FR2998921A1

FR2998921A1 - Systeme de propulsion comportant un organe recouvert d'un revetement glaciophobe

Info

Publication number: FR2998921A1
Application number: FR1261551A
Authority: FR
Inventors: Emilie Goncalves; Wouter Balk; Jean-Christophe Rietsch
Original assignee: Safran SA
Current assignee: Safran SA
Priority date: 2012-12-03
Filing date: 2012-12-03
Publication date: 2014-06-06

Abstract

L'invention concerne un système de propulsion comportant un organe (1, 2) recouvert, au moins partiellement, d'un revêtement glaciophobe (3), ledit organe (1, 2) étant équipé de moyens de génération de vibrations (4) au sein dudit organe (1, 2) et/ou dudit revêtement (3).

Description

Système de propulsion comportant un organe recouvert d'un revêtement glaciophobe La présente invention concerne un système de propulsion comportant un organe recouvert, au moins partiellement, d'un revêtement glaciophobe. Un système de propulsion comporte classiquement une nacelle et/ou une turbomachine, telle qu'un turboréacteur ou un turbopropulseur.

Lors du fonctionnement en vol d'un turboréacteur, une couche de glace ou de givre peut se former au niveau de la manche d'entrée d'air de la nacelle, puis se détacher par morceaux. Ces morceaux impactent alors les aubes de la soufflante située directement en aval. Afin de limiter la formation de glace sur la manche d'entrée d'air, il est connu de chauffer cette dernière à l'aide d'une résistance électrique ou de faire circuler de l'air chaud le long de parois de la manche d'entrée d'air. Une telle forme de réalisation nécessite une dépense énergétique importante, a un coût de maintenance élevé et peut, dans certains cas, infliger des dégradations à la structure par surchauffe intempestive. On notera que, d'une manière générale, il existe une forte tendance dans l'aéronautique à utiliser de plus en plus de pièces en matériau composite à matrice organique. Or, de telles pièces sont sensibles à l'endommagement par surchauffe. Il est donc nécessaire de développer des moyens de dégivrage adaptés, capables de fonctionner efficacement sans nécessiter de chauffage des pièces. Lors du fonctionnement d'un turbopropulseur en vol, une 30 couche de glace ou de givre peut se former sur les bords d'attaque des pales de l'hélice, ce qui nuit au bon fonctionnement du turbopropulseur.

Afin de limiter la formation de glace sur les pales, celles-ci peuvent être recouvertes, en moins en partie, d'un revêtement dit glaciophobe (ou « icephobic ») qui permet de limiter la formation et l'accumulation de glace sans nécessiter un chauffage des pales. Ces revêtements ont en particulier de faibles propriétés d'adhésion avec la glace. L'utilisation d'un tel revêtement pour recouvrir les bords d'attaque des pales d'une hélice est notamment connue du document EP 2 431 276.

Malgré l'utilisation de ces revêtements, il a été constaté que des couches de glace peuvent tout de même se former en fonctionnement, ce qui peut nuire au fonctionnement du turboréacteur ou du turbopropulseur. L'invention a notamment pour but d'apporter une solution simple, efficace et économique à ce problème. A cet effet, elle propose un système de propulsion comportant un organe recouvert, au moins partiellement, d'un revêtement glaciophobe, caractérisé en ce que ledit organe est équipé de moyens de génération de vibrations au sein dudit organe et/ou dudit revêtement.

De tels moyens de génération de vibrations permettent de détacher efficacement la couche de glace ou de givre qui se forme sur l'organe, et plus particulièrement sur le revêtement glaciophobe, avant que cette couche n'atteigne une épaisseur ou une étendue critique, préjudiciable au bon fonctionnement du système de propulsion.

Selon une première forme de réalisation de l'invention, les moyens de génération de vibrations comportent au moins un vérin conçu pour solliciter ledit organe ou ledit revêtement glaciophobe. Selon une deuxième forme de réalisation de l'invention, les moyens de génération de vibrations comportent des moyens de génération d'une onde acoustique, tels qu'un haut-parleur, aptes à solliciter ledit organe ou ledit revêtement glaciophobe.

Selon une troisième forme de réalisation de l'invention, les moyens de génération de vibrations comportent des moyens d'entraînement en rotation et de génération d'un balourd, reliés audit organe ou audit revêtement glaciophobe.

Selon une quatrième forme de réalisation de l'invention, les moyens de génération de vibrations comportent au moins un élément piézoélectrique couplé à des moyens d'alimentation délivrant un courant électrique alternatif d'excitation dudit organe piézoélectrique. Dans ce cas, l'élément piézoélectrique est de préférence collé contre l'organe et/ou contre le revêtement glaciophobe. En outre, l'organe peut être une manche d'entrée d'air d'un turboréacteur, ou une pale, par exemple une pale d'une hélice d'un turbopropulseur. L'invention sera mieux comprise et d'autres détails, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante faite à titre d'exemple non limitatif en référence aux dessins annexés dans lesquels : - les figures 1 à 4 illustrent schématiquement une partie d'une manche d'entrée d'air d'un turboréacteur selon quatre formes de réalisation de l'invention, - la figure 5 est une vue schématique d'une hélice de turbopropulseur selon une forme de réalisation de l'invention, - la figure 6 est une vue en coupe d'une partie d'un bord d'attaque de l'hélice de la figure 5.

