FR2971001A1 - Aube de turbine destinee a etre utilisee dans des moteurs a turbine a gaz, et procede de fabrication de celle-ci - Google Patents

Abstract

L'aube de turbine comprend une queue d'aronde (72), reliée à un ensemble de rotor (28) disposé dans un carter de turbine (40), une plateforme (68) s'étendant à partir de la queue d'aronde, et une pale (64) s'étendant à partir de la plateforme. La pale comporte une extrémité de pied (88) et une extrémité de sommet (90). L'aube comprend en outre un carénage de sommet (66), s'étendant à partir de l'extrémité de sommet et comportant une plaque de carénage, un premier rail de carénage, s'étendant sur une première distance radiale depuis la plaque de carénage, en direction du carter de turbine, et un deuxième rail de carénage s'étendant sur une deuxième distance radiale depuis la plaque de carénage, en direction du carter de turbine, distance qui est différente de la première distance radiale.

Description

B12-0370FR 1 Aube de turbine destinée à être utilisée dans des moteurs à turbine à gaz, et procédé de fabrication de celle-ci La présente invention concerne d'une manière générale des moteurs à turbine à gaz, et en particulier une aube de turbine utilisée avec des moteurs à turbine à gaz. Au moins certains moteurs à turbine à gaz comportent un compresseur couplé en aval de la chambre de combustion, une turbine et un ensemble de rotor couplé en rotation entre le compresseur et la turbine. Certains ensembles de rotor connus comportent un arbre de rotor, au moins un disque de rotor, couplé à l'arbre de rotor, et une pluralité d'aubes de turbine qui sont espacées sur la circonférence et s'étendent vers l'extérieur à partir de chaque disque de rotor. Chaque aube de turbine comprend une pale qui s'étend radialement vers l'extérieur à partir d'une plateforme, en direction d'un carter de turbine. Pendant le fonctionnement d'au moins certaines turbines connues, le compresseur comprime l'air qui est ensuite mélangé avec le combustible, avant d'être conduit à la chambre de compression. Le mélange est ensuite enflammé, générant ainsi des gaz de combustion chauds qui sont ensuite acheminés à la turbine. Les aubes tournantes de la turbine conduisent des fluides sous hautes températures, tels que des gaz de combustion, à travers la turbine. La turbine extrait de l'énergie des gaz de combustion pour alimenter le compresseur et pour produire du travail utile afin d'alimenter une charge, par exemple un alternateur, ou afin de propulser un aéronef en vol.

Au moins certaines aubes de turbine connues comprennent un carénage qui s'étend à partir d'une extrémité de sommet extérieure de la pale afin de réduire le flux d'air entre la pale et le carter de turbine. Au moins une partie des gaz de combustion conduits à travers la turbine passent de façon non souhaitable entre le carénage de sommet et la pale et constituent des pertes de jeu aux extrémités De telles pertes de jeu aux extrémités peuvent représenter environ 20 à 25% des pertes totales dans l'étage de turbine. Les carénages de sommets connus comportent une cavité qui est délimitée entre le bord d'attaque de l'aube de turbine et le carter de turbine. La cavité retient des gaz de combustion et provoque la formation d'un tourbillon dans la cavité. Ce tourbillon redirige les gaz de combustion vers le chemin d'écoulement principal et perturbe les gaz de combustion dans ce chemin d'écoulement principal. Cependant, cette perturbation crée des pertes d'écoulement secondaire dans le chemin principal qui réduisent la productivité d'exploitation de la turbine. Selon un aspect de l'invention, il est proposé une aube de turbine destinée à être utilisée avec un moteur à turbine. L'aube comprend une queue d'aronde qui est reliée à un ensemble de rotor disposé dans un carter de turbine. Une plateforme s'étend à partir de la queue d'aronde et une pale s'étend depuis la plateforme. La pale comporte une extrémité de pied et une extrémité de sommet. L'extrémité de sommet s'étend vers l'extérieur depuis l'extrémité de pied, en direction du carter de turbine. Un carénage de sommet s'étend depuis l'extrémité de sommet. Le carénage de sommet comprend une plaque de carénage. Un premier rail de carénage s'étend sur une première distance radiale depuis la plaque de carénage, en direction du carter de turbine. Un deuxième rail de carénage s'étend sur une deuxième distance radiale depuis la plaque de carénage, en direction du carter de turbine, distance qui est différente de la première distance radiale. Selon un autre aspect de l'invention, il est proposé un système de moteur à turbine. Ce système comprend un carter, un compresseur et une turbine qui est reliée en communication d'écoulement au compresseur pour recevoir au moins une partie de l'air délivré par le compresseur La turbine est disposée dans le carter. Un arbre de rotor est couplé en rotation à la turbine. L'arbre de rotor définit un axe médian. Une pluralité d'aubes de turbine espacées sur la circonférence sont reliées à l'arbre de rotor. Chaque aube de la pluralité d'aubes de turbine comprend une plateforme. Une pale s'étend à partir de cette plateforme. La pale comprend une extrémité de pied et une extrémité de sommet. L'extrémité de sommet s'étend vers l'extérieur depuis l'extrémité de pied, en direction du carter. Un carénage de sommet s'étend à partir de l'extrémité de sommet. Ce carénage comprend une plaque de carénage. Un premier rail de carénage s'étend sur une première distance radiale à partir de la plaque de carénage, en direction du carter. Un deuxième rail de carénage s'étend sur une deuxième distance radiale depuis la plaque de carénage, en direction du carter, distance qui est différente de la première distance radiale. Conformément à un autre aspect de l'invention, il est proposé un procédé de fabrication d'une aube de turbine destinée à être utilisée avec un moteur à turbine. Ce procédé comprend le formage d'un noyau d'aube de turbine en céramique solide. Le noyau est placé dans un moule. L'aube de turbine est moulée avec une pale s'étendant à partir d'une plateforme. La pale comprend un carénage de sommet qui s'étend depuis une extrémité de sommet de la pale. Le carénage de sommet comprend une plaque de carénage, un premier rail de carénage, qui s'étend sur une première distance radiale depuis la plaque de carénage, et un deuxième rail de carénage qui s'étend sur une deuxième distance radiale depuis la plaque de carénage, distance qui est différente de la première distance radiale.

