FR2963068A1

FR2963068A1 - Manchon protecteur pour composant de turbine

Info

Publication number: FR2963068A1
Application number: FR1156691A
Authority: FR
Inventors: Nicholas Joseph Kray; Joshua Leigh Miller; Tod Winton Davis; Peter Christopher Schumacher; John Robert Kelley
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 2010-07-23
Filing date: 2011-07-22
Publication date: 2012-01-27
Also published as: CA2747121A1; GB201112641D0; US20120021243A1; GB2482247A; JP2012026448A

Abstract

Manchon métallique (10) destiné à être monté sur un composant. Le manchon métallique comprend une partie formant nez (160) s'étendant dans un sens de corde (5), une première paroi latérale (166) s'étendant dans le sens de la corde depuis la partie formant nez (160) et une seconde paroi latérale (162) s'étendant dans le sens de la corde depuis la partie formant nez (160), la seconde paroi latérale (162) étant fixée à la partie formant nez (160) de telle sorte que la partie formant nez (160), la première paroi latérale (166) et la seconde paroi latérale (162) forment une cavité (164) apte à recevoir une partie du composant.

Description

B11-3341FR 1 Manchon protecteur pour composant de turbine La technologie décrite ici porte de façon générale sur les moteurs à turbine à gaz et, plus particulièrement, sur des composants à bords métalliques fixés les uns aux autres utilisés dans des moteurs à turbine à gaz, ainsi que sur un procédé de fabrication de tels composants. Au moins certains moteurs à turbine à gaz selon la technique antérieure comprennent ordinairement une entrée, un ensemble de soufflante, des compresseurs haute et basse pression, une chambre de combustion et au moins une turbine. Les compresseurs compriment de l'air qui est acheminé jusqu'à la chambre de combustion où il se mélange à un combustible. Le mélange est ensuite enflammé pour générer des gaz de combustion chauds. Les gaz de combustion sont acheminés jusqu'à la/aux turbines qui extraient de l'énergie des gaz de combustion pour faire fonctionner le/les compresseurs tout en produisant un travail utile pour propulser un aéronef en vol où faire fonctionner une charge telle qu'un générateur électrique. Certains ensembles de soufflantes selon la technique antérieure comprennent une pluralité de pales montées sur un rotor de soufflante, ces pales pouvant subir des phénomènes qui contribuent à un endommagement au moins partiel des pales de soufflantes au niveau de certains bords. De nombreux ensembles de soufflantes selon la technique antérieure sont conçus avec une marge suffisante et sont construits avec des surcapacités de résistance à la flexion suffisantes pour résister à de telles conditions et réduire un risque d'endommagement en cas de rupture de pales. Un procédé pour créer une surcapacité de résistance à la flexion consiste à utiliser des manchons métalliques sur des composants composites. Par exemple, dans certaines applications, des Bords d'Attaque Métalliques (BAM) de profils servent à protéger des profils composites, à améliorer leur capacité de résistance à la flexion et à empêcher leur érosion. Cependant, en raison de la géométrie complexe des composants composites, les manchons métalliques ont une géométrie complexe et créent des difficultés au moment de leur fabrication. Par exemple, dans certaines applications, la forme complexe des profils de pales et les besoins de résistance à la flexion imposent des enveloppes complexes du bord d'attaque (BAM) des profils ayant une forme de nez massif et des parois latérales. Ces manchons métalliques complexes augmentent le coût de la construction des ensembles de soufflantes et risquent d'accroître la consommation de combustible en raison du poids plus grand des ensembles de soufflantes. Au moins certains manchons métalliques selon la technique antérieure, utilisés sur des structures composites telles que des pales de soufflantes ayant une forme complexe obtenue par usinage, sont réalisés à partir de matière première en barres, formés par fluage à chaud et usinés, si bien que le coût de fabrication est élevé. Il est souhaitable d'avoir des manchons métalliques à géométrie complexe à trois dimensions, réalisables à partie de pièces fabriquées séparément et fixées les unes aux autres. Il est souhaitable d'avoir un manchon métallique possédant une cavité interne à rapport longueur/largeur élevé, qui soit plus facile à fabriquer et plus facile à assembler avec des composants composites. Selon un premier aspect de la présente invention, un manchon métallique destiné à être monté sur un composant comprend une partie formant nez s'étendant dans le sens de la corde, une première paroi latérale s'étendant dans le sens de la corde depuis la partie formant nez et une seconde paroi latérale s'étendant dans le sens de la corde depuis la partie formant nez, la seconde paroi latérale étant fixée à la partie formant nez de façon que la partie formant nez, la première paroi latérale et la seconde paroi latérale forment une cavité apte à recevoir une partie du composant. Selon un autre aspect de l'invention, il est proposé un ensemble de pale. L'ensemble de pale comprend un profil et un manchon métallique monté sur au moins une partie du profil. Selon un autre aspect, il est proposé un moteur à turbine à gaz. Le moteur comprend un rotor et une enveloppe entourant au moins partiellement le rotor. Le moteur comprend également au moins un ensemble de pale monté sur le rotor. Cet ensemble de pale comprend un profil et un manchon métallique monté sur au moins une partie du profil. Selon un autre aspect, un procédé de fabrication d'article comprend les étapes de : pré-usinage et formage à chaud d'une première pièce d'un manchon métallique ; pre-usinage et formage à chaud d'une deuxième pièce du manchon métallique ; préparation de la première surface de fixation sur la première pièce ; préparation d'une deuxième surface de fixation sur la deuxième pièce ; soudage par diffusion de la première pièce et de la deuxième pièce du manchon métallique sur les première et deuxième surfaces de fixation ; et usinage d'une partie formant nez du manchon métallique. BREVE DESCRIPTION DES DESSINS La figure 1 est une vue schématique d'un exemple de moteur à turbine à gaz ; la figure 2 est une vue schématique d'un exemple d'ensemble de pale de soufflante ayant un manchon métallique selon un exemple de forme de réalisation utilisable avec le moteur à turbine à gaz représenté sur la figure 1 ; la figure 3 est une vue schématique d'un exemple de bord d'attaque métallique (BAM) selon un exemple de forme de réalisation utilisable avec l'ensemble de pale de soufflante représenté sur la figure 2 ; la figure 4 est une vue schématique en coupe d'un bord d'attaque métallique (BAM) selon un exemple de forme de réalisation représenté sur la figure 3 ; la figure 5 est une vue schématique en coupe de deux pièces de la partie formant bord d'attaque d'un exemple de bord d'attaque métallique (BAM) selon un exemple de forme de réalisation avant fixation des deux pièces l'une à l'autre ; la figure 6 est une vue schématique en coupe des deux pièces de la partie formant bord d'attaque d'un exemple de bord d'attaque métallique (BAM) représenté sur la figure 5 après fixation des deux pièces l'une à l'autre ; la figure 7 est une vue schématique en coupe de trois pièces de la partie formant bord d'attaque d'un autre exemple de bord d'attaque métallique (BAM) selon une autre forme de réalisation possible avant fixation des trois pièces les unes aux autres ; la figure 8 est une vue schématique en coupe de trois pièces de la partie formant bord d'attaque d'un autre exemple de bord d'attaque métallique (BAM) selon une autre forme de réalisation possible avant fixation des trois pièces les unes aux autres ; et la figure 9 est un organigramme présentant des étapes d'un procédé de fabrication de manchons métalliques.

