentiel de pression de part et d'autre du volume 192 sont associés à un rapport R de la surface d'entrée 172 et de la surface de sortie 190. De façon caractéristique, les différences d'écoulement et les variations de pression différentielle dans une pluralité de volumes 192 qui sont circonférentiellement espacés autour du rotor 11 et qui sont définis par des rapports de la surface d'entrée à la surface de sortie qui changent d'un volume 192 à un volume 192 adjacent peuvent favoriser le bruit à sons multiples et/ou affecter sa production. La minimisation d'une variation du rapport de la surface d'entrée à la surface de sortie facilite la minimisation des différences d'écoulement et des variations de pression différentielle dans tous les volumes 192 qui sont circonférentiellement espacés autour du rotor 11.

Le rapport de la surface d'entrée à la surface de sortie R peut être déterminé de la façon suivante: Surface d'entrée 172 R= , où: Surface de sortie 190 Surface d'entrée 172 = LZ +LQ x H2 + H3, et 2 2 L +L H +H Surface de sortie 190 = 1 3 x 1 4 2 2 Si Hl, H2, H3 et H4 sont sélectionnés de façon à être une valeur commune, par exemple H, l'équation pour R se réduit à : LZ + L9 R= L1 + L3 Si l'on utilise cette formule, L1, L2, L3 et L4 peuvent être déterminées à partir de données géométriques pour chaque pale, celles-ci pouvant être reçues à partir du fabricant des pales, ou L1, L2, L3 et L4 peuvent être déterminées de façon empirique sur le terrain, par exemple durant une mesure de puissance de sortie du moteur. L1r L2, L3 et L4 peuvent également être déterminées de façon géométrique à l'aide de paramètres de pales connus et/ou mesurables qui dépendent de L1, L2, L3 et L4, par exemple en utilisant les épaisseurs de bord d'attaque et de bord de fuite des pales, la torsion de section, la longueur de corde, et/ou le décalage tangentiel de section.

D'autres paramètres de rotor qui peuvent être utilisés pour déterminer la carte de séquences de pales initiale comprennent, mais sans y être limités: une totalisation des différences entre les surfaces d'entrée 172 de volumes circonférentiellement adjacents 192, définie par: 1 Surface Entrée - Surface - Entrée; une totalisation des différences entre les surfaces de sortie 190 de volumes circonférentiellement adjacents 192, définie par: n 1 Surface - Sortie r+I - Surface - Sortie; une totalisation des différences entre des volumes circonférentiellement adjacents 192, définie par: Volume;+1 - Volume; une totalisation des racines de somme des carrés de la différence entre les surfaces d'entrée 172 de volumes circonférentiellement adjacents 192 et de la différence entre les surfaces de sortie respectives 190 de volumes circonférentiellement adjacents 192, définie par: (Surface Entrée;+1 Surface _ Entrée, )2 +Surface _ Sortie;+1 Surface _ Sortie, )2 _ et une totalisation de la différence entre le rapport de la surface de sortie 190 à la surface d'entrée 172 de volumes circonférentiellement adjacents 192, définie par: n Surface Sortie,/ Surface _ Entrée,+1 Surface _ Sortie, / Surface _ Entrée, l, =1 où n représente un nombre de volumes 192 qui sont situés dans la rangée de pales.

La figure 4 est un organigramme 400 d'un exemple de procédé pour l'assemblage d'une machine tournante, telle qu'une turbine 10 (représentée en figure 1). Dans l'exemple de réalisation, la machine est un moteur à turbine à gaz qui comprend un rotor, tel qu'un rotor 11, représenté en figure 1, qui peut tourner autour d'un axe de symétrie longitudinal du moteur. Le rotor comprend une pluralité de fentes circonférentiellement espacées pour recevoir les pales de telle sorte que les pales s'étendent radialement vers l'extérieur à partir des fentes.