L'invention sera mieux comprise à l'étude de la description détaillée de quelques modes de réalisation pris à titre d'exemples non limitatifs et illustrés par les dessins annexés, sur lesquels : - la figure 1 est une vue schématique d'un exemple de moteur à turbine, - la figure 2 est une vue partielle en coupe d'une partie d'un ensemble de rotor pris à titre d'exemple, qui peut être utilisé avec le moteur à turbine à gaz représenté dans la figure 1, - la figure 3 est une vue partielle en coupe agrandie d'une partie de l'ensemble de rotor représenté dans la figure 2, suivant la zone 3, - la figure 4 est une vue partielle en perspective de l'ensemble de rotor représenté dans la figure 3, - la figure 5 est une vue partielle en coupe d'un autre ensemble de rotor qui peut être utilisé avec le moteur à turbine à gaz représenté dans la figure 1. Les exemples de procédés et de systèmes décrits ici remédient au moins à certains inconvénients d'aubes de turbines connues, en proposant un carénage de sommet qui facilite l'atténuation de la formation de tourbillons à proximité du bord d'attaque de l'aube de turbine. Plus précisément, les modes de réalisation décrits ici proposent un carénage de sommet qui comprend une pluralité de rails de carénage ayant des hauteurs radiales qui réduisent les dimensions d'une cavité délimitée entre le carénage de sommet et un carter de turbine, de manière à réduire la formation de tourbillons dans la cavité.

Tel qu'il est utilisé ici, le terme "amont" désigne une extrémité avant ou d'admission d'un moteur à turbine à gaz, et le terme "aval" désigne une extrémité arrière ou extrémité tuyère du moteur à turbine à gaz.