La figure 1 est une vue schématique d'un exemple de moteur 100 à turbine à gaz comprenant une soufflante 102 et un générateur de gaz 103 comprenant un compresseur haute pression 104 et une chambre de combustion 106. Le moteur 100 comprend aussi une turbine haute pression 108, une turbine basse pression 110 et un surpresseur 112. La soufflante 102 comprend une série d'ensembles 114 de pales de soufflante s'étendant radialement vers l'extérieur depuis un disque 116 de rotor. Le moteur 100 a un côté admission 118 et un côté échappement 120. La soufflante 102 et la turbine 110 sont accouplés l'un avec l'autre à l'aide d'un premier arbre 122 de rotor, et le compresseur 104 et la turbine 108 sont accouplés l'un avec l'autre à l'aide d'un second arbre 124 de rotor. Dans certaines applications, telles que celle représentée, par exemple, sur la figure 1, les ensembles 114 de pales de soufflante sont au moins partiellement disposés dans un carter 128 de moteur. Dans d'autres applications, les ensembles 114 de pales de soufflante peuvent faire partie d'un « rotor ouvert ». Pendant le fonctionnement, de l'air s'écoule axialement à travers la soufflante 102, dans une direction sensiblement parallèle à un axe central 126 passant par le moteur 100, et de l'air comprimé est fourni au compresseur haute pression 104. L'air fortement comprimé est délivré à la chambre de combustion 106. Des gaz chauds (non représentés sur la figure 1) issus de la chambre de combustion 106 entraînent les turbines 108 et 110. La turbine 110 entraîne la soufflante 102 par l'intermédiaire de l'arbre 122 et, de même, la turbine 108 entraîne le compresseur 104 par l'intermédiaire de l'arbre 124. Les ensembles 114 de pales de soufflante tournent dans le carter 128 de façon que soit formé un intervalle sensiblement annulaire 130.

La figure 2 est une vue schématique d'un exemple d'ensemble 114 de pale de soufflante utilisable avec le moteur 100 (représenté sur la figure 1). Chacun des ensembles 114 de pales de soufflante comprend au moins un manchon métallique tel que, par exemple, un chapeau 150 de bout de pale qui coopère avec une surface interne (non représentée) du carter 128 pour former entre eux un intervalle 130 (tous deux représentés sur la figure 1). Dans l'exemple de forme de réalisation, le chapeau 150 de bout est en tôle métallique de titane. Selon une autre possibilité, le chapeau 150 est en n'importe quelle matière qui facilite le fonctionnement de l'ensemble 114 décrit ici. L'ensemble 114 de pale comprend également une partie formant emplanture à queue d'aronde 152 qui facilite le montage des ensembles 114 sur le disque 116 de rotor d'une manière connue dans la technique. L'ensemble 114 de pale comprend en outre un profil 154 formé à l'aide de matériaux et de procédés tous connus dans la technique. Ces matériaux comprennent, mais d'une manière nullement limitative, des matériaux composites. Dans certaines applications, l'ensemble 114 de pale peut aussi comprendre une protection 156 de bord de fuite.