L'exemple de procédé comprend la réception, en 402, d'une mesure de paramètres géométriques de chaque pale positionnée à l'intérieur d'une rangée de pales. Le paramètre géométrique de pale de soufflante peut être basé sur une détermination par un spécialiste de l'acoustique et un spécialiste de l'aérodynamique des soufflantes en fonction de caractéristiques d'un client. Le paramètre géométrique peut également être basé sur l'un quelconque d'une pluralité de paramètres de pale mesurables qui contribuent à une différence d'un rapport de la surface d'entrée de pale à la surface de sortie de pale pour les pales adjacentes. Ces paramètres peuvent comprendre, par exemple, des distances de séparation entre des points prédéterminés respectifs sur des pales adjacentes. Chaque paire de pales adjacente définit un volume entre les pales, celui-ci comprenant une surface d'entrée définie entre un bord d'attaque des pales et une surface de sortie définie entre un bord de fuite des pales. Un rapport d'une surface d'entrée à une surface de sortie R peut être utilisé pour déterminer le paramètre géométrique qui est utilisé pour tracer la carte des pales dans le rotor. Les mesures de paramètres géométriques peuvent être reçues à partir d'un fabricant de pales, déterminées après que la pale ait été reçue dans une installation de fabrication, ou déterminées sur le terrain durant une mesure de sortie de puissance de la machine.

Avant de positionner les pales à l'intérieur du disque de rotor, une carte de pales initiale ou de départ est déterminée en 404. Une carte de pales peut indiquer une fente spécifique pour chaque pale qui sera assemblée dans le rotor et/ou peut indiquer un ordre d'installation des pales. La position de départ peut être une position "virtuelle", dans laquelle les pales sont simulées, installée à l'aide d'un modèle informatique du rotor et des pales. Des cartes itératives suivantes de l'emplacement des pales peuvent également être des cartes virtuelles jusqu'à ce qu'un point final prédéterminé soit atteint durant l'itération, et, à ce moment, une carte de pales finale peut être affichée et/ou imprimée. La carte de pales initiale peut également être déterminée à l'aide d'un algorithme exécuté sur un ordinateur basé sur un processeur. Dans l'exemple de réalisation, une première pale est sélectionnée en fonction des paramètres géométriques reçus qui indiquent la pale qui contribuera le plus à une variation du rapport de la surface d'entrée à la surface de sortie R entre la première pale et toute autre pale qui devrait être disposée au voisinage de celle-ci. Une pale contribuant le plus suivante est sélectionnée pour l'insertion dans une fente qui est diamétralement opposée à la première pale. La pale contribuant le plus suivante est disposée dans une fente qui facilite la minimisation de la variation du rapport de la surface d'entrée à la surface de sortie d'une paire de pales à chaque paire de pales adjacente. La carte des pales restantes est ensuite tracée en séquence dans le rotor jusqu'à ce que toutes les pales soient positionnées dans le rotor.

Pour faciliter la détermination d'un ordre de traçage de carte, un ordinateur, comprenant un segment de code de programme configuré pour sélectionner et désélectionner des pales, peut être utilisé. De façon caractéristique, lorsque des pales sont sélectionnées pour faciliter la minimisation de la variation du rapport de la surface d'entrée à la surface de sortie R entre des paires de pales adjacentes autour du rotor 11, une première pale peut être sélectionnée pour le positionnement dans une fente spécifique en fonction d'une contribution que la pale établit à la variation du rapport de la surface d'entrée à la surface de sortie R entre des paires de pales. Une deuxième pale ayant la deuxième contribution la plus grande à la variation du rapport de la surface d'entrée à la surface de sortie R entre des paires de pales peut ensuite être sélectionnée pour l'insertion dans une fente située à 180 de la première pale. Le programme informatique sélectionne de façon itérative les pales disponibles une à une et les fait correspondre à des pales complémentaires qui seront positionnées à 180 de chaque pale sélectionnée jusqu'à ce que toutes les pales soient positionnées dans le rotor 11.

L'ordinateur sélectionne des pales dans un ordre qui facilite la minimisation du rapport de la surface d'entrée à la surface de sortie R entre des paires de pales adjacentes autour du rotor 11. Durant le processus de minimisation du rapport de la surface d'entrée à la surface de sortie R, il peut être nécessaire de désélectionner des pales parmi des paires de pales et de réordonner les pales sélectionnées. Le système informatique peut alors afficher la carte de pales résultante et générer un rapport détaillant le processus de sélection. De plus, une entrée manuelle des paramètres de pale et un recalcul de la carte des pales sont assurés.

