FR2976982A1

FR2976982A1 - Soufflante pour turboreacteur

Info

Publication number: FR2976982A1
Application number: FR1155569A
Authority: FR
Inventors: Bengue Lamine M
Original assignee: SNECMA SAS
Current assignee: Safran Aircraft Engines SAS
Priority date: 2011-06-23
Filing date: 2011-06-23
Publication date: 2012-12-28
Anticipated expiration: 2031-06-23
Also published as: FR2976982B1

Abstract

L'invention concerne une soufflante pour turboréacteur comportant des aubes dont l'amplitude de calage peut être contrôlée. Pour ce faire, la soufflante comporte: - un disque de support (22) apte à être mis en rotation par rapport à un axe longitudinal (2), - une pluralité d'aubes (20) de soufflante, chaque aube (20) de soufflante étant montée sur le disque de support (22) par l'intermédiaire d'un pied d'aube (30); - un système de calage (40) en incidence comportant : o une pluralité de tiges de guidage (36), chaque tige de guidage (36) étant reliée à une partie excentrée (46) de chaque pied d'aube (30); o une piste de guidage (37) dans laquelle circule une première extrémité (42) de chaque tige de guidage (36), la piste de guidage (37) étant mobile en rotation autour d'un axe de référence (45) perpendiculaire à l'axe longitudinal (2).

Description

SOUFFLANTE POUR TURBOREACTEUR

DOMAINE TECHNIQUE La présente invention se rapporte de manière générale au domaine des turboréacteurs, de préférence à double flux, et concerne plus particulièrement une soufflante pour turboréacteur. ETAT DE LA TECHNIQUE ANTERIEUR De manière conventionnelle, un turboréacteur double flux comprend une pluralité d'aubes de soufflante, et un disque de support des aubes capable d'être mis en rotation par rapport à une partie stator de soufflante, selon un axe longitudinal. Les aubes de soufflante sont généralement montées fixement sur le disque de support, avec une incidence prédéterminée qui est identique pour chacune d'elles. Cette solution se révèle relativement satisfaisante lorsque la soufflante est alimentée en air de manière sensiblement homogène.

Toutefois, certaines conceptions de turboréacteur peuvent avoir pour conséquence une alimentation hétérogène de la soufflante en air. Cela est notamment le cas lorsque le carénage aérodynamique délimitant l'entrée d'air du turboréacteur masque une partie de l'ensemble d'aubes de cette soufflante, dans la direction de l'axe longitudinal de cette soufflante. A titre indicatif, ces configurations sont dites à turboréacteurs partiellement enterrés. Pour faire face à ces configurations partiellement enterrées, le document FR2942644 propose une soufflante dans laquelle chaque aube est reliée à un système de calage en incidence qui permet de piloter le calage en incidence de cette aube. Ce système de calage en incidence comporte des engrenages qui permettent de modifier le calage de chaque aube. Toutefois, ces engrenages sont relativement encombrants, de sorte que ce système semble difficilement applicable lorsque le nombre d'aubes est important. De plus s'il est précisé dans le brevet qu'il est prévu de pouvoir activer ou non le calage cyclique, le dispositif permettant d'activer ou non la fonctionnalité calage cyclique n'est pas précisé et ne pourrait être d'après le fonctionnement du 2 mécanisme que en mode tout ou rien, c'est-à-dire que le système de calage décrit dans ce document ne permet pas d'avoir un calage d'amplitude variable, ce qui serait pourtant particulièrement utile pour pouvoir prendre en compte les variations du champ de vitesse en entrée de la soufflante.

Le document FR2942645 propose lui de munir le disque de soufflante d'un système de calage conçu de manière à ce que l'incidence de calage de chaque aube varie selon une même loi de calage fonction de la position angulaire de l'aube par rapport à la partie stator. Pour cela, ce document prévoit que les aubes passent successivement à une position angulaire quelconque de la partie stator avec la même incidence, qui suit une loi de calage évolutive au cour d'un tour entier de soufflante selon son axe longitudinal. Pour cela, le pied d'aube est relié à un ergot qui circule dans une piste de guidage fixe qui présente une géométrie permettant d'appliquer à l'ergot durant son mouvement rotatif un déplacement additionnel parallèle à l'axe longitudinal, ce qui assure une variation de l'incidence de l'aube.

Cette solution technique permet un encombrement moindre que la solution du document FR2942644, toutefois, elle ne permet pas non plus d'avoir un calage d'amplitude variable et ne peut donc pas être alimentée par un flux présentant une distorsion non constante.