Dans l'exemple de forme de réalisation représenté sur la figure 2, la protection 156 est réalisée en n'importe quelle matière facilitant le fonctionnement de l'ensemble 114 dans le moteur 100. Le profil 154 a une première longueur radiale 157. L'ensemble 114 de pale comprend un manchon métallique 158, également appelé ici bord d'attaque métallique (BAM) 158. Le bord d'attaque métallique (BAM) 158 est fait de toute matière métallique facilitant le fonctionnement de la soufflante 102 décrite ici, dont, mais d'une manière nullement limitative, des alliages de titane et des alliages Inconel. En particulier, le bord d'attaque métallique (BAM) 158 présente une rigidité tangentielle prédéterminée examinée plus en détail par la suite. Le bord d'attaque métallique (BAM) 158, ainsi que le chapeau 150 et la protection 156, sont montés sur le profil 145 à l'aide de procédés connus dans la technique, ces procédés comprenant, mais d'une manière nullement limitative, le brasage, le soudage et le collage. Le bord d'attaque métallique (BAM) 158 comporte une zone massive formant nez 160 et une pluralité de parois latérales 162 (une seule paroi latérale de revêtement 162 étant représentée sur la figure 1). Le bord d'attaque métallique (BAM) 158 s'étend sensiblement sur toute la longueur radiale157. De plus, une partie radialement interne du bord d'attaque métallique (BAM) 158 s'étend radialement vers l'intérieur jusqu'à la partie formant emplanture 152 et une partie radialement externe du bord d'attaque métallique (BAM) 158 s'étend radialement vers l'extérieur de façon que le bord d'attaque métallique (BAM) 158 soit sensiblement au ras du chapeau 150. Par conséquent, dans l'exemple de forme de réalisation, le bord d'attaque métallique (BAM) 158 présente une seconde longueur radiale 163 plus grande que la première longueur radiale 157. Selon une autre possibilité, la longueur 163 a n'importe quelle valeur facilitant le fonctionnement de l'ensemble 114 dans le moteur 100. La figure 3 est une vue schématique d'un exemple de bord d'attaque métallique (BAM) 158 utilisable avec l'ensemble 114 de pale de soufflante (représenté sur la figure 2). La figure 3 présente, pour plus de clarté, une perspective légèrement oblique du bord d'attaque métallique (BAM) 158. La zone massive formant nez 160 est dotée d'un sommet extérieur 161 et d'une seconde longueur radiale 163, comme décrit plus haut. Les parois latérales 162 sont dotées d'une répartition d'épaisseur prédéterminée qui est déterminée comme examiné plus loin. Les parois latérales 162, 166 peuvent également être dotées de zones à amincissement 171, 172 d'une épaisseur qui diminue d'une manière prédéterminée (p.ex. cf. figure 4), situées sur une surface intérieure 165 des parois latérales 162. L'amincissement facilite sensiblement le lissage d'un profil de contraintes (non représenté) sur tout le pourtour de l'interface profil-bord d'attaque métallique (BAM) 158 (non représenté). Les surfaces intérieures 165 des parois latérales et la partie massive formant nez 160 forment un sommet interne 167. Le bord d'attaque métallique (BAM) 158 comporte également une cavité 164 formée par les surfaces intérieures 165 et le sommet 167. La cavité 164 facilite le montage du bord d'attaque métallique (BAM) 158 sur le profil 164 en facilitant l'adaptation de la configuration du bord d'attaque métallique (BAM) 158 à la configuration du profil 154. Par conséquent, la cavité 164 varie avec les variations de l'amincissement des surfaces intérieures 165, de la longueur radiale 163, des contours du sommet 167 et des contours du profil 154. Le bord d'attaque métallique (BAM) 158 est doté d'une rigidité tangentielle prédéterminée de façon à pouvoir rencontrer et résister à une venue continue d'air entraîné jusque dans le moteur 100 via le côté admission 118 (tous deux représentés sur la figure 1). Cette rigidité tangentielle peut aussi être suffisante pour résister à des collisions avec des corps solides étrangers entraînés accidentellement jusque dans le moteur 100 et venant à grande vitesse toucher le carter 128 (représenté sur la figure 1). La rigidité tangentielle du bord d'attaque métallique (BAM) 158 est modifiable par un changement de longueur de la zone massive formant nez 160 dans une direction radiale et/ou dans un sens de corde du profil 154. Par exemple, réduire la longueur radiale de la zone massive formant nez 160 en partant de la longueur radiale 163 fait diminuer la rigidité tangentielle du bord d'attaque métallique (BAM) 158. De plus, réduire l'épaisseur des parois latérales 162, 166 fait diminuer la rigidité tangentielle du bord d'attaque métallique (BAM) 158. Par conséquent, changer la longueur radiale et/ou dans le sens de la corde de la zone massive formant nez 160 et l'épaisseur des parois latérales 162 en fonction de la longueur radiale 163 et/ou de la longueur dans le sens de la corde change la rigidité tangentielle du bord d'attaque métallique (BAM) 158. La figure 3 représente un exemple de manchon métallique 10 selon un exemple de forme de réalisation utilisable avec l'ensemble de pale de soufflante représenté sur la figure 2. La forme de réalisation représentée sur la figure 3 est un bord d'attaque métallique (BAM) destiné à être monté sur un composant tel que, par exemple, sur la partie formant bord d'attaque 181 d'un profil 154 de pale de soufflante représentée sur la figure 2. La figure 4 est une vue en coupe d'un bord d'attaque métallique (BAM) selon l'exemple de forme de réalisation de la présente invention représenté sur la figure 3. L'exemple de forme de réalisation du manchon métallique 10 représenté sur les figures 3 et 4 comprend une partie formant nez 160 s'étendant dans le sens de la corde 5 (cf. figure 4). La partie formant nez a un premier contour 181 