FR3050719A1 - Helice pour turbomachine d'aeronef comprenant des moyens de secours de calage en incidence de pale - Google Patents

Abstract

Afin de simplifier la conception d'une hélice (32) de turbomachine d'aéronef, tout en renforçant sa fonction de sécurité vis-à-vis du calage en incidence de pale, l'invention prévoit une hélice comprenant des moyens secondaires d'accouplement en rotation (63), selon l'axe radial (62) de pale, de l'extrémité radiale interne (64) du pied de pale (54) avec un organe de jonction mécanique (72) d'un dispositif (66) de calage en incidence de la pale, les moyens secondaires (63) étant configurés pour être actifs en cas de défaillance de l'axe principal (70).

Description

HELICE POURTURBOMACHINE D'AERONEF COMPRENANT DES MOYENS DE SECOURS DE CALAGE EN INCIDENCE DE PALE

DESCRIPTION

DOMAINE TECHNIQUE

La présente invention se rapporte à une hélice pour turbomachine d'aéronef. Elle concerne plus spécifiquement la gestion de la rétention radiale des pales de l'hélice ainsi que la gestion de leur calage en incidence. En particulier, l'invention se rapporte à la fonction de sécurité en cas de défaillance des moyens principaux permettant d'assurer le calage en incidence des pales, cette fonction étant également dénommée « Fail Safe ». L'invention s'applique de préférence aux turbomachines comportant un doublet d'hélices contrarotatives non-carénées, ces turbomachines étant également dénommées « à Open Rotor », ou encore « CROR » (de l'anglais « Contra Rotative Open Rotor»). Néanmoins, l'application de l'invention peut s'étendre à toute autre turbomachine comprenant une ou plusieurs hélices, comme par exemple les turbopropulseurs.

ETAT DE LA TECHNIQUE ANTERIEURE

Les hélices de turbomachine d'aéronef ont déjà fait l'objet de nombreux développements, notamment pour ce qui concerne la gestion de la fonction de sécurité en cas de défaillance d'une pale. Cette fonction dite « Fail Safe » permet de faire en sorte que suite à une défaillance de l'axe principal de rétention de la pale, celle-ci puisse toujours être retenue radialement, relativement au moyeu de l'hélice. Des conceptions permettant d'assurer une telle fonction sont par exemple divulguées dans les documents FR 2 943 984 et FR 2 943 985.

De plus, toujours en cas de défaillance de l'axe principal, ce dernier ne permet plus d'assurer le calage en incidence des pales. Par conséquent, il existe un besoin d'optimisation des solutions existantes pour répondre aux exigences toujours plus élevées en matière de fonction Fail Safe, tout en simplifiant la conception pour en réduire les coûts.

EXPOSÉ DE L'INVENTION

Pour répondre au moins partiellement à ce besoin, l'invention a pour objet une hélice pourturbomachine d'aéronef comprenant : un moyeu centré sur un axe de rotation de l'hélice ; une pluralité de pales d'hélice comportant chacune un pied de pale équipé d'une extrémité radiale interne, et, associés à au moins l'une desdites pales : un dispositif de calage en incidence de la pale, conçu pour faire varier la pale en incidence en la faisant pivoter selon un axe radial de cette pale, le dispositif de calage en incidence comprenant un organe de jonction mécanique avec l'extrémité radiale interne du pied de pale ; un axe principal de rétention de la pale selon une direction radiale de celle-ci, ledit axe principal de rétention accouplant en translation et en rotation, selon l'axe radial de la pale, le pied de pale au dispositif de calage en incidence en traversant l'extrémité radiale interne ainsi que l'organe de jonction mécanique ; et un élément secondaire de rétention de la pale selon la direction radiale de celle-ci, ledit élément secondaire étant configuré pour être actif en cas de défaillance de l'axe principal.

Selon l'invention, l'hélice comprend des moyens secondaires d'accouplement en rotation, selon l'axe radial de pale, de l'extrémité radiale interne avec l'organe de jonction mécanique, lesdits moyens secondaires étant configurés pour être actifs en cas de défaillance de l'axe principal. L'invention présente ainsi une conception astucieuse qui permet d'obtenir une fonction Fail Safe vis-à-vis du calage en incidence de pale, tout en étant basée sur une conception simple, comprenant un nombre d'éléments limités. Elle offre par conséquent une solution très satisfaisante en termes de sécurité et de coûts. L'invention présente de préférence au moins l'une des caractéristiques optionnelles suivantes, prises isolément ou en combinaison.