La figure 1 est une vue schématique d'un exemple de système de moteur à turbine 10. Dans le mode de réalisation pris à titre d'exemple, le système de moteur à turbine 10 comprend une section d'admission 12, une section de compresseur 14 qui est reliée en aval de la section d'admission 12, une section de combustion 16 qui est reliée en aval de la section de compresseur 14, une section de turbine 18 qui est reliée en aval de la section de combustion 16, et une section d'échappement 20 qui est reliée à la section de turbine 18. La section de turbine 18 est couplée à la section de compresseur 14 par l'intermédiaire d'un arbre de rotor 22. Dans le mode de réalisation pris à titre d'exemple, la section de combustion 16 comprend plusieurs chambres de combustion 24. La section de combustion 16 est reliée à la section de compresseur 14 de manière à ce que chaque chambre de combustion 24 soit en communication d'écoulement avec la section de compresseur 14. La section de turbine 18 est couplée à la section de compresseur 14 et à une charge 26, par exemple à un alternateur et/ou une application d'entraînement mécanique, sans être limité à ceux-ci. Dans l'exemple de réalisation, la section de compresseur 14 et la section de turbine 18 comprennent chacune au moins un ensemble de rotor 28 qui est couplé à l'arbre de rotor 22. Pendant le fonctionnement, la section d'admission 12 conduit l'air vers la section de compresseur 14 où l'air est comprimé pour atteindre une pression et une température plus élevées, avant d'être délivré à la section de combustion 16. La section de combustion 16 mélange l'air comprimé avec du combustible, enflamme le mélange combustible-air pour générer des gaz de combustion, et achemine les gaz de combustion à la section de turbine 18. Plus précisément, dans les chambres de combustion 24, le combustible, par exemple du gaz naturel et/ou du mazout, est injecté dans le flux d'air, et le mélange combustible-air est enflammé pour générer des gaz de combustion à haute température, qui sont conduits vers la section de turbine 18. La section de turbine 18 transforme l'énergie thermique du flux de gaz en énergie de rotation mécanique, lorsque les gaz de combustion transmettent de l'énergie de rotation à la section de turbine 18 et à l'ensemble de rotor 28. La figure 2 est une vue partielle en coupe d'une partie de l'ensemble de rotor 28 qui peut être utilisé avec le système de moteur à turbine 10. La figure 3 est une vue partielle en coupe agrandie de l'ensemble de rotor 28, le long de la zone 3. La figure 4 est une vue partielle en perspective de l'ensemble de rotor 28. Dans l'exemple de réalisation, la section de turbine 18 comprend une pluralité d'étages 30 qui comportent chacun une rangée stationnaire d'aubes de stator 32 et une rangée d'aubes de turbine 34 tournantes. Les aubes de turbine 34 s'étendent chacune radialement vers l'extérieur depuis un disque de rotor 36. Chaque disque de rotor 36 est couplé à l'arbre de rotor 22 et tourne autour d'un axe médian 38 qui est défini par l'arbre de rotor 22. Un carter de turbine 40 s'étend sur la circonférence autour de l'ensemble de rotor 28 et des aubes de stator 32. Les aubes de stator 32 sont chacune couplée au carter 40 et s'étendent radialement vers l'intérieur depuis le carter 40, en direction de l'arbre de rotor 22. Dans l'exemple de mode de réalisation, chaque disque de rotor 36 a une forme annulaire et comporte un alésage central 42 qui s'étend de façon sensiblement axiale à travers le disque. Plus précisément, un corps de disque 44 s'étend radialement vers l'extérieur depuis l'alésage central 42 et est orienté de façon sensiblement perpendiculaire à l'axe médian 38. L'alésage central 42 est dimensionné pour recevoir l'arbre de rotor 22. Le corps de disque 44 s'étend radialement entre un bord radialement intérieur 46 et un bord radialement extérieur 48, et axialement à partir d'une surface amont 50 jusqu'à une surface aval 52 opposée. La surface amont 50 et la surface aval 52 s'étendent chacune entre le bord intérieur 46 et le bord extérieur 48. Un bras support 54 est couplé entre des disques de rotor 36 adjacents pour former l'ensemble de rotor 28. Chaque aube de turbine 34 est reliée au bord extérieur 48 du disque et les aubes sont espacées sur la circonférence autour du disque de rotor 36. Des disques de rotor 36 contigus sont orientés de manière telle qu'un interstice 56 soit délimité entre les rangées 58 d'aubes de turbines 34 espacées sur la circonférence. Cet interstice 56 est dimensionné pour recevoir une rangée 60 d'aubes de stator 32 qui sont espacées sur la circonférence autour de l'arbre de rotor 22. Les aubes de stator 32 sont orientées pour diriger les gaz de combustion vers l'aval, en direction des aubes de turbine 34.

Un chemin de gaz de combustion 62 est délimité entre le carter de turbine 40 et chaque disque de rotor 36. Chaque rangée 58 et 60 d'aubes de turbine 34 et d'aubes de stator 32 s'étend au moins en partie en travers d'une portion de la trajectoire des gaz de combustion 62.

