FR2936561A1 - Systeme de commande d'au moins deux equipements a geometrie variable d'un moteur a turbine a gaz, notamment par mecanisme a came - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un système de commande d'au moins deux équipements à géométrie variable d'un moteur à turbine à gaz. Le moteur comporte au moins un premier corps tournant à une première vitesse et un deuxième corps tournant à une deuxième vitesse, les équipements faisant partie de corps distincts; il comporte un actionneur (24) qui actionne les deux équipements. Grâce à l'invention, le système de commande permet de réduire le nombre de pièces du moteur à turbine à gaz tout en conservant lesdits équipements sur des corps distincts, leur permettant ainsi de remplir leur fonction.

Description

La présente invention se rapporte au domaine général de la commande d'équipements à géométrie variable d'un moteur à turbine à gaz. L'invention concerne plus particulièrement l'optimisation de la commande de plusieurs équipements faisant partie de corps distincts du moteur.

Par "équipement à géométrie variable", on entend ici un équipement relié à un organe de commande et dont la dimension, la forme, la position et/ou la vitesse est ou sont susceptible(s) d'être modifiée(s) en fonction d'événements détectés ou de paramètres définis, pour agir sur le fonctionnement du moteur. Des exemples d'équipements à géométrie variable sont des vannes de décharge d'air (à ouverture variable) d'un compresseur basse pression, des aubes fixes de compresseur haute pression à angle de calage variable, des aubes de turbine dont le jeu au sommet est variable, des pompes à carburant à débit variable, etc.

Le terme "corps" désigne classiquement un sous-ensemble d'un moteur à turbine à gaz, comportant comme organes principaux un compresseur et une turbine assemblés sur un même axe. Typiquement, un moteur peut comporter un corps haute pression et un corps basse pression. Les aubes du compresseur et de la turbine de chaque corps sont entraînées en rotation autour de l'axe de l'arbre sur lequel elles sont montées.

En général, les différents corps d'un moteur à turbine à gaz sont conçus pour pouvoir fonctionner de manière indépendante les uns des autres. Leurs vitesses de rotation sont indépendantes, même si elles peuvent être liées ou corrélées dans certains régimes de fonctionnement.

Aussi habituellement, du fait de cette indépendance entre les différents corps d'un moteur à turbine à gaz, pour commander des équipements à géométrie variable faisant partie de corps différents, on prévoit, pour ces équipements distincts, des systèmes de commande distincts. Pour cette raison, commander deux équipements à géométrie variable de deux corps distincts nécessite deux circuits de commande, deux actionneurs, deux sources de puissance, etc. Il s'ensuit que la masse, le coût et l'encombrement de ces systèmes de commande des équipements sont relativement élevés.

Par exemple, le corps basse pression d'un turboréacteur à double corps peut comporter une ou plusieurs vannes de décharge d'air (souvent désignées VBV, qui est l'acronyme de leur dénomination anglaise "Variable Bleed Valve"), tandis que le corps haute pression peut comporter un ou plusieurs étages d'aubes de stator à angle de calage variable (souvent désignés VSV, qui est l'acronyme de leur dénomination anglaise "Variable Stator Vanes"). Pour diminuer la masse de ces équipements et de leurs organes de commande, il est envisageable de ne pas installer de VBV. Si l'économie ainsi réalisée est conséquente (on supprime de ce fait les actionneurs, les servovalves, les canalisations, les harnais, etc., qui leur sont associés), les risques induits sont importants, notamment en régime de ralenti si de l'eau ou de la grêle pénètre dans le moteur, entraînant un risque accru d'extinction de celui-ci.

L'invention vise à proposer un moteur à turbine à gaz avec des 20 équipements à géométrie variable appartenant à des corps différents du moteur et une commande de ces équipements qui soit optimisée.

C'est ainsi que l'invention concerne un système de commande d'au moins deux équipements à géométrie variable d'un moteur à turbine à 25 gaz, le moteur comportant au moins un premier corps tournant à une première vitesse et un deuxième corps tournant à une deuxième vitesse, les équipements faisant partie de corps distincts, caractérisé par le fait qu'il comporte un actionneur qui actionne les deux équipements.

30 En utilisant un unique actionneur pour la commande de plusieurs (au moins deux) équipements à géométrie variable, le système de commande permet de réduire le nombre de pièces du moteur à turbine à gaz et ainsi d'atteindre l'objectif de l'invention, tout en conservant lesdits équipements sur des corps distincts, leur permettant ainsi de remplir leur 35 fonction. La masse, le volume et le coût d'un second système de commande sont, au moins en grande partie, évités, puisque les équipements des premier et second corps sont actionnés par le même actionneur.

Selon une forme de réalisation, le système de commande est apte à 5 commander plus de deux équipements à géométrie variable à l'aide d'un unique actionneur.