Selon un premier mode de réalisation préféré de l'invention, l'extrémité radiale interne et l'organe de jonction mécanique définissent un assemblage mâle-femelle formant tout ou partie des moyens secondaires d'accouplement en rotation, grâce à une interface de section transversale non circulaire. A cet égard, il est noté que cette section transversale peut comporter au moins une portion droite, permettant le couplage en rotation des deux éléments. Plus précisément, la section transversale peut présenter une forme générale éliptique ou polygonale, par exemple carrée, rectangulaire, hexagonale.

Selon un second mode de réalisation préféré, éventuellement combinable avec le premier mode, les moyens secondaires d'accouplement en rotation comprennent : un organe d'accouplement s'étendant selon la direction radiale de la pale et étant solidaire en rotation de l'un des éléments parmi l'extrémité radiale interne et l'organe de jonction mécanique ; et une rainure s'étendant selon la direction radiale de la pale et pratiquée sur l'autre des éléments parmi l'extrémité radiale interne et l'organe de jonction mécanique, ledit organe d'accouplement étant logé dans la rainure.

Dans ce second mode, l'organe d'accouplement peut être une clavette ou une nervure réalisée d'une seule pièce avec ledit un des éléments parmi l'extrémité radiale interne et l'organe de jonction mécanique.

Quel que soit le mode de réalisation préféré envisagé parmi les deux décrits ci-dessus, l'hélice peut comprendre de plus : un organe creux faisant partie intégrante du moyeu et définissant une cavité de logement traversée par le pied de pale ; et un dispositif de guidage en rotation du pied de pale, le dispositif de guidage en rotation étant logé dans ladite cavité de logement, entre une paroi latérale de l'organe creux et le pied de pale.

De plus, dans une configuration assemblée de l'hélice, ladite cavité de logement est équipée dudit élément secondaire de rétention, ledit élément secondaire de rétention traversant un orifice de logement dans le pied de pale, et étant agencé, selon la direction radiale, à distance d'un élément de butée radiale formé par l'organe creux, la paroi latérale de l'organe creux présente un orifice d'introduction de l'élément secondaire de rétention dans la cavité de logement, l'orifice d'introduction étant conçu pour être traversé par l'élément secondaire de rétention lorsque l'hélice se trouve, au cours de son assemblage, dans une configuration de montage de l'élément secondaire de rétention dans laquelle l'orifice d'introduction est aligné avec l'orifice de logement du pied de pale, et l'hélice est conçue de manière à présenter, dans sa configuration assemblée, un décalage selon la direction radiale entre l'orifice d'introduction et l'orifice de logement du pied de pale.

Alternativement, l'hélice peut comprendre : un organe creux faisant partie intégrante du moyeu et définissant une cavité de logement traversée par le pied de pale ; et un dispositif de guidage en rotation du pied de pale, le dispositif de guidage en rotation étant logé dans ladite cavité de logement, entre une paroi latérale de l'organe creux et le pied de pale, et, dans une configuration assemblée de l'hélice, ladite cavité de logement est équipée dudit élément secondaire de rétention de pale traversant un orifice de logement dans le pied de pale, et étant agencé, selon la direction radiale, à distance d'un élément de butée radiale formant un fond de l'organe creux, l'élément de butée radiale étant traversé par le pied de pale et monté de façon amovible sur la paroi latérale de l'organe creux.

De préférence, le dispositif de guidage en rotation du pied de pale est monté vissé dans la cavité de logement.

De préférence, l'hélice comprend un arbre d'entraînement en rotation centré sur l'axe de rotation, et autour duquel est agencé le dispositif de calage en incidence de la pale. L'invention a aussi pour objet une turbomachine d'aéronef comprenant une hélice telle que décrite ci-dessus, ladite turbomachine comprenant de préférence un récepteur à doublet d'hélices contra rotatives non-carénées. L'invention a enfin pour objet un aéronef comprenant au moins une telle turbomachine, celle-ci étant préférentiellement rapportée en partie arrière du fuselage. Alternativement, elle peut être rapportée sur une aile de l'aéronef ou sur une portion plus avancée de son fuselage, sans sortir du cadre de l'invention. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront dans la description détaillée non limitative ci-dessous.

BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS

Cette description sera faite au regard des dessins annexés parmi lesquels ; - la figure 1 représente une vue schématique en perspective d'un aéronef comprenant des turbomachines selon l'invention ; - la figure 2 représente une vue simplifiée en perspective d'une turbomachine selon un mode de réalisation préféré de l'invention ; - la figure 3 représente une vue en perspective d'une partie d'une hélice équipant la turbomachine montrée sur la figure précédente, l'hélice se présentant sous la forme d'un premier mode de réalisation préféré de l'invention ; - la figure 4 représente une vue agrandie en perspective d'une partie de l'hélice montrée sur la figure précédente ; - la figure 5 représente une vue éclatée en perspective de la partie de l'hélice montrée sur la figure précédente ; - la figure 6 est une vue en coupe transversale de l'hélice montrée sur les figures précédentes ; - les figures 6a et 6b sont des vues en coupe prises respectivement le long des lignes Vla-VIa et VIb-Vlb de la figure 6 ; - la figure 7 est une vue en perspective montrant une spécificité de l'hélice, dédiée à faciliter son procédé d'assemblage ; - les figures 8 à 11b' sont des vues illustrant les étapes d'un procédé d'assemblage de l'hélice, selon un mode de réalisation préféré ; - les figures 12 à 14 sont des vues illustrant un second mode de réalisation préféré de l'invention, dans lequel les moyens secondaires d'accouplement en rotation diffèrent par rapport à ceux mis en œuvre dans le premier mode ; et

- la figure 15 représente une vue en coupe transversale similaire à celle de la figure 6, avec l'hélice se présentant sous la forme d'une alternative de réalisation. EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PRÉFÉRÉS

En référence tout d'abord à la figure 1, il est représenté un aéronef 100 comprenant un ou plusieurs ensembles moteurs 1. Plus précisément, l'aéronef comporte deux ensembles 1 chacun rapporté en partie arrière d'un fuselage 102 de cet aéronef. La fixation de chaque ensemble moteur 1 sur le fuselage 102 est réalisée de manière conventionnelle, à l'aide d'un mât d'accrochage 104 ou EMS (de l'anglais « Engine Mounting Structure »).

Chaque ensemble moteur 1 comprend une turbomachine 10 selon l'invention, entourée d'une nacelle 11.

Comme cela est visible sur les figures 1 et 2, la turbomachine 10 est du type Open Rotor en mode Pusher, c'est-à-dire qu'elle comprend un générateur de gaz ainsi qu'un récepteur à doublet d'hélices contrarotatives non-carénées, ce récepteur étant agencé en arrière par rapport au générateur de gaz.

Dans toute la description qui va suivre, par convention, la direction X correspond à la direction longitudinale de l'ensemble moteur 1, qui est également assimilable à la direction longitudinale de la turbomachine 10 et de cet ensemble 1. Cette direction X est parallèle à un axe longitudinal 5 de la turbomachine 10. D'autre part, la direction Y correspond à la direction orientée transversalement par rapport à l'ensemble moteur 1 et également assimilable à la direction transversale de la turbomachine 10, tandis que la direction Z correspond à la direction verticale ou de la hauteur. Ces trois directions X, Y et Z sont orthogonales entre elles et forment un trièdre direct. D'autre part, les termes « amont » et « aval » sont à considérer par rapport à une direction principale d'écoulement des gaz à travers les turbomachines 10, cette direction étant représentée schématiquement par la flèche 19.

Globalement, chaque turbomachine 10 comporte de l'amont vers l'aval un compresseur basse pression 13, un compresseur haute pression 12, une chambre de combustion 14, une turbine haute pression 16 et une turbine basse pression 18. Le compresseur basse pression 13 et la turbine basse pression 18 sont reliés par un arbre basse pression (non représenté), tandis que le compresseur haute pression 12 et la turbine haute pression 16 sont reliés par un arbre haute pression (non représenté) pour former ensemble un générateur de gaz. Tous ces éléments sont entourés par un carter moteur 26 centré sur l'axe 5.