qui définit le contour géométrique extérieur du bord d'attaque métallique (BAM). Ce contour est conçu d'une manière appropriée à l'aide de procédés connus, d'après les exigences de performances aérodynamiques et de résistance mécanique du composant 158 telle qu'une pale ou autre structure de soufflante. Sur la vue en coupe représentée sur la figure 4, le premier contour 181 a un sommet extérieur 161. La partie formant nez 160 a un second contour 182 sur la partie interne de la partie formant nez 160 avec un sommet intérieur 167 situé à une certaine distance, dans le sens de la corde, du sommet extérieur 161. Le contour intérieur de la partie formant nez 160, par exemple au niveau du repère 182, est conçu d'une manière appropriée à l'aide de procédés connus pour faciliter le montage sur un composant 11, comme par exemple une pale de soufflante représentée sur la figure 2 ou une structure statique comme, par exemple, une aube fixe représentée sur la figure 1. L'exemple de manchon métallique 10 représenté sur la figure 4 a une première paroi latérale 166 et une seconde paroi latérale 162, les deux parois latérales s'étendant dans le sens 5 de la corde depuis la partie formant nez 160. Dans la forme de réalisation préférée représentée sur la figure 4, la seconde paroi latérale 162 est fixée à la partie formant nez 160 à l'aide d'un procédé approprié, en formant une surface de fixation 184 entre la seconde paroi latérale 162 et la partie formant nez 160. Le manchon métallique 10 est construit de telle sorte que la partie formant nez 160, la première paroi latérale 166 et la seconde paroi latérale 162 forment une cavité 164 apte à recevoir une partie du composant. Dans les exemples de formes de réalisation représentés sur les figures 4 à 6, la partie formant nez 160 et la première paroi latérale 166 sont formées d'un seul tenant à l'aide de procédés connus tels que l'usinage et/ou le formage à chaud, et la seconde paroi latérale 162 est fixée à la partie formant nez 160. La figure 5 représente une vue de la partie formant nez 160 et de la seconde paroi latérale 162 juste avant la fixation. Selon un aspect de la présente invention, la seconde paroi latérale est fixée par soudage par diffusion à la partie formant nez. Dans l'exemple de forme de réalisation représenté sur la figure 5, le bloc de nez 5 et la première paroi latérale 166 sont formés d'un seul tenant à l'aide de procédés connus. Le bloc de nez 20 a une première surface de fixation 21. La seconde paroi latérale 162, fabriquée séparément à l'aide de procédés de fabrication connus, a une deuxième surface de fixation correspondante 22. La première surface de fixation 21 et la deuxième surface de fixation 22 sont placées l'une contre l'autre et fixées l'une à l'autre à l'aide de procédés adéquats, comme décrit plus en détail plus loin. La figure 5 représente le bloc de nez 20, et sa première paroi latérale solidaire 166, (Pièce B) et la seconde paroi latérale 162 (Pièce A) avant leur fixation l'un à l'autre. La figure 6 représente le bloc de nez 20 (et la première paroi latérale solidaire 166) et la seconde paroi latérale 162 après qu'ils ont été fixés l'un à l'autre pour former un ensemble solidaire 186. La surface de fixation est représenté par le repère 184 sur la figure 6. D'autres opérations de fabrication sont effectuées sur l'ensemble solidaire 186 pour former le manchon 10 constituant le bord d'attaque métallique (BAM) 158. Par exemple, dans l'ensemble solidaire 186, la partie formant nez 160 et une partie de la seconde paroi latérale fixée 162 sont usinées pour former un BAM 158. La figure 6 représente, en traits discontinus, le premier contour 181 du nez 187 du bord d'attaque métallique (BAM) 158, qui est réalisé à l'aide de procédés d'usinage classiques connus. Dans les exemples de formes de réalisation représentés sur les figures 4 à 6, la deuxième surface de fixation 22 sur la seconde paroi latérale 162 est fixée à la première surface de fixation 21 présente sur le bloc de nez 20 avant l'usinage de l'ensemble solidaire 186. Selon une autre possibilité, dans d'autres formes de réalisation, la seconde paroi latérale 162 peut être fabriquée d'un seul tenant avec un bloc de nez et la première paroi latérale 166 peut être fixée au bloc de nez. Selon un aspect de la présente invention, la fixation des parois latérales dans l'ensemble solidaire s'effectue par soudage par diffusion. Dans d'autres formes de réalisation possibles, comme par exemple celles représentées sur les figures 7 et 8, la première paroi latérale 266, 366 et la seconde paroi latérale 262, 362 peuvent l'une et l'autre être fixées au bloc de nez 220, 320. On peut utiliser des procédés de fixation connus. Dans l'exemple d'autre forme de réalisation possible représenté sur la figure 7, une troisième surface de fixation 223 sur une face latérale de la première paroi latérale 266 est fixée à une quatrième surface de fixation 224 sur une face latérale du bloc de nez 220. Comme représenté sur la figure 7, la première paroi latérale 266 et la seconde paroi latérale 262 sont fixées aux faces latérales d'un bloc de nez 220 pour former un ensemble solidaire 286. La partie formant nez 160 du bord d'attaque métallique (BAM) 158 est ensuite usinée sur l'ensemble solidaire 286. La figure 8 représente une autre forme de réalisation possible dans laquelle la première paroi latérale 366 et la seconde paroi latérale 362 sont l'une et l'autre fixées aux bords d'un bloc de nez 320 pour former un ensemble solidaire 386. Selon un aspect de la présente invention, la fixation des parois latérales dans l'ensemble solidaire s'effectue par soudage par diffusion. La partie formant nez 160 du bord d'attaque métallique (BAM) est ensuite usinée à l'aide de procédés connus sur l'ensemble solidaire 386.