La figure 1 représente une manche d'entrée d'air 1 d'un turboréacteur selon une première forme de réalisation de l'invention, comportant une paroi externe 2 dont l'extrémité amont arrondie est recouverte d'un revêtement 3 dit glaciophobe qui permet de limiter la formation et l'accumulation de glace. Ces revêtements 3 ont en particulier de faibles propriétés d'adhésion avec la glace. A titre d'exemple, un tel 2 99 892 1 4 revêtement 3 est par exemple une couche à base de PTFE, de silicone, ou encore de siloxane. La manche d'entrée d'air 1 est en outre équipée d'au moins un vérin 4 comportant un corps fixe 5 monté sur une partie fixe de la 5 manche d'entrée d'air 1 ou de la nacelle du turboréacteur, et une tige 6 mobile par rapport au corps 5, dont l'extrémité est reliée à la paroi externe 2 ou vient en appui contre celle-ci. Des moyens de commande (non représentés) du ou des vérins permettent d'actionner chaque tige mobile 6 de façon à ce qu'elle 10 exerce un effort variant périodiquement dans le temps, à une fréquence inférieure à 50 Hz par exemple. De cette manière, la paroi externe 2 et le revêtement 3 subissent des déformations répétées et de faible amplitude, de façon à générer des vibrations. Ces vibrations permettent, en fonctionnement, de 15 décoller ou détacher aisément une éventuelle couche de glace ou de givre formée sur l'extrémité amont revêtue de la manche d'entrée d'air 1. La figure 2 illustre une manche d'entrée d'air 1 selon une deuxième forme de réalisation de l'invention, dans laquelle la manche d'entrée d'air 1 est équipée d'au moins un haut-parleur 7 générant une 20 onde acoustique dirigée vers la paroi externe 2 et vers le revêtement glaciophobe 3. L'onde acoustique a par exemple une fréquence comprise entre 50 à 1000 Hz, de façon à faire vibrer la paroi externe 2 et le revêtement 3, et décoller ainsi une éventuelle couche de glace formée sur l'extrémité amont de la manche d'entrée d'air 1.

25 La figure 3 illustre une manche d'entrée d'air 1 selon une troisième forme de réalisation de l'invention, équipée d'au moins une masselotte 8 formant un balourd et entrainée en rotation autour d'un axe 9, à l'aide d'un moteur électrique. La fréquence de rotation de la masselotte 8 est comprise par exemple entre 5 et 5000 Hz. L'axe 9 étant relié par une 30 liaison rigide 10 à la paroi externe 2, la rotation de masselotte 8 fait vibrer la paroi externe 2 et le revêtement glaciophobe 6 de façon à décoller une éventuelle couche de glace formée sur l'extrémité amont de la manche d'entrée d'air 1. La figure 4 illustre une manche d'entrée d'air 1 selon une quatrième forme de réalisation de l'invention, équipée d'éléments piézo- électriques 15 appliqués sur la surface interne 11 de la paroi externe 2. Chaque élément piézoélectrique 15 est relié à une alimentation électrique (non représentée) fournissant un courant alternatif à une fréquence comprise entre 50 et 1000 Hz. La déformation de l'élément piézoélectrique 15, provoquée par le passage du courant, sollicite la paroi externe 2 et le revêtement glaciophobe 3 de façon à les faire vibrer et à décoller une éventuelle couche de glace formée sur l'extrémité amont de la manche d'entrée d'air 1. Les figures 5 et 6 illustrent une hélice 12 d'un turbopropulseur comportant plusieurs pales 13 dont les bords d'attaque 14 comprennent des zones radialement internes recouvertes d'un revêtement glaciophobe 3. Dans cette forme de réalisation, des éléments piézoélectriques 15 sont intégrés dans une couche intermédiaire 14 située entre la pale 13 et le revêtement glaciophobe 3. Comme précédemment, chaque élément piézoélectrique 15 est relié à une alimentation électrique (non représentée) fournissant un courant alternatif à une fréquence comprise entre 50 et 1000 Hz. La déformation de l'élément piézoélectrique 15, provoquée par le passage du courant, sollicite le revêtement glaciophobe 3 de façon à le faire vibrer et à décoller une éventuelle couche de glace formée sur le bord d'attaque 14 de la pale 13.

Claims

REVENDICATIONS1. Système de propulsion comportant un organe (1, 2, 13) recouvert, au moins partiellement, d'un revêtement glaciophobe (3), caractérisé en ce que ledit organe (1, 2, 13) est équipé de moyens de génération de vibrations (4, 7, 8, 10) au sein dudit organe (1, 2, 13) et/ou dudit revêtement (3).
2. Système de propulsion selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de génération de vibrations comportent au moins un vérin (4) conçu pour solliciter ledit organe (1, 2) ou ledit revêtement glaciophobe (3).
3. Système de propulsion selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de génération de vibrations comportent des moyens de génération d'une onde acoustique, tels qu'un haut-parleur (7), apte à solliciter ledit organe (1, 2) ou ledit revêtement glaciophobe (3).
4. Système de propulsion selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de génération de vibrations comportent des moyens (10, 9) d'entraînement en rotation et de génération d'un balourd (8), reliés audit organe (1, 2) ou audit revêtement glaciophobe (3).
5. Système de propulsion selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de génération de vibrations comportent au moins un élément piézoélectrique (10) couplé à des moyens d'alimentation délivrant un courant électrique alternatif d'excitation dudit élément piézoélectrique (15).
6. Système de propulsion selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'élément piézoélectrique (10) est collé contre l'organe (1, 2, 13) et/ou contre le revêtement glaciophobe (3).
7. Système de propulsion selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'organe est une manche d'entrée d'air (1, 2).
8. Système de propulsion selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'organe est une pale (13).