En aval de la turbine basse pression 18, il est prévu un récepteur 30 du type à doublet d'hélices contra rotatives, à savoir une hélice amont 32 et une hélice aval 34. Bien que cela n'ait pas été représenté, les hélices sont entraînées via une turbine libre de puissance ou par un réducteur à train épicycloïdal. A l'avant du récepteur 30, la turbomachine 10 est entourée par la nacelle 11 qui comprend une entrée d'air 36, prolongée vers l'arrière par des capots mobiles 38 donnant accès aux équipements de la turbomachine, pour les opérations de maintenance. L'une des particularités de l'invention réside dans la conception des hélices 32, 34. Leur conception étant identique ou similaire, seule celle de l'hélice amont 32 va à présent être détaillée ci-dessous, en référence aux figures 3 à 7 se rapportant à un premier mode de réalisation préféré de l'invention.

Tout d'abord en référence à la figure 3, l'hélice 32 comporte un moyeu 40 centré sur l'axe de rotation de l'hélice, correspondant à l'axe 5. Ce moyeu 40 comporte un anneau principal 42 centré sur l'axe 5, percé de plusieurs ouvertures 44 espacées circonférentiellement les unes des autres, et orientées radialement relativement à cet axe 5. Le moyeu 40 comporte également des organes creux 46 associés aux ouvertures 44 et s'étendant radialement vers l'extérieur à partir de l'anneau principal 42. Chaque organe creux 46 est destiné à la réception d'une pale 50 de l'hélice, comme cela sera exposé en détail ci-après. En outre, l'hélice comprend un capotage extérieur 52 représenté uniquement schématiquement sur la figure 3, ce capotage 52 étant centré sur l'axe 5 et agencé autour des organes creux 46. De manière conventionnelle, la surface extérieure de ce capotage 52 est destinée à être épousée par l'air circulant autour de la turbomachine, avant d'atteindre les pales des hélices. L'hélice 32 comprend ainsi une pluralité de pales 50, prévues dans un nombre par exemple compris entre huit et douze. Chaque pale 50 est préférentiellement agencée d'une manière identique ou similaire au sein de l'hélice. Par conséquent, seul l'agencement d'une pale 50 va à présent être décrit, en référence aux figures 4 à 6.

La pale 50 comporte de manière classique un pied 54 portant une aube 56. Ces deux éléments 54, 56 se succèdent selon la direction radiale de la pale, identifiée par la référence 60 sur les figures. Il est noté que de manière conventionnelle, la direction radiale 60 de la pale correspond à la direction de sa longueur, allant de son pied vers sa tête. Cette direction radiale 60 correspond également à celle de l'axe 62 autour duquel la pale est destinée à être pilotée en incidence, comme cela sera explicité ci-après.

La pale 50 peut être réalisée de manière conventionnelle, par exemple en étant entièrement fabriquée en matériau composite.

Le pied de pale 54 présente en partie radialement supérieure une forme cylindrique de section circulaire d'axe 62 parallèle à la direction radiale. L'une de ses extrémités est reliée à l'aube 56, tandis que l'autre extrémité, à savoir son extrémité radiale interne 64, est agencée radialement vers l'intérieur par rapport à l'anneau principal 42 du moyeu 40. Cette extrémité 64 est accouplée mécaniquement à un dispositif 66 de calage en incidence de la pale, de conception classique et connue de l'homme du métier. A cet égard, il est indiqué que l'hélice 32 comporte un arbre d'entraînement en rotation 68 centré sur l'axe 5, et autour duquel est agencé le dispositif de calage en incidence 66. D'une manière connue, le déplacement en rotation du dispositif 66 relativement à l'arbre d'entraînement 68, selon l'axe 5, permet de provoquer un déplacement relatif axial entre ces deux éléments 66, 68, qui entraîne alors un pivotement du pied de pale 54 selon son axe 62. L'accouplement mécanique entre l'extrémité 64 du pied 54 et le dispositif 66 de calage en incidence est réalisé par un axe 70, formant un axe principal 70 de rétention radiale de la pale 50. Cet axe 70 traverse en effet l'extrémité de pale 64 ainsi qu'un organe de jonction mécanique 72 situé en bout du dispositif 66 de calage en incidence. Il permet ainsi de retenir la pale 50 selon la direction radiale 60, en l'empêchant de se déplacer radialement vers l'extérieur relativement au moyeu 40, sous l'effet de l'effort centrifuge observé en fonctionnement.