Selon une forme de réalisation, l'actionneur est commandé par la vitesse de rotation de l'un des corps du moteur. Ainsi, l'équipement de 10 l'autre corps est commandé par la vitesse de rotation dudit corps, par le truchement de l'actionneur.

En particulier, le moteur comportant un compresseur basse pression et un compresseur haute pression, l'équipement à géométrie 15 variable du compresseur basse pression est commandé par la vitesse de rotation du compresseur haute pression. Les lois de commande des actionneurs sont ainsi simplifiées.

Selon une forme de réalisation, dans le cas d'un moteur avec un 20 corps haute pression et un corps basse pression, les équipements à géométrie variable du corps haute pression se situent à proximité du corps basse pression (par exemple à proximité du côté amont du corps haute pression). La liaison mécanique entre l'actionneur et les équipements qu'il commande est ainsi facilitée. 25 Selon une forme de réalisation, l'un des équipements à géométrie variable comporte au moins une aube de stator à angle de calage variable d'au moins une roue d'aubes de stator, appartenant par exemple au compresseur haute pression d'un moteur à double corps, c'est-à-dire un 30 moteur avec un corps haute pression et un corps basse pression.

Selon une forme de réalisation particulière dans ce cas, le moteur comportant au moins une roue d'aubes comportant une pluralité d'aubes de stator à angle de calage variable, montées chacune de façon pivotante 35 sur un carter du moteur, un anneau de commande entourant le carter est relié aux dites aubes, par exemple par l'intermédiaire de leviers, l'actionneur étant apte à entraîner en rotation l'anneau de commande, par exemple par l'intermédiaire d'un organe de renvoi monté sur le carter.

Selon une forme de réalisation, un équipement à géométrie variable comporte au moins une vanne de décharge d'air du moteur. Cet équipement peut comprendre une vanne ou une pluralité de vannes de décharge d'air. Il s'agit par exemple d'une (ou de) vannes de décharge d'air de type VBV située(s) au niveau du compresseur basse pression d'un moteur à double corps.

Le système de commande de l'invention peut être adapté pour la commande de différents types d'équipements. Outre ceux présentés ci-dessus, les équipements à géométrie variable peuvent notamment comporter ou former un élément de l'un ou plusieurs des dispositifs suivants: - une vanne de décharge d'air du compresseur haute pression à ouverture proportionnelle (souvent désignée par l'expression anglaise "Transient Bleed Valve" (d'acronyme TBV) ou "Start Bleed valve" (d'acronyme SBV)); - une vanne de décharge d'air du compresseur haute pression tout ou rien (souvent désignée par l'expression anglaise "Handling Bleed Valve" (d'acronyme HBV)) ; - une vanne de régulation d'un débit d'air contribuant au contrôle de jeu dans une turbine basse pression (souvent désignée par l'expression anglaise "Low Pressure Turbine Active Clearance Control" (d'acronyme LPTACC)), ou dans une turbine haute pression (souvent désigné par l'expression anglaise "High Pressure Turbine Active Clearance Control" (d'acronyme HPTACC)).

Selon une forme de réalisation, l'actionneur du système de commande comporte au moins un organe d'actionnement mobile dont les déplacements permettent d'actionner les équipements à géométrie variable.

De préférence, l'actionneur est agencé pour actionner les équipements grâce aux variations d'un paramètre de déplacement ou de position de son organe d'actionnement mobile. Il est ainsi possible de définir, pour chaque équipement, une loi d'actionnement en fonction dudit paramètre de déplacement ou de position (on parlera aussi de paramètre d'actionnement). Le même paramètre d'actionnement permet de commander une pluralité de (au moins deux) équipements à géométrie variable.

Plus particulièrement, l'actionneur est agencé pour actionner le premier équipement à géométrie variable en faisant varier le paramètre d'actionnement dans une plage d'actionnement du premier équipement et pour actionner le deuxième équipement à géométrie variable en faisant varier le paramètre d'actionnement dans une plage d'actionnement du second équipement.

Selon une forme de réalisation, un moyen de débrayage est prévu entre l'actionneur et au moins l'un des équipements, ledit moyen étant agencé pour débrayer ledit équipement de l'actionneur en dehors de la plage d'actionnement dudit équipement; ainsi, dans une telle plage du paramètre d'actionnement, quelles que soient les variations du paramètre, l'actionneur n'agit pas (ou pas significativement) sur l'équipement considéré, qui est ainsi débrayé de l'actionneur. On dit aussi qu'un tel intervalle de valeurs du paramètre d'actionnement, dans laquelle l'organe d'actionnement de l'actionneur est en mouvement mais n'actionne pas l'équipement considéré, constitue pour ledit équipement une "course morte" de l'organe d'actionnement. Le dispositif de débrayage permet de réserver un intervalle de valeurs du paramètre d'actionnement à la seule commande de l'autre (ou des autres) équipement(s). Cela est avantageux lorsque l'équipement considéré ne doit pas être affecté alors même que la commande de l'un des autres équipements commandés doit pouvoir varier.