La surface d'entrée et/ou la surface de sortie peuvent être déterminées en utilisant une distance entre des pales adjacentes à la même distance radiale de la pointe de pale. Du fait qu'au moins certains des paramètres qui peuvent être utilisés pour déterminer la surface d'entrée et la surface de sortie peuvent être fixes, seule une distance de ligne peut être utilisée pour déterminer le rapport de la surface d'entrée et de la surface de sortie.

Chaque pale peut être catégorisée, en 406, en fonction de seuils prédéterminés qui définissent un degré selon lequel chaque pale contribue à la variation du rapport de la surface d'entrée à la surface de sortie R entre des paires de pales, à savoir, par exemple, une contribution importante, moyenne ou faible.

Un moment dû au poids de chaque pale dans une rangée de pales peut être déterminé en 408, et une somme vectorielle de moment dû au poids du rotor peut également être déterminée, en 410. Le moment dû au poids peut être déterminé en supportant horizontalement une pale par sa racine dans un dispositif qui est conçu pour mesurer le moment dû au poids. Un moment dû au poids est basé non seulement sur un poids de flanc de la pale, mais est également basé sur une répartition du poids de la pale le long d'une distance radiale s'étendant entre la racine de la pale et la pointe de la pale. Dans une machine tournante, une répartition inégale du moment dû au poids de chaque pale espacée autour du rotor peut affecter une condition d'équilibre du rotor.

Une valeur de seuil pour la somme vectorielle de moment dû au poids du rotor est déterminée en 412. La valeur de seuil peut être déterminée à partir d'une exigence de construction ou de conception contenue à l'intérieur d'un dessin ou d'un autre document technique ou administratif. La carte de la séquence de pales initiale est retracée de façon itérative en 414 en remplaçant une pale sélectionnée par une deuxième pale de la même catégorie. La somme vectorielle de moment dû au poids du rotor est recalculée et comparée à la valeur de seuil déterminée. Si la somme vectorielle de moment dû au poids est réduite, en 416, à une valeur inférieure à la valeur de seuil déterminée, la carte de séquences de pales finale peut être affichée, en 418, et/ou délivrée en sortie sur papier ou sur une autre sortie. Dans une réalisation, une pluralité de séquences de retraçage de carte peut être déterminée, et la séquence de retraçage de carte de pales qui facilite la minimisation d'un nombre d'échanges de pale qui réduisent la somme vectorielle de moment dû au poids du rotor à une valeur inférieure à une limite prédéterminée peut être sélectionnée à partir de la pluralité de séquences de retraçage de carte de pales déterminées.

La figure 5 est un schéma général simplifié d'un système informatique de traçage de carte de pales 500. Tel qu'il est utilisé ici, le terme "ordinateur" peut comprendre tout système basé sur un processeur ou un microprocesseur, y compris les systèmes utilisant des micro- dispositifs de commande, des circuits d'établissements d'instructions réduits (reduced instruction set circuits ou RISC), des circuits intégrés spécifiques à l'application (application specific integrated circuit ou ASIC), des circuits logiques, et tout autre circuit ou processeur susceptible d'exécuter les fonctions décrites ici. Les exemples ci-dessus ne sont que des exemples, et ne visent par conséquent pas à limiter en quelque façon que ce soit la définition et/ou la signification du terme "ordinateur". Le système d'ordinateur 500 comprend un système de serveur 512 comprenant une unité de mémorisation à disque 513 pour la mémorisation de données, et une pluralité de sous-systèmes clients, également désignés sous le nom de systèmes clients 514, connectés au système de serveur 512. Dans uneréalisation, les systèmes clients 514 sont des ordinateurs utilisant un navigateur sur Internet, de telle sorte que le système de serveur 512 soit accessible aux systèmes clients 514 par l'intermédiaire de l'Internet. Les systèmes clients 514 sont interconnectés à l'Internet par l'intermédiaire de nombreuses interfaces comprenant un réseau, tel qu'un réseau local ou un grand réseau, des connexions à numérotation, des modems câblés et des lignes RNIS à grande vitesse spécialisées. Les systèmes clients 514 pourraient être n'importe quel dispositif susceptible d'être interconnecté à l'Internet, y compris un téléphone basé sur l'Internet, un assistant numérique personnel (personal digital assistant ou PDA), ou un autre équipement pouvant être connecté à l'Internet. Un serveur de base de données 516 est connecté à une base de données 518 contenant des informations concernant les composants de moteur. Dans une réalisation, une base de données centralisée 518 est mémorisée sur un système de serveur 512, et des utilisateurs potentiels peuvent y accéder sur l'un des systèmes clients 514 en s'inscrivant sur le système serveur 512 par l'intermédiaire de l'un des systèmes clients 514. Dans une autre réalisation, la base de données 518 est stockée à distance du système de serveur 512, et peut être non centralisée.