Dans le mode de réalisation pris à titre d'exemple, chaque aube de turbine 34 s'étend radialement vers l'extérieur à partir du corps de disque 44 et comprend une pale 64, un carénage de sommet 66, une plateforme 68, un socle 70 et une queue d'aronde 72. La pale 64 s'étend de façon sensiblement radiale entre la plateforme 68 et le carénage 66. La plateforme 68 s'étend entre la pale 64 et le socle 70, de manière à ce que chaque pale 64 s'étende radialement vers l'extérieur depuis la plateforme 68, en direction du carter de turbine 40. Le socle 70 s'étend radialement vers l'intérieur depuis la plateforme 68, en direction de la queue d'aronde 72. La queue d'aronde 72 s'étend radialement vers l'intérieur depuis le socle 70 et permet aux aubes de turbine 34 d'être reliées de manière solide au disque de rotor 36. Le socle 70 comprend une plaque de recouvrement avant 74 et une plaque de recouvrement arrière 76 située à l'opposé.

Dans l'exemple de réalisation, un élément en forme "d'aile ange" avant 78 s'étend vers l'extérieur depuis la plaque de recouvrement avant 74 pour faciliter l'étanchéification d'une cavité tampon avant 80 délimitée entre la surface amont 50 du disque de rotor et l'aube de stator 32. Une "aile d'ange" arrière 82 s'étend vers l'extérieur depuis la plaque de recouvrement arrière 76 pour faciliter l'étanchéification d'une cavité tampon arrière 84 délimitée entre la surface aval 52 du disque de rotor et l'aube de stator 32. Dans l'exemple de réalisation, une aile d'ange avant inférieure 86 s'étend vers l'extérieur depuis la plaque de recouvrement avant 74 pour faciliter l'étanchéité entre l'aube de turbine 34 et le disque de rotor 36. Plus précisément, l'aile d'ange avant inférieure 86 est disposée entre la queue d'aronde 72 et l'aile d'ange avant 78. Dans l'exemple de réalisation, la pale 64 s'étend radialement entre une extrémité de pied 88 et une extrémité de sommet 90 et présente une longueur radiale 92 qui est définie entre le pied 88 et le sommet 90. L'extrémité de pied est adjacente à la plateforme 68. La pale 64 s'étend radialement vers l'extérieur à partir de la plateforme 68, en direction du carter de turbine 40, de manière à ce que l'extrémité de sommet 90 soit adjacente au carter de turbine 40.

Dans l'exemple de réalisation, la pale 64 a une face intrados 94 et une face extrados 96. Chaque face 94 et 96 s'étend de façon sensiblement axiale entre un bord d'attaque 98 et un bord de fuite 100. L'intrados 94 est sensiblement concave, et l'extrados 96 est sensiblement convexe. Dans l'exemple de réalisation, la pale 64 a une largeur axiale 102 qui est délimitée entre le bord d'attaque 98 et le bord de fuite 100. Selon un mode de réalisation, l'extrémité de sommet 90 a une première largeur axiale 104, et l'extrémité de pied 88 a une deuxième largeur axiale 106 qui est plus grande que la première largeur axiale 104.