Selon un aspect, le manchon métallique 10 peut avoir une épaisseur variable dans le sens de la corde 5, comme représenté par exemple sur la figure 4. L'exemple de bord d'attaque métallique (BAM) 158 représenté sur la figure 5 a une première paroi latérale 166, l'épaisseur 51 "A" d'au moins une partie de la première paroi latérale 166 diminuant dans le sens de la corde jusqu'à une épaisseur "B" plus petite. Bien que la figure 5 représente la seconde paroi latérale 162 avec une épaisseur constante 61 "E", dans d'autres formes de réalisation possibles, la seconde paroi latérale 162 peut avoir une épaisseur variable convenant pour une application particulière. Dans d'autres formes de réalisation, l'épaisseur 61 d'une partie de la seconde paroi latérale 162 peut diminuer dans le sens de la corde. Selon un autre aspect de la forme de réalisation représentée sur la figure 4, la première paroi latérale 166 a une première zone à amincissement 171 dans laquelle l'épaisseur de la première paroi latérale diminue de "B" à "C" à l'extrémité, dans le sens de la corde, de la première paroi latérale, et la seconde paroi latérale 162 a une première zone à amincissement 172 dans laquelle l'épaisseur de la seconde paroi latérale diminue de "E" à "D" à l'extrémité, dans le sens de la corde, de la seconde paroi latérale. Dans une forme de réalisation préférée, les première et seconde parois latérales 166, 162 peuvent avoir une épaisseur d'environ 0,5 à 1,27 mm (0,020 à 0,050 ") et les première et seconde zones à amincissement peuvent avoir une longueur (Ti, T2 sur la figure 4) d'environ 12,7 mm (0,5 "), ayant une épaisseur d'environ 0,25 mm (0,01 ") à l'extrémité dans le sens de la corde (cf. "C" et "D" sur la figure 4). Ces première et seconde zones à amincissement facilitent la fixation du bord d'attaque métallique (BAM) 158 à l'article composite tel qu'un ensemble de pale 114 (cf. figure 2). Par ailleurs, les épaisseurs du manchon métallique (tel que le bord d'attaque métallique (BAM) 158) peuvent également varier dans le sens de l'envergure 6 (cf. figure 2) lorsque des applications particulières le nécessitent. Dans une forme de réalisation, la figure 2 représente un article composite 70 tel qu'un ensemble composite 114 de pale de soufflante, comprenant une structure composite 154 ayant au moins un bord (tel que celui désigné par 181) et un manchon métallique 10 fixé à une partie de la structure composite 154. Le manchon métallique a une première paroi latérale 166 et une seconde paroi latérale 162 s'étendant dans le sens de la corde 5 depuis une partie formant nez 160, comme représenté sur la figure 2. Comme décrit f 14 plus haut, dans une forme de réalisation, la seconde paroi latérale est fixée à la partie formant nez de façon que la partie formant nez, la première paroi latérale et la seconde paroi latérale forment une cavité 164 qui reçoit une partie de la structure composite 154. Dans la forme de réalisation représentée sur la figure 2, la structure composite 154 est un profil d'aile ayant une face en pression 183, une face en dépression 184, un bord d'attaque 181 et un bord de fuite 812, le profil s'étendant dans le sens de l'envergure 6. Dans l'exemple de forme de réalisation représenté sur la figure 2, un autre manchon métallique 10 (une protection, repère 156, de bord de fuite) est situé près d'au moins une partie du bord de fuite 181 de l'article composite 158. Dans l'exemple de forme de réalisation représenté sur la figure 2 est également figuré un autre manchon métallique 10 (un chapeau, repère 150, de bout de pale) est situé près d'un bout 183 du profil situé à l'extrémité, dans le sens de l'envergure, de l'article composite 158. Le chapeau 150 de bout et la protection 156 de bord de fuite peuvent être fabriqués comme décrit plus haut pour le BAM, si nécessaire par soudage par diffusion et usinage.