Selon une forme de réalisation particulière, au moins une partie de la plage d'actionnement du premier équipement est hors de la plage d'actionnement du second équipement. La commande par un actionneur unique de deux équipements à géométrie variable peut être facilitée par le fait que les plages d'actionnements des deux équipements ne se correspondent pas totalement, permettant hors de la zone commune d'actionner un équipement sans actionner l'autre.

Selon une forme de réalisation, les plages d'actionnement des premier et deuxième équipements comportent une zone commune. Ainsi, les deux équipements peuvent être actionnés simultanément dans cette zone commune.

Selon une autre forme de réalisation particulière, les plages d'actionnement des premier et deuxième équipements sont disjointes, c'est-à-dire que les plages d'actionnement des équipements n'ont pas de zone commune. Ainsi, les équipements peuvent être actionnés de manière séquentielle. En effet, lorsque l'on fait varier le paramètre de l'actionneur dans la plage d'actionnement du premier équipement, ces variations n'induisent sensiblement aucun mouvement sur le second équipement, et vice-versa.

Selon une forme de réalisation particulière, la plage d'actionnement de l'un des premier et deuxième équipements est entièrement contenue dans la plage d'actionnement de l'autre équipement. Dans ce cas, les équipements sont actionnés simultanément dans leur zone commune, ce qui peut présenter des avantages selon la nature des équipements, comme vu plus haut; en outre, une telle forme de réalisation peut permettre de prévoir une amplitude d'actionnement plus importante pour l'un des deux équipements.

Selon une forme de réalisation particulière dans ce cas, ladite plage d'actionnement a une amplitude très inférieure à l'amplitude de la plage d'actionnement dans laquelle elle est contenue; par exemple, elle peut représenter moins de 20% ou moins de 10% de cette plage. De la sorte, l'actionnement de l'équipement qui possède la plage contenue dans l'autre n'entraînent qu'une variation faible et/ou peu sensible de l'actionnement de l'autre équipement. Une telle configuration peut faciliter la commande, avec un seul système de commande, de deux équipements.35 Selon une forme de réalisation, le système de commande comporte des moyens de rappel maintenant au moins un équipement dans une position prédéterminée, au moins lorsque le paramètre d'actionnement varie dans un intervalle situé à l'extérieur de la plage d'actionnement dudit équipement. Il s'agit, dans une telle plage, de s'assurer de la bonne position de l'équipement considéré.

Selon une forme de réalisation préférée de l'invention, l'actionneur comporte un mécanisme à came, la came étant agencée pour déplacer des moyens de transmission de mouvement reliés aux équipements à géométrie variable et ainsi actionner ces derniers.

Selon une forme de réalisation préférée, la came comporte une paroi périphérique dont le profil détermine la loi d'actionnement des 15 équipements en fonction de la position angulaire de la came.

Selon une forme de réalisation préférée, les moyens de transmission de mouvement comportent au moins deux biellettes et des moyens de rappel desdites biellettes contre la paroi périphérique de la 20 came.

L'invention concerne encore un moteur à turbine à gaz, comprenant au moins un premier corps tournant à une première vitesse et un deuxième corps tournant à une deuxième vitesse, des équipements à 25 géométrie variable faisant partie de corps distincts et le système de commande présenté ci-dessus.

L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description suivante de la forme de réalisation préférée du moteur à turbine à gaz et du 30 système de l'invention, en référence aux planches de dessins annexées, sur lesquelles: - la figure 1 représente une vue générale en coupe du compresseur d'un moteur à turbine à gaz selon l'invention; - la figure 2 représente une vue en perspective d'une partie du 35 système de commande selon l'invention pour l'actionnement des aubes VSV et des vannes VBV du moteur de la figure 1; - la figure 3 représente une vue schématique de dessus de l'actionneur du système de commande de la figure 2, dans une première position d'actionnement; - la figure 4 représente une vue schématique de dessus de 5 l'actionneur du système de commande de la figure 2, dans une deuxième position d'actionnement; - la figure 5 représente une vue schématique de dessus de l'actionneur du système de commande de la figure 2, dans une troisième position d'actionnement et 10 - les figures 6 et 7 représentent des lois possibles d'ouverture des aubes VSV et des vannes VBV du moteur de la figure 1 en fonction de la vitesse de rotation de son corps haute pression.