Des exemples de réalisations de systèmes et de procédés qui facilitent la réduction du bruit à sons purs multiples dans les soufflantes de moteurs à turbine à gaz aéronautiques ont été décrits ci-dessus en détail. Un effet technique des systèmes et des procédés décrits ici comprend la réduction des différences de pression circonférentielle globales entre des paires de pales adjacentes, de façon à minimiser le bruit tonal des soufflantes, et à réduire par conséquent l'inconfort des passagers d'un avion et les niveaux de bruit pour les populations.

Le système de traçage de carte de pales décrit ci-dessus constitue un système et un procédé efficaces du point de vue des coûts et hautement fiables pour déterminer une carte de pales qui réduit une racine de sommes des carrés d'une différence d'une mesure de paramètres géométriques entre des pales adjacentes à une valeur qui est inférieure à un seuil prédéterminé. Le procédé retrace également de façon itérative la carte des pales, de façon à réduire une somme vectorielle de moment dû au poids de rotor à une valeur qui est inférieure à un seuil prédéterminé. Chaque système est configuré de façon à recevoir une mesure de paramètres géométriques et une valeur de moment dû au poids pour chaque pale, à déterminer un emplacement de pales initial sur le rotor, et à générer une carte de pales basée sur la réduction itérative de la racine de somme des carrés d'une différence de la valeur de mesure de paramètres géométriques entre des pales adjacentes et la somme vectorielle de moment dû au poids de rotor à des valeurs qui sont inférieures à des valeurs de seuil respectives prédéterminées. Par conséquent, le procédé et le système de traçage de carte de pales facilitent l'assemblage, le fonctionnement et la maintenance des machines, et, en particulier, des moteurs à turbine à gaz, d'une façon efficace du point de vue des coûts et fiable.

Des exemples de réalisations de composants du système et du procédé de traçage de carte de pales ont été décrits ci-dessus en détail. Les composants ne sont pas limités aux réalisations spécifiques décrites ici, mais, au contraire, des composants de chaque système peuvent être utilisés indépendamment et séparément des autres composants décrits ici. Chaque composant de système de traçage de carte de pales peut également être utilisé en combinaison avec d'autres composants de système de traçage de carte de pales.

Bien que l'invention ait été décrite vis-à-vis de différentes réalisations spécifiques, les personnes ayant une bonne connaissance de la technique reconnaîtront le fait que l'invention peut être mise en oeuvre avec des modifications.