La figure 9 illustre un exemple de procédé 700 pour fabriquer un article tel que l'ensemble de pale représenté sur la figure 2. Le procédé comprend les étapes (401, 402) de fourniture de la Pièce A et de la Pièce B (cf. figure 5). Les Pièces A et B sont pré-usinées (étapes 410, 420) à l'aide de procédés connus pour acquérir une géométrie voulue. Les Pièces A et B sont ensuite formées à chaud (étapes 412, 422) à l'aide de procédés connus pour créer des géométries complexes voulues. Des surfaces de fixation (cf. figures 5 à 8) sont préparées à l'aide de procédés connus, tels qu'un dégraissage (étapes 414, 424). Une première surface de fixation 21 sur la première pièce B et une deuxième surface de fixation 22 sur la deuxième pièce A sont préparées. Dans d'autres formes de réalisation possibles (cf. figures 7 et 8), d'éventuelles pièces supplémentaires (telles que la pièce C) peuvent de la même manière être fournies (403), pré-usinées (430), formées à chaud (432) et préparées (434). Lors de l'étape suivante 500, les Pièces A et B préparées (et éventuellement la Pièce C préparée) sont fixées. On peut employer des procédés de fixation connus. Dans une forme de réalisation préférée du procédé 700, le soudage par diffusion 500 sert à fixer la première pièce (Pièce B) et la deuxième pièce (Pièce A) du manchon métallique sur les première et deuxième surfaces de fixation (cf. figures 5 à 8). La Pièce éventuelle C peut être fixée de la même manière. La fixation est ensuite examinée lors de l'étape 510 à l'aide de procédés d'examen connus. L'ensemble fixé (cf., par exemple, le repère 186 sur la figure 6) est ensuite usiné (étape 520, figure 9) à l'aide de procédés d'usinage connus. Par exemple, la partie formant nez 160 du manchon métallique 10 est usinée pour former le contour 187 de nez (cf. figure 6). Après usinage, un examen des cotes (530) peut être effectué. L'exemple de procédé de fabrication 700 peut comporter en outre les étapes de montage du manchon métallique 10 sur un composant tel qu'une pale pour former un ensemble 114 de pale. Cela peut se faire par les étapes de préparation du manchon métallique en vue de sa fixation au profil 154 de l'aube par macrodépolissage (étape 540) d'une partie des parois latérales à l'aide de procédés connus. Ces parties sont attaquées chimiquement et apprêtées (étapes 550) à l'aide de procédés connus. Lors de l'étape 560, le composant composite, comme par exemple un profil de pale 154, est fourni. Lors de l'étape 170, le manchon métallique 10 est fixé au composant composite à l'aide de procédés connus, par exemple à l'aide de colles. Dans d'autres formes de réalisation possibles, les étapes ci-dessus peuvent être répétées si nécessaire pour fixer au composant composite une pluralité de manchons métalliques (désignés, par exemple, par les repères 156, 150 sur la figure 2).