Dans l'exemple de réalisation, le carénage de sommet 66 s'étend depuis l'extrémité de sommet 90 de la pale 64 et entre l'extrémité de sommet 90 et le carter de turbine 40. Le carénage 66 comprend plusieurs rails de carénage 108 qui s'étendent à partir d'une plaque de carénage 110. Selon un mode de réalisation, les rails de carénage 108 sont reliés à la plaque de carénage 110. Selon un autre mode de réalisation, les rails de carénage 108 sont réalisés d'une seule pièce avec la plaque de carénage 110. Dans l'exemple de réalisation, la plaque de carénage 110 est sensiblement rectangulaire et s'étend entre une surface d'attaque 112 et une surface de fuite 114 opposée et entre un premier bord extérieur 116 et un deuxième bord extérieur 118 espacé sur la circonférence. Une gorge à encoche en Z 120 est définie dans chaque premier bord extérieur 116 et deuxième bord extérieur 118 pour faciliter l'accouplement de la plaque de carénage 110 à une plaque de carénage 110 voisine. Dans l'exemple de réalisation, la plaque de carénage 110 a une largeur circonférentielle 122 qui est délimitée entre les bords 116 et 118. La plaque de carénage 110 a en outre une longueur axiale 124 qui est délimitée entre les surfaces 112 et 114. Dans l'exemple de réalisation, la longueur axiale 124 est à peu près égale à la largeur axiale 104 de l'extrémité de sommet 90. En variante, la plaque de carénage 110 peut avoir une longueur axiale 124 qui est plus grande ou plus petite que la largeur axiale 104. Dans l'exemple de réalisation, chaque rail de carénage 108 comporte une paroi latérale 126 qui comprend une surface amont 128 et une surface aval 130. Le rail 108 a une largeur circonférentielle 132 qui est délimitée entre les bords de plaque 116 et 118. Chaque paroi latérale 126 s'étend de façon sensiblement radiale entre une surface radialement extérieure 134 et une surface radialement intérieure 136 et a une hauteur radiale 138 délimitée entre les surfaces 136 et 134. Chaque surface 128 et 130 s'étend entre des surfaces 136 et 134. La surface radialement intérieure 136 s'étend à partir d'une surface extérieure 140 de la plaque de carénage 110. La paroi latérale 126 s'étend sur une distance radiale 142 en direction du carter de turbine 40, depuis la surface extérieure 140 à la surface radialement extérieure 134. Dans l'exemple de réalisation, le carter de turbine 40 comporte une surface intérieure 144 qui entoure l'ensemble de rotor 28. La surface intérieure 144 comporte une couche 146 d'un matériau d'usure par abrasion. Le rail de carénage 108 est disposé à proximité de la surface intérieure 144, de manière à ce que la surface radialement extérieure 134 soit en contact avec au moins une partie de la couche d'usure par abrasion 146, de sorte qu'une partie de la couche d'usure par abrasion 146 est enlevée pendant la rotation de l'ensemble de rotor 28, à mesure que l'aube de turbine 34 se dilate thermiquement. Selon un mode de réalisation, le rail de carénage 108 comprend au moins une dent coupante 148 qui s'étend vers l'extérieur depuis les surfaces 128 et 130. Chaque dent coupante 148 facilite l'élimination de la couche d'usure par abrasion 146 pendant la rotation de l'ensemble de rotor 28.