EXPOSE DE L'INVENTION L'invention vise à proposer une soufflante de turboréacteur qui puisse être alimentée par un flux présentant une distorsion non constante. Pour ce faire, est proposé, selon un premier aspect de l'invention, une Soufflante de turboréacteur comprenant : - un disque de support apte à être mis en rotation par rapport à un axe longitudinal, - une pluralité d'aubes de soufflante, chaque aube de soufflante étant montée sur le disque de support par l'intermédiaire d'un pied d'aube ; - un système de calage en incidence comportant : 3 o une pluralité de tiges de guidage, chaque tige de guidage étant reliée à une partie excentrée de chaque pied d'aube ; o une piste de guidage dans laquelle circule une première extrémité de chaque tige de guidage; la piste de guidage étant mobile en rotation autour d'un axe de référence perpendiculaire à l'axe longitudinal.. Ainsi, contrairement aux soufflantes de l'art antérieur dans lesquels la piste de guidage est fixe mais conformée de manière à modifier l'incidence des aubes lors de leur rotation, la piste de guidage de la soufflante selon l'invention est mobile, ce qui permet de contrôler l'incidence des pâles. Ainsi, l'amplitude de calage des pâles peut être contrôlée en modifiant l'inclinaison de la piste de guidage par rapport à l'axe longitudinal. En outre, la géométrie de la piste de guidage n'a plus besoin d'être déterminée au préalable en fonction d'un seul flux d'entrée, mais elle peut être réglée en fonction des flux qui entrent réellement dans la soufflante. La soufflante selon l'invention peut également présenter une ou plusieurs des caractéristiques ci-après prises individuellement ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles. Avantageusement, la soufflante comporte en outre des moyens de commande de la rotation de la piste de guidage autour de l'axe de référence. Ces moyens de commande permettent d'adapter le calage des aubes aux flux incidents. Les moyens de commande comportent de préférence un vérin agencé de manière à commander la rotation de la piste de guidage autour de l'axe de référence. Le vérin est de préférence relié à une partie de la piste de guidage excentrée par rapport à l'axe de référence. Ainsi, le vérin peut pousser ou tirer vers lui la piste de guidage de manière à contrôler l'inclinaison de la piste de guidage par rapport à l'axe longitudinal et donc l'angle d'incidence des aubes. 4 Avantageusement, la première extrémité de chaque tige de guidage qui circule dans la piste de guidage forme une liaison rotule avec la piste de guidage, de façon à pouvoir tolérer les mouvements de la piste de guidage autour de l'axe de référence. Chaque tige de guidage est de préférence reliée à un des pieds d'aube par une liaison rotule toujours de façon à pouvoir tolérer les mouvements de la piste de guidage. Avantageusement, chaque pied d'aube est monté sur le disque de support de façon à être mobile en rotation par rapport à un axe de calage perpendiculaire à l'axe longitudinal et à l'axe de référence.

Avantageusement, la piste de guidage est pourvue de butées axiales agencées de manière à empêcher tout mouvement suivant l'axe longitudinal des tiges de guidage par rapport à la piste de guidage. Ainsi, lorsque la piste de guidage pivote autour de l'axe de référence, les tiges de guidage sont translatées suivant l'axe longitudinal, ce qui leur permet de faire pivoter les pieds d'aubes autour de l'axe de calage. Ce système permet donc de modifier facilement l'amplitude de calage des aubes de la soufflante. Selon un mode de réalisation préférentiel, la piste de guidage s'étend autour de l'axe longitudinal. La piste de guidage est de préférence circulaire, de préférence autour de l'axe longitudinal, ce qui facilite sa fabrication. Un deuxième aspect de l'invention concerne également un turboréacteur comportant une soufflante selon l'une des revendications précédentes. BREVES DESCRIPTION DES FIGURES D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront à la lecture de la description détaillée qui suit, en référence aux figures annexées, qui illustrent : - La figure 1, une représentation schématique en coupe d'une soufflante selon un mode de réalisation de l'invention ; - La figure 2, une représentation schématique en perspective de la piste de guidage de la soufflante de la figure 1 ; - La figure 3, une autre représentation schématique en coupe de la soufflante de la figure 1.