Dans une forme de réalisation décrite ici, la fixation entre les parois latérales du manchon métallique et le bloc de nez (cf. figures 4 à 9) s'effectue par soudage par diffusion. Le soudage par diffusion est un procédé à l'état solide qui réunit des métaux en appliquant de la chaleur et une pression statique pour créer un contact étroit entre les surfaces de fixation 21, 22. La chaleur appliquée est en deçà du point de fusion des métaux à réunir. La chaleur et la pression sont maintenues, de préférence sous vide, jusqu'à la réalisation d'un soudage par diffusion à l'état solide. Dans une forme de réalisation décrite ici, le soudage par diffusion est réalisable en utilisant des températures d'environ 925 à 955°C (1700 à 1750°F) pendant une durée d'environ 2 à 4 heures, les pièces étant maintenues à des pressions d'environ 1035 à 3450 kPa (150 à 500 psi). Des exemples de formes de réalisation de manchons métalliques tels que des BAM, des protections de bords de fuite, des chapeaux de bouts, etc., et des procédés de fabrication de ceux-ci sont décrits en détail plus haut. Les procédés, dispositifs, ensembles et systèmes ne se limitent pas aux formes de réalisation spécifiques décrites ici ni aux moteurs et composants spécifiques de moteurs à turbine à gaz illustrés.

