FR2957051A1

FR2957051A1 - Attache de pale recevant un pied de pale dans un brochage

Info

Publication number: FR2957051A1
Application number: FR1051656A
Authority: FR
Inventors: Adrien Jacques Philippe Fabre; Jean Noel Mahieu; David Marsal
Original assignee: SNECMA SAS
Current assignee: Safran Aircraft Engines SAS
Priority date: 2010-03-08
Filing date: 2010-03-08
Publication date: 2011-09-09
Anticipated expiration: 2030-03-08
Also published as: US20110217172A1; FR2957051B1; US8801384B2

Abstract

Une attache de pale comprend un support (3) et des flancs (13, 14) se dressant sur lui pour délimiter un alvéole broché (15) destiné à recevoir et retenir un pied de la pale. Les flancs (13, 14) sont entaillés (21, 22) de manière à séparer des portions (23, 24 et 25) et éviter une rupture complète d'un flanc et le détachement de la pale quand une fissure se développe, puisqu'elle est alors arrêtée par une des entailles.

Description

1 ATTACHE DE PALE RECEVANT UN PIED DE PALE DANS UN BROCHAGE

DESCRIPTION Le sujet de l'invention est une attache de pale recevant un pied de pale dans un brochage. Cette attache peut trouver emploi pour des supports, normalement métalliques, de pales en matière composite, et plus encore pour des dispositifs où les pales ont un calage variable, c'est-à-dire que leur inclinaison par rapport à la direction de rotation varie selon les régimes atteints de manière à améliorer les performances aérodynamiques et le rendement du moteur auquel elles appartiennent. La résistance de l'assemblage entre la pale et son attache doit être respectée afin d'éviter tout risque de détachement d'une pale pendant le fonctionnement, avec une énergie cinétique extrêmement importante et susceptible de provoquer des dégâts correspondants dans les parties voisines de l'aéronef. Une attache satisfaisante peut répondre à l'une ou l'autre de deux conceptions : dans une première d'entre elles, l'attache est calculée pour résister à toutes les sollicitations auxquelles elle peut normalement être soumise ; dans l'autre, des amorces de dommages sont acceptées à condition qu'elles ne puissent pas conduire immédiatement à une rupture complète et un détachement de la pale, et l'attache sera alors remplacée à une opération d'entretien. La première conception est dite « safe-life » et possède 2 l'inconvénient de conduire à une conception plus lourde puisqu'il faut alors se prémunir contre des conditions plus nombreuses ou plus contraignantes. La seconde conception, dite « fail-safe », est ici préférée, mais elle est aussi difficile à mettre en oeuvre de façon convenable dans certaines circonstances, quand par exemple la pale et son attache sont des pièces en des matières différentes construites en un ensemble monobloc dont la résistance est incertaine, puisque leur liaison dépend en partie d'une adhérence. On s'intéresse pour cette invention à une attache de pale d'un genre différent, comprenant un support et deux flancs opposés s'élevant sur ce support et délimitant un alvéole de brochage qui retient un pied de la pale. L'assemblage est le plus souvent réalisé par un pied de la pale sensiblement plus évasé que sa partie aérodynamique et par des flancs surplombant le pied en délimitant une ouverture de l'alvéole plus étroite que le pied. Cette conception apparaît entre autres dans le document FR-A-2 933 955 de la déposante. On notera toutefois aussi la demande de brevet français enregistrée sous le numéro 10 51 116, dans laquelle le pied de la pale est boulonné dans l'attache selon une conception « fail-safe » représentative d'un assemblage différent. Les efforts principaux auxquels le support est exposé au fonctionnement proviennent des forces centrifuges qui s'exercent sur la pale et tentent à faire sortir le pied de l'alvéole ; ces forces sont transmises aux flancs sous forme de traction, qui peut s'accompagner d'une flexion tendant à écarter les flancs l'un de SP 37254 JCI