Pour plus de clarté, les éléments identiques ou similaires sont repérés par des 5 signes de références identiques sur l'ensemble des figures. DESCRIPTION DETAILLEE D'AU MOINS UN MODE DE REALISATION Les figures 1 et 3 représentent une soufflante de turboréacteur double flux selon un mode de réalisation de l'invention. Cette soufflante la présente une symétrie de révolution autour d'un axe longitudinal 2 correspondant également à l'axe du turboréacteur. La soufflante la comprend une partie stator 4, ainsi qu'une partie 6 mobile en rotation autour de l'axe longitudinal 2. La partie stator 4 est fixe et comprend un carter extérieur fixe de soufflante 8, solidaire d'un bec de séparation permettant d'assurer la délimitation entre le flux primaire 12 et le flux secondaire 14 du turboréacteur. En outre, ce carter extérieur fixe de soufflante 8 porte vers l'avant un carénage aérodynamique 16 délimitant l'entrée d'air 18 du turboréacteur. La partie rotative 6 comprend quant à elle une pluralité d'aubes de soufflante 20, dont une seule est visible sur les figures 1 et 3, ainsi qu'un disque de support des aubes 22 centré sur l'axe longitudinal 2. Le disque de support 22 présente une pluralité d'orifices 28 espacés circonférentiellement les uns des autres, chacun étant dédié au logement de l'une des aubes de soufflante 20. Ainsi, comme cela est représenté pour l'une des aubes 20 sur la figure 1, l'orifice 28 reçoit le pied d'aube 30 de l'aube 20 de manière à autoriser une rotation de celle-ci selon un axe de calage 32. Cet axe de calage 32 est de préférence sensiblement perpendiculaire à l'axe longitudinal 2, et de préférence sensiblement radial. Cela est notamment permis par la mise en place de paliers de roulements 34 entre l'orifice 28 et le pied d'aube 30. Ce montage rotatif de l'aube 20 par rapport au disque de support 22 selon l'axe de calage 32 est prévu pour pouvoir piloter cette aube 20 en incidence, grâce à un système de calage 40 en incidence qui va maintenant être décrit, et qui est de préférence sensiblement identique pour chacune des aubes.

6 Ce système de calage 40 comporte de préférence une pluralité de tiges de guidage 36, chaque tige de guidage comportant une première extrémité 42 et une deuxième extrémité 41 reliée au pied d'aube 30. Plus précisément, la deuxième extrémité 41 de chaque tige de guidage 36 est de préférence reliée à une partie 46 d'un des pieds d'aube 30 qui est excentrée par rapport à l'axe 32. La deuxième extrémité 41 de chaque tige de guidage 36 est de préférence reliée à la périphérie du pied d'aube 30 auquel elle est reliée. Chaque pied d'aube 30 présente de préférence une section circulaire. En outre, la deuxième extrémité 41 de la tige de guidage 36 est reliée au pied d'aube 30 par l'intermédiaire d'une liaison rotule 52 qui permet d'accommoder les mouvements de pivotement de la tige de guidage 36 par rapport au pied d'aube 30. Le système de calage 40 comporte également une piste de guidage 37 qui est de préférence circulaire autour de l'axe longitudinal 2. Une partie de la piste de guidage 37 est représentée plus précisément sur la figure 2. La piste de guidage 37 est de préférence pourvue d'une rainure 38 délimitée par deux parois latérales 39 et un fond 43. La rainure 38 chemine autour de l'axe longitudinal 2.La première extrémité 42 de chaque tige de guidage 36 est insérée dans la rainure 38. La première extrémité 42 de la tige de guidage 36 forme avec la rainure 38 une liaison rotule de sorte que la tige de guidage 36 peut pivoter dans toutes les directions par rapport à la piste de guidage 37. En outre, la piste de guidage 37 est pourvue de butées axiales 44 disposées aux extrémités de chaque paroi latérale 39 de façon à empêcher tout mouvement suivant l'axe longitudinal 2 des tiges de guidage 36 par rapport à la piste de guidage 37. La deuxième extrémité 42 de chaque tige de guidage 36 est donc emprisonnée axialement dans la rainure 37. Par ailleurs, la piste de guidage 37 est montée mobile en rotation autour d'un axe de référence 45. Cet axe de référence 45 est de préférence sensiblement perpendiculaire à l'axe longitudinal 2. La soufflante comporte également des moyens de commande 51 permettant de commander la rotation de la piste de guidage 37 autour de l'axe de référence 45. Ces moyens de commande 51 comportent de préférence un vérin 47 qui est relié à une partie 48 de la piste de guidage 37. Cette partie 48 est de préférence excentrée radialement par rapport à l'axe de référence 45. Le vérin 47 permet de tirer vers lui la partie 48 de la piste de guidage 37 à laquelle il est relié ou de repousser la partie 48 de la piste de guidage 37 à laquelle il est relié. Les moyens de commande 51 comportent également de préférence des moyens de contrôle permettant de commander le vérin 47. Ainsi, en fonctionnement, les premières extrémités 42 des tiges de guidage 36 cheminent dans la rainure 38. Lorsque la piste de guidage 37 pivote autour de l'axe de référence 45, certaines parties 49 de la piste de guidage 37 s'éloignent des pieds Zo d'aube 30, tandis que d'autres parties 50 de la piste de guidage 37 se rapprochent des pieds d'aube 30. Comme les tiges de guidage 36 se déplacent axialement avec la piste de guidage, lorsqu'une tige de guidage 36 transite à travers une partie 49 éloignée des pieds d'aube 30, elle tire le pied d'aube 30 auquel elle est reliée vers elle dans une première direction D1, de sorte que ce pied d'aube 30 pivote autour de 15 l'axe de calage 32 dans un premier sens F1, ce qui entraîne une variation de l'angle de calage de cette aube. De même,.lorsque cette tige de guidage 36 passe par une partie 50 de la piste de guidage qui est proche des pieds d'aube 30, elle pousse le pied d'aube 30 auquel elle est reliée dans une deuxième direction D2 de sorte ce pied d'aube 30 pivote autour de l'axe de calage 32 dans un deuxième sens F2.