De manière connue, un moteur M à turbine à gaz, en l'occurrence 15 un turboréacteur à double corps, d'axe X-X, comporte, d'amont en aval, une soufflante, non représentée, un compresseur basse pression 2 (souvent désigné par le terme de "booster" par l'homme du métier), un compresseur haute pression 3, une chambre de combustion, une turbine haute pression, une turbine basse pression et une tuyère d'éjection des 20 gaz (non représentées). Ci-après, on utilisera les abréviations suivantes: BP pour basse pression et HP pour haute pression.

Le compresseur HP 3 et la turbine HP sont fixés sur un même arbre, dit haute pression, et appartiennent ainsi au corps HP du moteur M, 25 tandis que le compresseur BP 2 et la turbine BP sont fixés sur un même arbre, dit basse pression, et appartiennent ainsi au corps BP du moteur M.

Le compresseur HP 3 comporte au moins un étage 10 formé d'une roue 10a d'aubes mobiles et d'une roue 10b d'aubes fixes (encore 30 dénommées aubes de stator). Chaque roue 10a, 10b est formée d'une pluralité d'aubes disposées radialement autour de l'axe X-X du moteur M. En l'espèce, le compresseur HP 3 comporte une pluralité d'étages 10, avec une alternance de roues 10b d'aubes fixes et de roues 10a d'aubes mobiles. Les aubes sont enveloppées par un carter 12 qui est centré sur 35 l'axe X-X du moteur M, de manière classique.

Parmi les roues 10b d'aubes fixes, au moins la roue 10b d'un étage 10 comporte au moins une aube 14 dite à angle de calage variable; en l'occurrence, la roue 10b comporte une pluralité de telles aubes 14 et plus précisément ici la totalité de ses aubes 14 sont à angle de calage variable.

Il s'agit en l'espèce d'aubes 14 dites "VSV" (pour "Variable Stator Vannes"), déjà présentées plus haut. Chaque aube VSV 14 est montée pivotante autour d'un axe 16 (ou pivot 16) qui traverse le carter 12. La position angulaire de chaque aube VSV 14 peut être réglée par entraînement en rotation de son pivot 16.

La roue 10b comprenant des aubes VSV 14 appartient à un premier équipement à géométrie variable, appartenant au corps HP. En l'espèce, le premier équipement à géométrie variable comporte une pluralité de roues 10b d'aubes VSV 14. Le paramètre variable de cet équipement 10b est l'angle des aubes VSV 14 autour de leur pivot 16; en l'espèce, toutes les aubes VSV 14 d'une roue 10b sont entraînées simultanément en rotation par un anneau 22 de commande (ou d'actionnement) de la roue 10b d'aubes VSV 14.

L'anneau de commande 22 est de forme globalement circulaire; il entoure le carter 12 et est centré sur l'axe X-X du moteur M. La modification synchronisée de la position angulaire des aubes VSV 14 est ainsi obtenue par rotation de l'anneau de commande 22 autour de l'axe X-X du moteur, de manière connue.

Le moteur M comporte un deuxième équipement 110 à géométrie variable, comprenant en l'espèce au moins une vanne 110 de décharge d'air, ici une pluralité de vannes de décharge 110. Il s'agit en l'espèce de vannes dites "VBV" (pour "Variable Bleed Valves"), déjà présentées plus haut. Le paramètre variable d'un tel équipement à géométrie variable 110 est l'angle d'ouverture des vannes VBV 110. Les vannes VBV 110 appartiennent au corps BP 2 du moteur M, c'est-à-dire qu'elles sont situées au niveau du compresseur basse pression. La fonction des vannes VBV 110 est de décharger de l'air à la sortie du compresseur BP 2 pour réduire les risques de mauvais fonctionnement de ce compresseur 2 lorsqu'il fonctionne dans des conditions particulières.

Le système de commande 1 est agencé pour actionner les aubes VSV 14 (premier équipement 10b) ainsi que les vannes VBV 110 (second équipement 110). A cet effet, le système de commande 1 comporte un actionneur 24, en l'espèce un mécanisme 24 d'actionnement à came, qui est relié mécaniquement au premier équipement 10b et au deuxième équipement 110 pour les actionner, c'est-à-dire ici pour commander leur position en les entraînant en mouvement.

L'actionneur 24 comporte une première biellette 24A, de commande de la position des aubes VSV 14, reliée à un mécanisme de transmission de mouvement vers les roues 10b d'aubes VSV 14, et une deuxième biellette 24B, de commande de la position des vannes VBV 110, reliée à un mécanisme de transmission de mouvement vers les vannes VBV 110.