Ainsi, en traversant à la fois l'extrémité radiale interne 64 du pied de pale 54 et l'organe de jonction mécanique 72 du dispositif de calage 66, l'axe principal 70 orienté orthogonalement à l'axe radial 62 permet d'accoupler ces deux éléments 54, 66 en translation et en rotation selon ce même axe 62. L'organe creux 46 s'étend selon l'axe 62, sur lequel il est centré. Il reste ouvert à son extrémité axiale située au niveau de l'ouverture 44 dans l'anneau principal 42, tandis qu'il est fermé au niveau de son extrémité opposée. Celle-ci est formée par une paroi de fermeture 76 traversée par le pied de pale 54 et agencée orthogonalement à ce même pied. L'organe creux 46 comporte également une paroi latérale 78 centrée sur l'axe 62, et délimitant avec la paroi de fermeture 76 une cavité de logement 80 débouchant sur l'ouverture 44. La paroi latérale 78 est cylindrique, de préférence de section en forme d'anneau centré sur l'axe 62. La cavité 80 présente ainsi une forme cylindrique de section circulaire, de diamètre Dl. L'organe creux 46 peut être réalisé d'un seul tenant, ou bien avec différents éléments rapportés les uns sur les autres, par exemple avec la paroi de fermeture 76 rapportée sur la paroi latérale 78.

La cavité de logement 80 est traversée par le pied de pale 54, qui s'étend au-delà de l'ouverture 44 dans la direction radiale vers l'intérieur. L'hélice 32 comporte également un dispositif 82 de guidage en rotation du pied de pale 54, ce dispositif prenant de préférence la forme d'un palier de roulement.

Ce dispositif de guidage 82 est logé dans la cavité de logement 80, en étant également centré sur l'axe 62, et agencé entre une paroi latérale 78 et le pied de pale 54. Son diamètre extérieur est sensiblement identique à celui du diamètre Dl de la cavité de logement 80. D'ailleurs, la surface extérieure du dispositif de guidage 82 comporte un filetage extérieur 84 permettant l'assemblage de ce dispositif 82 par vissage sur un filetage correspondant 86 pratiqué à l'intérieur de la cavité 80, sur la surface intérieure de la paroi latérale 78.

Dans la configuration assemblée de l'hélice 32 telle que montrée sur les figures 4 et 6, la cavité de logement 80 est équipée d'un autre axe 90 formant un élément secondaire de rétention radiale de la pale 50. Cet axe 90, ou axe de rétention, permet de réaliser une fonction de sécurité dite Fail Safe vis-à-vis du risque de perte du pied de pale, et il est donc configuré et assemblé de façon à être actif en cas de défaillance de l'axe principal 70 ou de défaillance du pied de pale 56.

Plus précisément, l'axe 90 est cylindrique de section circulaire, et traverse un orifice de logement 92 de forme correspondante, pratiqué dans le pied de pale 54. Un ajustement serré peut être prévu, de manière à ce que l'axe 90 puisse être retenu par friction par l'orifice 92. Néanmoins, cet ajustement serré n'est pas nécessaire, puisqu'en fonctionnement, l'axe 90 est de toute façon destiné à être retenu à l'intérieur de l'organe creux46. L'axe 90 fait saillie de part et d'autre de l'orifice de logement 92, et présente une longueur L1 légèrement inférieure au diamètre DI de la cavité 80, de manière à ce que cet axe 90 soit dépourvu de contact avec la surface intérieure de la paroi latérale 78 de l'organe creux 46.

Les parties de l'axe 90 en saillie du pied de pale sont agencées à distance de la paroi de fermeture 76 selon la direction radiale 60, de manière à éviter le contact. L'axe 90 est préférentiellement parallèle à la paroi de fermeture 76.

Ainsi, l'axe 90 est en attente, à savoir qu'il est uniquement destiné à entrer en contact avec la paroi de fermeture 76 en cas de défaillance de l'axe principal 70, par exemple en cas de rupture de ce dernier. Dans un tel cas, l'axe principal 70 n'est effectivement plus en mesure de retenir radialement le pied de pale 54, ce qui implique que le jeu radial entre la paroi de fermeture 76 et l'axe 90 est rapidement consommé sous l'effet de la force centrifuge s'appliquant sur la pale 50 de l'hélice en rotation. Une fois le jeu entièrement consommé, le contact entre ces éléments 76, 90 remplit de manière très satisfaisante la fonction de rétention radiale du pied de pale 54. Pour cette raison, l'axe 90 est considéré comme remplissant la fonction Fail Safe vis-à-vis d'une défaillance survenant sur le pied de pale 54 et/ou l'axe principal 70, et ce en matière de rétention radiale de la pale.