Dans l'exemple de réalisation, le carénage de sommet 66 comprend un premier rail de carénage 150 et un deuxième rail de carénage 152. Le premier rail 150 est disposé plus près de la surface d'attaque 112 que le deuxième rail 152. Le premier rail 150 est disposé de façon adjacente à la surface d'attaque 112, de telle sorte qu'une première cavité 154, c'est-à-dire une cavité avant, soit délimitée entre la surface intérieure 144 du carter et chaque surface amont 128. Le deuxième rail 152 est espacé axialement du premier rail 150, le long de l'axe médian 38, de sorte qu'une deuxième cavité 156, c'est-à-dire une cavité intérieure, est délimitée entre la surface intérieure 144, la surface extérieure de plaque 140, la surface aval de rail 130 et la surface amont de rail 128. Le deuxième rail 152 est disposé par rapport à la surface de fuite 114 de manière à délimiter une troisième cavité 158, c'est-à-dire une cavité arrière, entre la surface aval 130 du deuxième rail 152, la surface extérieure de plaque 140 et la surface intérieure 144. Dans l'exemple de réalisation, les rails 150 et 152 sont chacun contigus à la surface intérieure de carter 144, de manière à délimiter un chemin d'écoulement de fluide 160 entre le carénage de sommet 66 et la surface intérieure 144. Le chemin d'écoulement de fluide 160 conduit au moins une partie des gaz de combustion, acheminés à travers l'ensemble de rotor 28, entre le carénage de sommet 66 et le carter de turbine 40. Dans l'exemple de rotation, le premier rail de carénage 150 s'étend sur une première distance radiale 162 entre la surface extérieure de plaque 140 et la surface extérieure de rail 134. Le deuxième rail de carénage 152 s'étend sur une deuxième distance radiale 164 entre la surface extérieure 140 et la surface extérieure de rail 134. Dans l'exemple de réalisation, la première distance radiale 162 est différente de la deuxième distance radiale 164. Par exemple, selon un mode de réalisation, la première distance radiale 162 est plus petite que la deuxième distance radiale 164 du deuxième rail 152. Selon un autre mode de réalisation, la première distance radiale 162 est comprise entre environ 40% et environ 60% de la deuxième distance radiale 164. Dans le mode de réalisation pris à titre d'exemple, le carter de turbine 40 comporte une première surface d'usure par abrasion 166, adjacente au premier rail de carénage 150, et une deuxième surface d'usure par abrasion 168 adjacente au deuxième rail de carénage 152. La première surface 166 et la deuxième surface 168 sont chacune sensiblement parallèles à l'axe médian 38. Dans l'exemple de réalisation, les surfaces radialement extérieures 134 des rails 150 et 152 sont chacune sensiblement parallèles à l'axe médian 38. En variante, les surfaces extérieures 134 peuvent être orientées sous un angle oblique par rapport à l'axe médian 38. Dans l'exemple de réalisation, une surface de rail tangentielle 170 est définie entre les surfaces radialement extérieures 134 des rails 150 et 152. Un plan de surface de carénage 172 est défini le long de la surface extérieure de plaque 140, de la surface d'attaque 112 à la surface de fuite 114. Un plan médian 174 est défini parallèlement à l'axe médian 38. Dans l'exemple de réalisation, le premier rail 150 est dimensionné et orienté par rapport à la deuxième plaque de carénage 110 de manière telle que la surface de rail tangentielle 170 s'étende de façon oblique par rapport à la surface d'enveloppe 172, sous un premier angle ai défini entre la surface de rail tangentielle 170 et la surface de carénage 172. La plaque de carénage 110 est orientée de façon oblique par rapport au plan médian 174, de manière à définir un deuxième angle oblique az entre le plan de surface d'enveloppe 172 et le plan médian 174. Selon un mode de réalisation, le premier angle oblique ai est plus grand que le deuxième angle oblique az. Selon un autre mode de réalisation, le premier angle oblique ai est plus petit que le deuxième angle oblique az. Pendant le fonctionnement, la section de compression 14 (représentée dans la figure 1) comprime l'air et délivre de l'air comprimé à la section de combustion 16 (représentée dans la figure 1) et en direction de la section de turbine 18. La majeure partie de l'air délivré par la section de compresseur 14 est conduite à la section de combustion 16. Plus précisément, l'air comprimé sous pression est conduit aux chambres de combustion 24 (représentées dans la figure 1), où l'air est mélangé avec le combustible et enflammé pour générer des gaz de combustion à hautes températures 176. Ces gaz de combustion 176 sont dirigés vers le chemin de gaz de combustion 62 où les gaz 176 entrent en contact avec les aubes de turbine 34 et les aubes de stator 32 pour faciliter la transmission d'une force de rotation à l'ensemble de rotor 28. Au moins une partie des gaz de combustion 176 entre en contact avec les aubes de turbine 34, est dirigée dans le chemin d'écoulement de fluide au sommet 160 et est conduite entre le carénage de sommet 66 et le carter de turbine 40. Comme les gaz de combustion 176 s'écoulent par le chemin d'écoulement de fluide 160, le premier rail de carénage 150 est dimensionné et orienté de manière à définir une dimension de cavité avant 154 destinée à faciliter l'atténuation de la formation de tourbillons le long du chemin d'écoulement de fluide au sommet 160, et à réduire l'interférence de fluides entre le chemin de gaz de combustion 162 et le chemin d'écoulement de fluide au sommet 160. La figure 5 est une vue en coupe d'un autre mode de réalisation de l'ensemble de rotor 28 représenté dans la figure 3.