Les biellettes de commande 24A, 24B remplissent une fonction de transmission de mouvement depuis l'actionneur 24 vers les équipements à géométrie variable 10b, 110. En référence à la figure 3, l'actionneur 24 comporte un boîtier 25, dans lequel est monté une came 50 d'entraînement des biellettes de commande 24A, 24B; la came 50 est l'organe d'actionnement 50 de l'actionneur 24; le paramètre de déplacement de cet organe d'actionnement 50, permettant de commander la géométrie des équipements 10b, 110 en les actionnant, est la position angulaire de la came 50. La came 50 est montée rotative autour d'un axe 51. Elle présente une paroi périphérique 52 d'une forme particulière.

L'extrémité libre de chaque biellette de commande 24A, 24B est agencée pour venir en contact sur la paroi périphérique 52 de la came 50; à cet effet, l'extrémité libre de chaque biellette de commande 24A, 24B est contrainte en direction de la came 50 par un moyen de rappel 55A, 55B, ici un ressort 55A, 55B prenant appui, d'une part, sur un épaulement 24A', 24B', respectivement, de la biellette de commande 24A, 24B, d'autre part, sur une paroi du boîtier 25.

Les deux biellettes 24A, 24B sont montées parallèles l'une à l'autre de manière opposée par rapport à l'axe 51 de la came 50. Chaque biellette de commande 24A, 24B est entraînée en translation par rapport au boîtier 25 par la came 50, en fonction des contraintes exercées sur elle par la paroi périphérique 52 de la came 50 et les ressorts 55A, 55B. Chaque biellette de commande 24A, 24B est contrainte à se déplacer en translation par rapport au boîtier 25. La came 50 est entraînée en rotation par des moyens d'entraînement adaptés, par exemple un moteur électrique, un moteur hydraulique ou moteur pneumatique.

Les ressorts 55A, 55B maintiennent les équipements à géométrie variable 10b, 110 en contact avec la came 50, quelle que soit la position de celle-ci. La position des équipements 10b, 110 est donc garantie par la forme du profil de la paroi périphérique 52 de la came 50.

La came 50 peut par exemple être formée dans un matériau métallique. Le contact entre la paroi périphérique 52 de la came 50 et l'extrémité des biellettes de commande 24A, 24B peut se faire, par exemple, par frottement ou par roulement; dans ce dernier cas, des roulettes sont prévues à l'extrémité des biellettes de commande 24A, 24B.

Ainsi, un actionneur unique 24 peut ainsi commander deux équipements 10b, 110 à géométrie variable de deux corps distincts d'un moteur à turbine à gaz, chaque biellette de commande 24A, 24B de l'actionneur 24 étant entraînée par la came 50 pour actionner un équipement 10b, 110 par l'intermédiaire d'un mécanisme de transmission de mouvement.

Dans la description qui suit, des éléments différents mais de formes et/ou de fonctions similaires ou équivalentes seront désignés par des références identiques.

Le mécanisme d'entraînement entre l'actionneur 24 et les aubes 30 VSV 14 va tout d'abord être décrit.

Chaque pivot 16 des aubes VSV 14 est relié à une extrémité d'une biellette 18 ou levier 18 de commande dont l'autre extrémité est articulée autour d'un tourillon 19 fixé sur l'anneau 22 de commande de la roue 10b 35 considérée.

L'anneau 22 comporte au moins une chape 27 à laquelle est fixée une extrémité d'une bielle 32 de commande, de type ridoir à vis, qui s'étend sensiblement tangentiellement à l'anneau 22. L'autre extrémité de la bielle de commande 32 est solidaire d'un organe de renvoi 26, 26' monté pivotant sur un boîtier 28 du carter 12 du moteur M. L'organe de renvoi 26, 26' est relié à l'actionneur 24 et transmet donc les mouvements depuis l'actionneur 24 vers l'anneau de commande 22.

Il existe deux types d'organes de renvoi 26: un organe de renvoi 26 dit "pilote", qui est l'organe de renvoi 26 directement relié à l'actionneur 24 et les organes de renvoi 26' dit "suiveurs", qui sont directement ou indirectement reliés à l'organe de renvoi pilote 26. Sur la figure 2, l'organe de renvoi pilote 26 et un organe de renvoi suiveur 26' sont représentés; l'organe de renvoi pilote 26 est plus précisément de forme en T tandis que l'organe de renvoi suiveur 26' est en forme de L.

La bielle de commande 32 est fixée à l'extrémité d'une première branche 34 du T, l'extrémité de la biellette de commande 24A de l'actionneur 24 étant fixée, de manière articulée, à l'extrémité de la deuxième branche 42 du T qui se trouve dans le prolongement de sa première branche 34.

La troisième branche 38 du T, perpendiculaire aux deux autres, est reliée à son extrémité à une barre 30 dite de synchronisation, elle-même reliée à une extrémité d'une branche 40 de l'organe de renvoi suiveur 26', de manière connue, pour transmettre les mouvements depuis l'organe de renvoi pilote 26 vers l'organe de renvoi suiveur 26'. L'autre branche 36 de l'organe de renvoi suiveur 26' est reliée à une extrémité d'une bielle de commande 32 reliée à une chape 27 du deuxième anneau de commande 22 représenté sur la figure 2, vers lequel la transmission de mouvement se fait de manière tout à fait similaire à la transmission de mouvement depuis l'organe de renvoi pilote 26 vers le premier anneau de commande 22.