Pour ce qui concerne la fonction Fail Safe attachée au calage en incidence de la pale, il est tout d'abord noté qu'en l'absence de défaillance, le calage est réalisé grâce à l'entraînement en rotation du pied de pale 54 par l'organe de jonction mécanique 72 du dispositif 66, via l'axe principal 70. En cas de défaillance de ce dernier, il est prévu des moyens secondaires d'accouplement en rotation selon l'axe radial de pale 62, entre l'extrémité radiale interne 64 et l'organe de jonction mécanique 72. En d'autres termes, ces moyens secondaires, également dénommés moyens de secours, viennent en sus de l'axe principal 70 et sont configurés pour être actifs en cas de défaillance de ce même axe 70. Dans le premier mode de réalisation préféré, les moyens secondaires sont réalisés en prévoyant que l'extrémité radiale interne 64 et l'organe de jonction mécanique 72 forment un assemblage mâle-femelle, en étant insérés l'un dans l'autre. De préférence, l'organe femelle est constitué par l'organe de jonction mécanique 72 et l'organe mâle est constitué par l'extrémité radiale interne 64 du pied de pale, même si une solution inversée pour être retenue, sans sortir du cadre de l'invention.

Les moyens secondaires d'accouplement en rotation sont alors ici formés par l'interface 63 entre les éléments 64, 72 emboîtés l'un dans l'autre, grâce à une section transversale non circulaire de cette interface 63. Cette section transversale non circulaire, visible sur les figures 6a et 6b, est de préférence identique tout le long de l'emboîtement entre les deux éléments 64, 72, sauf bien entendu au niveau du passage de l'axe principal 70 comme cela est visible sur la figure 6b.

Pour assurer l'entraînement en rotation, la section transversale de l'interface 63 comporte au moins une portion droite, et prend plus préférentiellement une forme générale polygonale, par exemple carrée comme cela a été représenté sur les figures. Néanmoins, d'autres formes assurant un tel entraînement en rotation sont également possibles, comme des formes rectangulaire, hexagonale, éliptique, etc.

En l'absence de défaillance de l'axe principal 70, c'est donc celui-ci qui assure le calage en incidence de pale, éventuellement en combinaison avec l'assemblage mâle-femelle lorsqu'un très faible jeu de montage est prévu entre l'organe de jonction mécanique 72 et l'extrémité radiale interne 64 du pied de pale. En revanche, en cas de défaillance survenant sur l'axe principal 70, c'est la seule coopération de formes entre ces deux éléments 64, 72 qui permet de piloter la pale en incidence. A cet égard, il est noté que la forme de la surface latérale extérieure de l'extrémité radiale interne 64, ainsi que la forme de la surface latérale intérieure de l'organe de jonction mécanique 72, sont des surfaces fermées latéralement et toutes les deux sensiblement identiques à celle de l'interface 63. Enfin, la surface latérale extérieure de l'organe de jonction 72 est quant à elle préférentiellement cylindrique, de section circulaire.

Pour ce qui concerne la mise en place de l'axe secondaire 90, il est noté que la paroi latérale 78 de l'organe creux 46 présente un orifice 94 servant à l'introduction de cet axe 90 dans la cavité de logement 80. L'orifice 94 traversant la paroi 78 peut éventuellement être complété par un autre orifice aligné, pratiqué dans la portion opposée de la paroi latérale 78. Cet orifice complémentaire peut en particulier s'avérer utile pour l'extraction de l'axe 90, lors d'opérations de maintenance.