3 l'autre. Des fissures peuvent apparaître au surplomb des flancs où le pied de la pale s'appuie au fonctionnement, ou à une région de raccordement des flancs au support, où les contraintes dues à la flexion sont les plus importantes. Ces fissures peuvent se propager tout au long des flancs et les rompre, ce qui serait suivi du détachement de la pale. L'invention représente une tentative pour éviter une telle rupture complète d'un flanc de l'attache. Elle est caractérisée en ce que les flancs sont chacun divisés en portions par au moins une entaille depuis un bord supérieur, éloigné du support, jusqu'à une région adjacente au support. Une fissure apparaissant dans une des portions des flancs pourra alors se propager seulement jusqu'à l'entaille voisine. La rupture de la portion concernée sera possible, mais ne s'accompagnera pas du détachement de la pale, et le petit volume de cette portion ne lui permettra pas de faire des dégâts importants à l'entour. La rupture pourra éventuellement être détectée par l'apparition de vibrations du fait du maintien moins ferme de la pale ; elle pourra aussi être remarquée pendant une opération d'entretien périodique.

L'entaille s'étend avantageusement à travers les deux flancs et jusque dans un fond de l'alvéole, c'est-à-dire à travers toutes les portions principalement vulnérables à la fissuration et aux autres dommages des flancs.

Selon une caractéristique remarquable, les portions peuvent avoir des rigidités différentes, 4 obtenues soit grâce à des épaisseurs différentes, soit à des renforts tels que des nervures et notamment des pattes de fixation d'une plate-forme couvrant l'attache : on réduit ainsi l'apparition simultanée de dommages dans chacune des portions. L'attache de pale selon l'invention peut être un pivot comprenant un axe de pivotement s'étendant sous le support, de l'autre côté de l'alvéole de brochage.

Les ensembles de pale, notamment en métal et matière composite, et les hélices à calage variable comprenant cette attache font aussi partie de l'invention. Des réalisations purement illustratives de celles-ci seront maintenant décrites au moyen des figures suivantes - la figure 1 représente un dispositif d'hélice à calage variable pouvant être doté de l'invention ; - la figure 2 représente un assemblage de plates-formes de couverture ; - la figure 3 illustre une attache de pale conforme à l'invention ; et la figure 4 est une vue similaire, mais en l'absence de la pale. La figure 1 est une vue générale d'une hélice. Elle comprend un moyeu (1) dans lequel sont creusés des logements (2) en une rangée circulaire. Les logements (2) reçoivent chacun une attache (3) pivotante d'une pale (4). Un pied (5) de la pale (4) est retenu dans l'attache (30), et le reste de la pale (4) s'étend hors du moyeu (1). Le pied (5) est plus large que le reste de la pale (4). La pale (4) est éventuellement en matière composite, alors que l'attache (30) est métallique. Un axe (6) du support est soutenu par des roulements (7 et 8) à billes ou autres établis au fond du logement (2) et qui lui permettent de pivoter en entraînant la pale (4), dont le calage est modifié. Le dispositif de pivotement de l'attache (30) ne fait pas partie de l'invention et n'est donc pas représenté. Deux plates-formes (9 et 10), fixées au support (3) par des ailes (11 et 12) dirigées vers l'intérieur de l'alvéole, couvrent le logement (2) pour restituer une surface lisse au moyeu (1) et s'étendent de part et d'autre de la pale (4). La juxtaposition des plates-formes (9 et 10) est représentée à la figure 2, en l'absence de la pale (4). La figure 3 représente plus en détail l'attache (30) et le pied (5) de la pale (4). Une portion centrale de l'attache (30) est un support (3) plat et circulaire. Le support (3) comprend, du côté opposé à l'axe (6), deux flancs (13 et 14) opposés symétriques et rectilignes, qui délimitent un alvéole (15) de brochage dans lequel le pied (5) est retenu. Les flancs (13 et 14) sont inclinés l'un vers l'autre à partir du support (3) de sorte que l'alvéole (15) communique à l'extérieur par une ouverture (16) resserrée. Le pied (5) possède des flancs supérieurs inclinés qui s'appuient sur des régions en surplomb (17) des flancs (13 et 14) quand les forces centrifuges s'exercent sur la pale (4) et tendent à la sortir du logement (15). Des dommages peuvent apparaître à cet 6 endroit, de même qu'à des arrondis (18) des flancs (13 et 14) qui correspondent à des raccordements à un fond (19) de l'alvéole (15), où se concentrent les contraintes dues à la flexion des flancs (13 et 14). Le support (3) comprend aussi des nervures (20) latérales et sur lesquelles les flancs (13 et 14) s'adossent. Ces nervures (20) sont des pattes de fixation des plates-formes (9 et 10) par des boulons non représentés. On se reporte à la figure 4 qui représente plus particulièrement les caractéristiques de l'invention et où l'attache (30) est représenté seule, l'aube (4) ayant été enlevée. Des entailles (21 et 22), ici au nombre de deux, ont été exécutées à travers les flancs (13 et 14) de manière à les diviser en portions, parmi lesquelles on peut distinguer une portion centrale (23) et deux portions extrêmes (24 et 25) de part et d'autre de la précédente, sur chacun des flancs (13 et 14). Les entailles (21 et 22) s'étendent depuis le bord libre supérieur des flancs (13 et 14) jusqu'au fond (19) de l'alvéole (15) en l'entaillant quelque peu, de sorte qu'elles coupent non seulement les régions en surplomb (17), mais les arrondis (18), c'est-à-dire les portions les plus sujettes aux dommages. Une fissure apparaissant dans l'une des portions (23, 24 ou 25) pourra mener à la rupture de cette portion, mais normalement pas des autres, puisqu'elle sera arrêtée par l'entaille (21 ou 22).La pale (4) sera retenue par les portions subsistantes, dont la résistance sera suffisante, jusqu'à ce que le support (3) puisse être remplacé. Il est de plus avantageux que les portions (23, 24 ou 25) aient des 7 résistances différentes afin de diminuer le risque d'une rupture simultanée de plusieurs d'entre elles. Une telle différence est procurée par les nervures (20) en renforçant les portions centrales (23) auxquelles elles se raccordent. Les portions (23, 24 et 25) peuvent de même comprendre des surépaisseurs à leur face externe (pour la portion 24, 26) avec le même effet.