L'actionneur 24 peut entraîner en rotation les anneaux de commande 22 des roues 10b d'aubes VSV 14 par l'intermédiaire de l'organe de renvoi pilote 26, qui transmet le mouvement de la première biellette de commande 24A de l'actionneur 24 vers les anneaux 22. La transmission de mouvement depuis un organe de renvoi pilote 26 vers un premier anneau 22 de commande d'aubes VSV 14 et vers des organes de renvoi suiveurs 26' et d'autres anneaux 22 de commande d'aubes VSV 14 est connue en soi de l'homme du métier et ne nécessite pas de développements plus détaillés dans le cadre de la présente description.

Le mécanisme de transmission de mouvement entre la deuxième biellette de commande 24B de l'actionneur 24 et les vannes VBV 110 ne va pas être décrit en détail. La deuxième biellette de commande 24B de l'actionneur est reliée aux vannes VBV 110 par l'intermédiaire d'une chaîne cinématique qui pourra aisément être définie par l'homme du métier en fonction des différents paramètres en sa possession: nombre de vannes VBV 110 à commander, distance depuis l'actionneur 24 jusqu'aux vannes VBV 110, nécessité ou pas d'une démultiplication de mouvement, etc.

En l'espèce, et en référence aux figures 3 à 5, la deuxième biellette de commande 24B de l'actionneur, de commande des vannes VBV 110, est reliée, par son extrémité en saillie hors du boîtier 25, à l'extrémité d'une biellette 54 de transmission de mouvement vers les vannes VBV 110.

Afin de conférer aux différentes pièces du mécanisme de transmission de mouvement, depuis les biellettes de commande 24A, 24B jusqu'aux équipements à géométrie variable 10b, 110, les degrés de liberté suffisants pour leurs déplacements, les pièces 42, 54 de transmission de mouvement auxquelles les biellettes de commande 24A, 24B de l'actionneur 24 sont reliées sont agencées pour pouvoir coulisser, parallèlement à leur grand axe, sur l'extrémité des biellettes de commande 24A, 24B. A cet effet, la branche 42 de l'organe de renvoi pilote 26 et la biellette de transmission 54 comportent chacune, à proximité de leur extrémité, un orifice oblong 56, 56', respectivement, agencé pour coopérer avec un ergot 57, 57', respectivement, ménagé à l'extrémité de la biellette de commande correspondante 24A, 24B. Chaque paire d'un orifice oblong 56, 56' et d'un ergot 57, 57' forme une liaison coulissante entre la biellette de commande 24A, 24B et la pièce 42, 54 à laquelle elle est reliée.

De manière alternative, pour offrir les degrés de liberté suffisants, le boîtier 25 de l'actionneur 24 peut être monté pivotant sur le carter 12 du moteur M, par exemple autour d'un axe colinéaire à l'axe 51 de la came 50 de l'actionneur 24. Le boîtier 25 peut ainsi pivoter pour accompagner la translation des biellettes de commande 24A, 24B, qui sont contraintes par les mouvements des pièces auxquelles elles sont reliées.

Le fonctionnement du système de commande 1 va maintenant être décrit, en référence aux figures 3 à 6.

On voit sur la figure 6 les lois d'ouvertures relatives des aubes VSV 14 et des vannes VBV 110 en fonction de la vitesse N de rotation du corps HP. Plus une courbe est de valeur importante, plus l'équipement à géométrie variable correspondant 10b, 110 est ouvert. La position ouverte des aubes VSV 14 correspond à la position dans laquelle elles laissent passer le flux d'air le plus important dans le compresseur HP 3; la position ouverte des vannes VBV 110 correspond à la position dans laquelle elles prélèvent le débit maximal d'air du compresseur BP 2 (afin de déplacer la ligne de fonctionnement du compresseur pour l'éloigner de la ligne de pompage).

Dans une première phase P1, correspondant aux plus basses vitesses N, la géométrie des équipements 10b, 110 reste constante. Les aubes VSV 14 sont alors en position fermée tandis que les vannes VBV 110 sont en position ouverte.

Dans une deuxième phase P2, les vannes VBV 110 sont progressivement fermées tandis que les aubes VSV 14 restent en position ouverte.

Dans une troisième phase P3, la géométrie des équipements 10b, 110 reste sensiblement inchangée.

Dans une quatrième phase P4, les aubes VSV 14 sont progressivement ouvertes tandis que les vannes VBV 110 restent fermées.