Claims

REVENDICATIONS1. Manchon métallique (10) destiné à être monté sur un composant, le manchon métallique (10) comprenant : une partie formant nez (160) s'étendant dans un sens de corde (5) ; une première paroi latérale (166) s'étendant dans le sens de la corde depuis la partie formant nez (160) ; et une seconde paroi latérale (162) s'étendant dans le sens de la corde depuis la partie formant nez (160), la seconde paroi latérale (162) étant fixée à la partie formant nez (160) de telle sorte que la partie formant nez (160), la première paroi latérale (166) et la seconde paroi latérale (162) forment une cavité (164) apte à recevoir une partie du composant.
2. Manchon métallique (10) selon la revendication 1, dans lequel la partie formant nez (160) est usinée dans un bloc de nez (20).
3. Manchon métallique (10) selon la revendication 2, dans lequel une deuxième surface de fixation (22) sur la seconde paroi latérale (162) est fixée à une première surface de fixation (21) sur le bloc de nez (20) avant usinage.
4. Manchon métallique (10) selon la revendication 1, dans lequel une troisième surface de fixation (23) sur la première paroi latérale (266) est fixée à une quatrième surface de fixation (24) sur le bloc de nez (220).
5. Manchon métallique (10) selon la revendication 1, dans lequel la première paroi latérale (266) et la seconde paroi latérale (262) sont fixées à un bloc de nez (220) et la partie formant nez (160) est usinée dans le bloc de nez (220).
6. Manchon métallique (10) selon la revendication 1, dans lequel l'épaisseur (51) "A" d'au moins une partie de la première paroi latérale (166) diminue dans le sens de la corde.
7. Manchon métallique (10) selon la revendication 1, dans lequel l'épaisseur (61) d'au moins une partie de la seconde paroi latérale (162) diminue dans le sens de la corde.
8. Manchon métallique (10) selon la revendication 1, dans lequel la seconde paroi latérale (162) est fixée à la partie formant nez (160) par soudage par diffusion.
9. Manchon métallique (10) selon la revendication 8 dans lequel la première paroi latérale (166) est fixée par soudage par diffusion à la partie formant nez (160).
10. Manchon métallique (10) selon la revendication 1, le manchon métallique (10) s'étendant dans un sens d'envergure.