Des composants identiques montrés dans la figure 5 sont désignés par les mêmes références que celles utilisées dans la figure 3. Selon ce mode de réalisation, le premier rail de carénage 150 comporte une première distance de rail 162 qui est plus grande qu'une deuxième distance de rail 164 du deuxième rail de carénage 152.

Selon un mode de réalisation, le premier rail 150 est dimensionné par rapport au deuxième rail 152 de manière telle que la surface de rail tangentielle 170 soit sensiblement parallèle à l'axe médian 38. Dans un tel mode de réalisation, la première surface d'usure par abrasion 166 et la deuxième surface d'usure par abrasion 168 sont sensiblement parallèles à l'axe médian et sont disposées chacune à une distance radiale 178 à peu près égale du plan médian 174. Dans ce mode de réalisation, le deuxième rail 152 délimite une cavité arrière 158 qui est dimensionnée, conformée et orientée de manière à faciliter l'atténuation d'une formation de tourbillons le long du chemin d'écoulement de fluide au sommet 160, et à réduire l'interférence de fluides entre le chemin de gaz de combustion 162 et le chemin d'écoulement de fluide au sommet 160. Selon un mode de réalisation, les aubes de turbine 34 sont fabriquées par moulage d'un noyau (non représenté). Le noyau est réalisé en injectant une suspension liquide de céramique et graphite dans un moule à noyau (non représenté), et la suspension est chauffée pour former un noyau d'aube céramique solide. Ce noyau d'aube est suspendu dans un moule à aube (non représenté), et de la cire chaude est injectée dans le moule pour entourer le noyau en céramique. La cire chaude se solidifie et forme une aube en cire avec le noyau céramique suspendu dans l'aube. L'aube en cire avec le noyau céramique est plongée à plusieurs reprises dans une suspension de céramique pour former une enveloppe céramique à l'extérieur de l'aube en cire. L'ensemble formé par le noyau, la cire et l'enveloppe est ensuite chauffé à une température élevée pour retirer la cire et former un moule avec un noyau céramique au milieu. Ensuite, le métal fondu est versé dans le moule creux. Le métal fondu prend la place de l'aube en cire et forme une aube de turbine métallique, le noyau céramique restant en place. L'aube de turbine est ensuite refroidie, et le noyau céramique est retiré. L'aube de turbine décrite ci-dessus permet de remédier au moins à quelques-uns des inconvénients des aubes de turbines connues, en atténuant la formation de tourbillons dans le chemin de gaz de combustion entre l'aube de turbine et un carter de turbine. Plus précisément, grâce à la mise en place d'un carénage de sommet qui comporte plusieurs rails de carénage de hauteurs radiales différentes, les dimensions d'une cavité délimitée entre l'aube de turbine et le carter de turbine sont diminuées. En réduisant la taille de la cavité, on atténue la formation de tourbillons qui redirigent les gaz de combustion vers un chemin d'écoulement principal, délimité entre les pales. En outre, les pertes d'écoulement secondaire qui sont engendrées dans le chemin principal sont réduites, ce qui fait diminuer les pertes d'énergie des gaz et prolonge la durée de vie utile du moteur à turbine. Bien que des caractéristiques spécifiques de différents modes de réalisation de l'invention soient représentées dans certains dessins et non dans d'autres, cela est dû uniquement à des raisons de commodité. Par ailleurs, les renvois à "un mode de réalisation" dans la description ci-dessus ne doivent pas être interprétés dans le sens où ils excluent l'existence de modes de réalisation supplémentaires qui présentent également les caractéristiques citées. Conformément aux principes de l'invention, toute caractéristique d'un dessin peut être prise en référence et/ou sollicitée conjointement avec toute autre caractéristique de n'importe quel autre dessin.

Nomenclature des pièces 10 Système de moteur à turbine 12 Section d'admission 14 Section de compresseur 16 Section de combustion 18 Section de turbine 20 Section d'échappement 22 Arbre de rotor 24 Pluralité de chambres de combustion 26 Charge 28 Ensemble de rotor 30 Pluralité d'étages 32 Aubes de stator 34 Aube de turbine 36 Disque de rotor 38 Axe médian 40 Carter de turbine 42 Alésage central 44 Corps de disque 46 Bord radialement intérieur 48 Bord radialement extérieur 50 Surface amont 2 Surface aval opposée 54 Bras de support 56 Interstice 58 Rangée 60 Rangée 62 Chemin de gaz de combustion 64 Pale 66 Carénage de sommet 68 Plateforme 70 Socle 72 Queue d'aronde 74 Plaque de recouvrement avant 76 Plaque de recouvrement arrière 78 Aile d'ange avant 80 Cavité tampon avant 82 Aile d'ange arrière 84 Cavité tampon arrière 86 Aile d'ange inférieure avant 88 Extrémité de racine 90 Extrémité de sommet 92 Longueur radiale 94 Intrados 96 Extrados 98 Bord d'attaque 100 Bord de fuite 102 Largeur axiale 104 Première largeur axiale 106 Deuxième largeur axiale 108 Rail de carénage 110 Plaque de carénage 112 Surface d'attaque 114 Surface de fuite 116 Premier bord extérieur 118 Deuxième bord extérieur 120 Gorge à encoche en Z 122 Largeur circonférentielle 124 Longueur axiale 126 Paroi latérale 128 Surface amont 130 Surface aval 132 Largeur circonférentielle 134 Surfaces radialement extérieures 136 Surface radialement intérieure 138 Hauteur radiale 140 Surface extérieure de plaque 142 Distance radiale 144 Surface intérieure de carter 144 Surface intérieure 146 Couche d'usure par abrasion 148 Dent coupante 150 Premier rail de carénage 152 Deuxième rail de carénage 154 Première cavité 154 Cavité avant 156 Deuxième cavité 158 Troisième cavité 160 Chemin d'écoulement de fluide au sommet 162 Première distance radiale 164 Deuxième distance radiale 166 Première surface d'usure par abrasion 168 Deuxième surface d'usure par abrasion 170 Surface de rail tangentielle 172 Plan de surface de carénage 174 Plan médian 176 Gaz de combustion 178 Distance radiale

Claims (10)