Ainsi, les deux équipements à géométrie variable 10b, 110 sont pilotés par le régime du corps HP. En particulier, les vannes VBV 110, appartenant au corps BP, sont commandées par la vitesse de rotation N du corps HP. Il en résulte une simplification de la définition des lois d'ouverture et la garantie de la bonne synchronisation entre les ouvertures et fermetures des équipements 10b, 110 à géométrie variable, puisque ces ouvertures et fermetures dépendent d'un même et unique paramètre: la vitesse de rotation N du corps HP.

On voit que, depuis la quatrième phase P4 jusqu'à la deuxième phase P2, si l'on parcourt les courbes depuis dans le sens des vitesses N décroissantes, les aubes VSV 14 terminent leur fermeture avant que les vannes VBV 110 ne commencent leur ouverture. Un tel actionnement séquentiel des équipements 10b, 110 est possible grâce à la forme du profil de la paroi périphérique 52 de la came 50, qui permet un débrayage des aubes VBV 110 pendant l'actionnement des aubes VSV 14, et vice- versa.

La loi d'actionnement des aubes VSV 14 et des vannes VBV 110 en fonction du paramètre d'actionnement (la position angulaire de la came 50), permettant d'obtenir la fermeture des aubes VSV 14 et l'ouverture des vannes VBV 110, va être plus spécifiquement décrite en référence aux figure 3 à 5.

Dans la configuration de la figure 3, les biellettes de commande 24A, 24B sont en position sortie du boîtier 25. Dans cette configuration, la branche 42 de l'organe de renvoi pilote 26 reliée à la première biellette de commande 24A s'étend perpendiculairement à cette dernière: les aubes VSV 14 sont en position ouverte. Par ailleurs, la biellette 54 de transmission de mouvement vers les vannes VBV 110 s'étend perpendiculairement à la deuxième biellette de commande 24B: les vannes VBV 110 sont en position fermée.

Dans la configuration de la figure 4, la came 50 a été entraînée en rotation dans le sens antihoraire et la première biellette de commande 24A, 24B a donc été entraînée vers l'intérieur du boîtier 25, tandis qu'en raison de la forme du profil de la paroi périphérique 52 de la came 50, la deuxième biellette de commande 24B n'a pas sensiblement bougé et n'a donc pas entraîné de mouvement des vannes VBV 110. La première biellette de commande 24A a entraîné dans son mouvement une rotation de l'organe de renvoi pilote 26 et donc la fermeture des aubes VSV 14.

Dans la configuration de la figure 5, la came 50 a encore été entraînée en rotation dans le sens antihoraire et les deux biellettes de commande 24A, 24B sont dans leur position la plus rentrée dans le boîtier 25. Entre la configuration de la figure 4 et la configuration de la figure 5, la biellette 24B de commande des vannes VBV 110 s'est déplacée en translation par rapport au boîtier 25, entraînant dans sa course l'extrémité de la biellette de transmission 54; l'entraînement de la biellette de transmission 54 provoque l'ouverture des vannes VBV 110.

Comme défini plus haut, la plage d'actionnement, pour chaque équipement à géométrie variable 10b, 110, correspond à la plage de valeurs du paramètre de l'organe d'actionnement 50 de l'actionneur 24, autrement dit à la position angulaire de la came 50 autour de son axe 51, pour lesquelles un déplacement de l'organe d'actionnement 50 entraîne un actionnement de l'équipement considéré 10b, 110. Dans la forme de réalisation représentée sur les figures 3 à 5, les plages d'actionnement des deux équipements 10B, 110 sont disjointes, c'est-à-dire qu'elles n'ont pas de zone commune; ainsi, l'ouverture des vannes VBV 110 commence après la fin de la fermeture des aubes VSV 14. Le moment précis où débute l'ouverture des vannes VBV 110 au cours de la fermeture des aubes VSV 14 est défini par la forme du profil de la paroi périphérique 52 de la came 50; en modifiant la forme de ce profil, on peut obtenir des lois d'actionnement différentes, notamment avec ou sans recoupement des plages d'actionnement, avec une plage d'actionnement incluse dans l'autre, etc., comme présenté dans le préambule de la description.35 Ainsi, il est possible de commander l'ouverture des équipements à géométrie variable 10b, 110 en fonction du régime N du corps HP. A cet effet, l'actionneur 24 est commandé par une unité de commande électronique (non représentée). L'information sur la vitesse N du corps HP est introduite dans l'unité de commande qui utilise cette information pour commander la rotation de la came 50 et donc, comme expliqué ci-dessus, pour actionner les équipements à géométrie variable 10b, 110 et donc commander leur géométrie. Le profil de la paroi périphérique 52 de la came 50 est donc fonction de la manière dont on souhaite pouvoir asservir la géométrie des équipements 10b, 110 à la vitesse N du corps HP.