Claims

REVENDICATIONS1. Attache (30) de pale (4), comprenant un support (3) et deux flancs (13, 14) opposés s'élevant sur le support et délimitant un alvéole (15) de brochage, caractérisée en ce que les flancs sont chacun divisés en portions (23, 24, 25) par au moins une entaille (21, 22) depuis un bord supérieur, éloigné' du support, jusqu'à une région adjacente au support.
2. Attache de pale suivant la revendication 1, caractérisée en ce que l'entaille s'étend à travers les deux flancs et dans un fond (19) de l'alvéole (15).
3. Attache de pale suivant l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que les portions ont des rigidités différentes.
4. Attache de pale suivant la revendication 3, caractérisée en ce qu'une des portions (23) est adossée à une nervure {20) de fixation d'une plate-forme couvrant l'attache.
5. Attache de pale suivant la revendication 25 4, caractérisée en ce que la nervure (20) est une patte de fixation d'une plate-forme couvrant l'attache.
6. Attache de pale suivant l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisée en ce que des 30 portions (24, 25) ont des épaisseurs différentes.
7. Attache de pale suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle est un pivot comprenant un axe de pivotement (6) s'étendant sous le support (3).
8. Ensemble de pale, caractérisé en ce qu'il comprend une attache suivant l'une quelconque des revendications précédentes et uné pale (4) comprenant un pied (5) engagé dans l'alvéole et une partie aérodynamique s'élevant du pied à travers une ouverture de l'alvéole.
9. Ensemble de pale suivant la revendication 8, caractérisé en ce que l'attache est 15 métallique et la pale est en matière composite.
10. Hélice à calage variable, caractérisée en ce qu'elle comprend un cercle d'ensembles de pale suivant l'une quelconque des 20 revendications 8 ou 9, les attaches de pale étant des pivots. 25