1. REVENDICATIONS1. Aube de turbine (34) destinée à être utilisée avec un moteur à turbine (10), ladite aube de turbine comprenant : une queue d'aronde (72) reliée à un ensemble de rotor (28) disposé dans un carter de turbine (40), une plateforme (68) s'étendant à partir de ladite queue d'aronde, une pale (64) s'étendant à partir de ladite plateforme, ladite pale comprenant une extrémité de pied (88) et une extrémité de sommet (90), ladite extrémité de sommet s'étendant vers l'extérieur depuis ladite extrémité de pied, en direction du carter de turbine, et un carénage de sommet (66) s'étendant à partir de ladite extrémité de sommet, ledit carénage comprenant : une plaque de carénage (110), un premier rail de carénage (150) s'étendant sur une première distance radiale (162) à partir de ladite plaque de carénage, en direction du carter de turbine, et un deuxième rail de carénage (152) s'étendant sur une deuxième distance radiale (164) à partir de ladite plaque de carénage, en direction du carter de turbine, distance qui est différente de la première distance radiale.
2. 2. Aube de turbine (34) selon la revendication 1, caractérisée par le fait que ladite plaque de carénage s'étend généralement entre une surface d'attaque (112) et une surface de fuite (114), ledit premier rail de carénage (150) étant disposé plus près de ladite surface d'attaque que ledit deuxième rail de carénage (152), de manière à délimiter un chemin d'écoulement entre le carter de turbine (40) et ledit carénage de sommet (66).
3. 3. Aube de turbine (34) selon la revendication 1, caractérisée par le fait que ladite première distance radiale (162) est plus grande que ladite deuxième distance radiale (164).
4. 4. Aube de turbine (34) selon la revendication 2, caractérisée par le fait que ladite première distance radiale (162) est plus petite que ladite deuxième distance radiale (164).
5. 5. Aube de turbine (34) selon la revendication 1, caractérisée par le fait que ladite première distance radiale (162) est comprise entre environ 40% et 60% de ladite deuxième distance radiale (164).
6. 6. Aube de turbine (34) selon la revendication 3, caractérisée par le fait que ledit premier rail de carénage (150) est disposé à distance de ladite surface d'attaque (112), de manière à délimiter une cavité entre ladite surface d'attaque et le carter de turbine (40), ladite cavité facilitant l'atténuation de la formation de tourbillons dans ladite cavité.
7. 7. Aube de turbine (34) selon la revendication 4, caractérisée par le fait que ledit deuxième rail de carénage (152) est disposé à distance de ladite surface de fuite (114), de manière à délimiter une cavité entre ladite surface de fuite (114) et le carter de turbine, ladite cavité facilitant l'atténuation de la formation de tourbillons dans ladite cavité.
8. 8. Aube de turbine (34) selon la revendication 1, caractérisée par le fait que lesdits premier et deuxième rails de carénage (150, 152) délimitent une surface de rail tangentielle (170) qui est orientée sous un angle oblique par rapport à une surface extérieure (140) de ladite plaque de carénage (110).
9. 9. Système de moteur à turbine, comprenant : un carter (40), un compresseur (14), une turbine reliée en communication d'écoulement audit compresseur (14), afin de recevoir au moins une partie de l'air délivré par ledit compresseur, ladite turbine étant disposée dans le carter, un arbre de rotor (22) couplé en rotation à ladite turbine, ledit arbre de rotor (22) définissant un axe médian (38), etune pluralité d'aubes de turbine (34) espacées sur la circonférence et couplées audit arbre de rotor, chaque aube de turbine comprenant : une plateforme (68), une pale (64) s'étendant à partir de ladite plateforme, ladite pale comprenant une extrémité de pied (88) et une extrémité de sommet (90), ladite extrémité de sommet s'étendant vers l'extérieur depuis ladite extrémité de pied, en direction dudit carter, et un carénage de sommet (66) s'étendant à partir de ladite extrémité de sommet, ledit carénage comprenant : une plaque de carénage (110), un premier rail de carénage (150) s'étendant sur une première distance radiale (162) à partir de ladite plaque de carénage, en direction dudit carter, et un deuxième rail de carénage (152) s'étendant sur une deuxième distance radiale (164) à partir de ladite plaque de carénage, en direction du carter de turbine, distance qui est différente de la première distance radiale.
10. 10. Système de moteur à turbine (10) selon la revendication 9, caractérisé par le fait que ladite plaque de carénage s'étend généralement entre une surface d'attaque (112) et une surface de fuite (114), ledit premier rail de carénage (150) étant disposé plus près de ladite surface d'attaque que ledit deuxième rail, de manière à délimiter un chemin d'écoulement entre ledit carter (40) et ledit carénage de sommet (66).