20 Ainsi, en contrôlant l'inclinaison de la piste de guidage 36 autour de l'axe de référence 45, on peut contrôler l'amplitude de la variation du calage des aubes 20 lors d'une rotation du rotor soufflante (fan). L'angle d'inclinaison a de la piste de guidage par rapport à la normale peut être contrôlé à tout instant, ce qui permet de faire varier l'amplitude de calage des aubes 20.

25 Ainsi, la soufflante selon l'invention peut être utilisée avec des flux de distorsions variables en entrée. Naturellement, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits en référence aux figures et diverses modifications peuvent être envisagées sans sortir du cadre de l'invention. 5 15 20 25

Claims

REVENDICATIONS1. Soufflante (1a) de turboréacteur comprenant : - un disque de support (22) apte à être mis en rotation par rapport à un axe longitudinal (2), - une pluralité d'aubes (20) de soufflante, chaque aube (20) de soufflante étant montée sur le disque de support (22) par l'intermédiaire d'un pied d'aube (30); un système de calage (40) en incidence comportant : o une pluralité de tiges de guidage (36), chaque tige de guidage (36) étant reliée à une partie excentrée (46) de chaque pied d'aube (30); o une piste de guidage (37) dans laquelle circule une première extrémité (42) de chaque tige de guidage (36); caractérisée en ce que la piste de guidage (37) est mobile en rotation autour d'un axe de référence (45) perpendiculaire à l'axe longitudinal (2).
2. Soufflante (1 a) de turboréacteur selon la revendication précédente, comportant en outre des moyens de commande (51) de la rotation de la piste de guidage (37) autour de l'axe de référence (45).
3. Soufflante (1 a) de turboréacteur selon la revendication précédente, dans laquelle les moyens de commande (51) comportent un vérin (47) agencé de manière à commander la rotation de la piste de guidage (37) autour de l'axe de référence (45). 10 15 20 25
4. Soufflante (1 a) de turboréacteur selon la revendication précédente, dans laquelle le vérin (47) est relié à une partie de la piste de guidage (37) excentrée par rapport à l'axe de référence (45).
5. Soufflante (1 a) de turboréacteur selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle la première extrémité (42) de chaque tige de guidage (36) qui circule dans la piste de guidage (37) forme une liaison rotule avec la piste de guidage (37).
6. Soufflante (1 a) de turboréacteur selon la revendication précédente, dans laquelle chaque tige de guidage (36) est reliée à un des pieds d'aube (30) par une liaison rotule.
7. Soufflante (1 a) de turboréacteur selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle la piste de guidage (37) est pourvue de butées axiales (44) agencées de manière à empêcher tout mouvement suivant l'axe longitudinal (2) des tiges de guidage (36) par rapport à la piste de guidage (37).
8. Soufflante (1 a) de turboréacteur selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle chaque pied d'aube (30) est monté sur le disque de support (22) de façon à être mobile en rotation par rapport à un axe de calage (32) perpendiculaire à l'axe longitudinal (2) et à l'axe de référence (45).
9. Soufflante (1 a) de turboréacteur selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle la piste de guidage (37) est circulaire.
10. Turboréacteur comportant une soufflante (1 a) selon l'une des revendications précédentes. 30