LISTE DES REFEFENCES

Moteur à turbine à gaz 11 Rotor 12 Compresseur basse pression 14 Compresseur haute pression 16 Chambre de combustion 18 Turbine haute pression Turbine basse pression 22 Cadre d'échappement 24 Enceinte 26 Premier arbre 28 Deuxième arbre 32 Axe de symétrie 34 Côté amont 36 Côté aval 38 Soufflante 1'40 Pales de soufflante 42 Elément de moyeu ou disque 44 Gaz de combustion Pale de soufflante 102 Disque de rotor de soufflante 104 Fente en queue d'aronde 106 Profil 108 Racine en queue d'aronde Pointe de pale Première pale 122 Bord d'attaque 124 Bord de fuite 126 Direction de l'écoulement d'air 128 Face d'aspiration Face de pression 132 Deuxième pale 134 Bord d'attaque 136 Bord de fuite 138 Face d'aspiration Face de pression LEB1 Epaisseur LEB2 Epaisseur TEB1 Epaisseur TEB2 Epaisseur Surface de pointe 152 Surface de pointe 154 Passage Pluralité de lignes 156 Point 158 Point L2 Ligne H2 Distance 162 Point 166 Point H3 Distance L4 Ligne 172 Surface d'entrée 1174 Point 176 Point 178 Point Point L1 Ligne H1 Ligne L3 Ligne H4 Ligne Surface de sortie 192 Volume 400 Organigramme 402 Mesure de paramètres géométriques R Rapport de surface de sortie 404 Carte de pales initiale 406 Catégorie de pale 408 Poids de pale 410 Poids de somme vectorielle de rotor 412 Valeur de seuil 414 Retraçage de carte de séquence de pales initiale 416 Réduction de la somme vectorielle de poids de rotor 418 Affichage de cartes de séquences de pales 500 Système informatique de traçage de cartes de pales 512 Système de serveur 513 Unité de mémorisation à disque 514 Systèmes clients 516 Serveur de base de données 518 Base de données

Claims (5)

REVENDICATIONS

1. Procédé mis en uvre par processeur (400) pour assembler une machine tournante (10) qui comprend une pluralité de pales (40) qui s'étendent radialement vers l'extérieur à partir d'un rotor (11), ledit procédé comprenant les étapes consistant à : déterminer (402) un paramètre géométrique pour chaque pale dans une rangée de pales qui est associée à un rapport R d'une surface d'entrée et d'une surface de sortie d'un volume prédéterminé entre chaque paire de pale; déterminer (404) une carte de séquences initiale pour la rangée de pales qui facilite la minimisation d'une différence de R entre des paires de pales circonférentiellement adjacentes; et retracer de façon itérative une carte (414) de la séquence des pales pour faciliter la réduction d'une somme vectorielle de moment dû au poids du rotor à une valeur qui est inférieure à une valeur prédéterminée.

2. Procédé selon la revendication 1, comprenant de plus la catégorisation de chaque pale en fonction d'une contribution déterminée de la pale à la valeur R associée à la pale.

3. Procédé selon la revendication 1, dans lequel la détermination d'une carte de séquences initiale pour la rangée de pales comprend la détermination d'une carte de séquences initiale pour la rangée de pales qui facilite la minimisation d'au moins l'une parmi une totalisation des différences entre les surfaces d'entrée de volumes circonférentiellement adjacents, une totalisation des différences entre les surfaces de sortie de volumes circonférentiellement adjacents, une totalisation des différences entre des volumes circonférentiellement adjacents, une totalisation des racines de sommes des carrés de la différence entre les surfaces d'entrée de volumes circonférentiellement adjacents et de la différence entre des surfaces de sortie respectives de volumes circonférentiellement adjacents, et une totalisation de la différence entre le rapport de la surface de sortie à la surface d'entrée de volumes circonférentiellement adjacents pour chaque pale.

4. Procédé selon la revendication 1, dans lequel le retraçage itératif de la carte de la séquence des pales comprend l'échange d'une première pale située dans une première position de carte avec une deuxième pale, située dans une deuxième position de carte, de la même catégorie que la première pale.

S. Procédé selon la revendication 1, dans lequel le retraçage itératif de la carte de la séquence de pales comprend de plus la détermination d'une séquence de retraçage de carte qui facilite la minimisation d'un nombre d'échanges de pales utilisés pour faciliter la réduction de la somme vectorielle de moment dû au poids du rotor à une valeur inférieure à une limite prédéterminée.

6. Procédé selon la revendication 1, dans lequel la réception d'un paramètre géométrique pour chaque pale dans une rangée de pales comprend la réception d'un paramètre géométrique pour au moins l'une parmi une partie sonique, une partie transsonique et une partie supersonique pour chaque pale dans la rangée de pales.