Selon une forme de réalisation alternative, comme évoqué ci-dessus, les plages d'actionnement des équipements à géométrie variable 10b, 110 se recoupent. Il est ainsi possible de mettre en oeuvre des lois d'ouverture relatives des aubes VSV 14 et des vannes VBV 110 du type de celles représentées sur la figure 7, qui vont maintenant être décrites.

Dans une première phase P'1, à bas régime, les vannes VBV 110 sont ouvertes tandis que les aubes VSV 14 sont fermées. Dans une deuxième phase P'2, à régime intermédiaire, les vannes VBV 110 sont progressivement fermées au fur et à mesure de l'augmentation de la vitesse N du corps HP tandis que les aubes VSV 14 sont progressivement ouvertes au fur et à mesure de l'augmentation de la vitesse N du corps HP; en fin de deuxième phase P'2, les vannes VBV 110 sont presque complètement fermées tandis que les aubes VSV 14 sont à peu près aux deux tiers ouvertes. Dans une troisième phase P'3, la fermeture des vannes VBV 110 est finalisée tandis que l'ouverture des aubes VSV 14 est progressivement finalisée, au fur et à mesure de l'augmentation de la vitesse N du corps HP.

Claims (12)

1. REVENDICATIONS1- Système de commande d'au moins deux équipements (10b, 110) à géométrie variable d'un moteur (M) à turbine à gaz, le moteur comportant au moins un premier corps tournant à une première vitesse et un deuxième corps tournant à une deuxième vitesse, les équipements (10b, 110) faisant partie de corps distincts, caractérisé par le fait qu'il comporte un actionneur (24) qui actionne les deux équipements.
2. 2- Système de commande selon la revendication 1 dans lequel l'actionneur (24) est commandé par la vitesse de rotation de l'un des corps du moteur (M).
3. 3- Système de commande selon la revendication 2 dans lequel le moteur comprenant un corps basse pression et un corps haute pression, l'actionneur (24) est commandé par la vitesse de rotation (N) du corps haute pression.
4. 4- Système de commande selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel un équipement à géométrie variable (10b) comporte au moins une aube (14) de stator à angle de calage variable, appartenant par exemple au compresseur haute pression (3) d'un moteur (M) à double corps.
5. 5- Système de commande selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel un équipement à géométrie variable comporte au moins une vanne (110) de décharge d'air du moteur, par exemple une vanne de décharge d'air du type "VBV" ("Variable Bleed Valve") située au niveau du compresseur basse pression (2) d'un moteur (M) à double corps.
6. 6- Système de commande selon l'une des revendications 1 à 5, dans lequel l'actionneur (24) comporte au moins un organe d'actionnement mobile (50) dont les déplacements permettent d'actionner les équipements à géométrie variable (10b, 110).35
7. 7- Système de commande selon la revendication 6 dans lequel, l'actionneur (24) étant agencé pour commander les équipements (10b, 110) grâce aux variations d'un paramètre d'actionnement de son organe d'actionnement mobile (50), l'actionneur (24) est agencé pour actionner le premier équipement en faisant varier le paramètre d'actionnement dans une plage d'actionnement du premier équipement et le deuxième équipement en faisant varier le paramètre d'actionnement dans une plage d'actionnement du deuxième équipement.
8. 8- Système de commande selon la revendication 6, dans lequel un moyen (50) de débrayage est prévu entre l'actionneur (24) et au moins l'un des équipements (10b, 110), ledit moyen (50) étant agencé pour débrayer ledit équipement (10b, 110) de l'actionneur (24) en dehors de la plage d'actionnement dudit équipement (10b, 110).
9. 9- Système de commande selon l'une des revendications 1 à 8, dans lequel l'actionneur comporte un mécanisme à came (50), la came (50) étant agencée pour déplacer des moyens (24A, 24B) de transmission de mouvement reliés aux équipements à géométrie variable (10b, 110) et ainsi actionner ces derniers.
10. 10- Système de commande selon la revendication 9, dans lequel la came (50) comporte une paroi périphérique (52) dont le profil détermine la loi d'actionnement des équipements (10b, 110) en fonction de la position angulaire de la came (50).
11. 11- Système de commande selon la revendications 10, dans lequel les moyens de transmission de mouvement comportent au moins deux biellettes (24A, 24B) et des moyens (55A, 55B) de rappel desdites biellettes (24A, 24B) contre la paroi périphérique (52) de la came (50).
12. 12- Moteur à turbine à gaz, comprenant au moins un premier corps tournant à une première vitesse et un deuxième corps tournant à une deuxième vitesse, des équipements (10b, 110) à géométrie variable faisant partie de corps distincts et le système de commande de l'une des revendications 1 à 11.