Dans la configuration assemblée de l'hélice, il est prévu un décalage selon la direction radiale 60 entre l'orifice d'introduction 94 et l'orifice de logement 92 pratiqué à travers le pied de pale 54. En d'autres termes, en configuration assemblée occupée notamment durant le fonctionnement de la turbomachine, l'axe Fail Safe 90 se situe dans un plan transversal différent de celui de l'orifice d'introduction 94, de sorte que les risques d'extraction accidentelle de l'axe 90 en dehors de la cavité 80 sont extrêmement réduits. Ils sont même réduits à néant par le fait que le palier de roulement 82 obture cet orifice 94, ainsi que son orifice complémentaire. En configuration assemblée, seule une portion radialement externe de la cavité 80 n'est pas occupée par le palier de roulement 82, cette portion étant celle dans laquelle se trouvent les parties en saillie de l'axe 90.

Comme cela est montré sur la figure 7, le pied de pale 54 et la paroi de fermeture 76 de l'organe creux 50 sont équipés de repères 96a, 96b qui, lorsqu'ils coïncident, indiquent que l'orifice de logement 92 et l'orifice d'introduction 94 présentent une position angulaire relative permettant l'introduction et l'extraction de l'axe 90 dans l'orifice de logement 92 via l'orifice 94, pour autant que ces orifices 92, 94 adoptent également une position relative adéquate selon la direction radiale 60, pour l'obtention de leur alignement. A cet égard, les figures suivantes illustrent un mode de réalisation préféré d'un procédé d'assemblage de l'hélice 32, qui a été décrite ci-dessus.

Tout d'abord en référence aux figures 8 et 8', l'hélice 32 est amenée dans une configuration de montage de l'axe de rétention 90, de manière à aligner l'orifice d'introduction 94 avec l'orifice de logement 92 du pied de pale. Pour ce faire, la pale 50 est amenée dans une position radiale légèrement rétractée dans laquelle elle se situe plus à l'intérieur que lorsqu'elle occupe sa configuration assemblée. La mise en coïncidence des deux repères 96a, 96b décrits en référence à la figure 7, permet de s'assurer de l'alignement des deux orifices 92, 94.

Ensuite, toujours en conservant la pale 50 et le moyeu 40 dans la configuration de montage précitée, il est mis en oeuvre une étape de mise en place de l'axe de rétention 90 dans l'orifice de logement 92. Pour ce faire, cet axe 90 est introduit dans la cavité 80 depuis l'extérieur de l'organe creux 46, en l'introduisant par l'orifice 94 pratiqué dans la paroi latérale 78, comme cela a été schématisé sur les figures 9a à 9c. Une fois l'axe de rétention 90 entièrement inséré dans la cavité 80 comme schématisé sur la figure 9c, il est procédé à un déplacement relatif selon la direction radiale 60 entre le moyeu 40 et la pale 50, comme visible sur la figure 10. Ce déplacement est réalisé par une mise en mouvement de la pale 50 radialement vers l'extérieur, ce qui a pour conséquence de déplacer son pied 54 au sein de l'organe creux 46 et d'obtenir ainsi un décalage radial 98 entre l'orifice d'introduction 94, et l'orifice de logement 92. Comme évoqué précédemment, ce même décalage 98 est observé entre l'orifice d'introduction 94 et l'axe de rétention Fail Safe 90, empêchant ce dernier de s'échapper en dehors de la cavité.

Ensuite, comme cela a été schématisé sur la figures lia, 11b et 11b', l'assemblage est poursuivi en vissant le palier de roulement 82 à l'intérieur de l'organe creux 46, via des moyens appropriés 99 coopérant avec le fond de ce palier 82.

Enfin, l'assemblage de l'hélice est poursuivi en réalisant un accouplement mécanique entre l'extrémité radiale interne 64 du pied de pale 54 et l'organe de jonction mécanique 72 du dispositif 66 de calage en incidence de la pale, par l'intermédiaire de l'axe principal 70 qui est inséré dans ces deux éléments 64, 72, préalablement emboîtés l'un dans l'autre. Cela permet d'amener l'hélice 32 dans sa configuration assemblée, montrée en particulier sur les figures 4 et 6.

En référence à présent aux figures 12 à 14, il va être décrit un second mode de réalisation préféré de l'invention, dans lequel seule la conception des moyens secondaires d'accouplement en rotation des éléments 64, 72 diffère par rapport au premier mode.

En effet, il n'est plus obligatoirement prévu une interface de section non circulaire entre les surfaces latérales de l'extrémité radiale interne 64 du pied de pale 54 et de l'organe de jonction mécanique 72 du dispositif 66 de calage, ces deux surfaces pouvant globalement être cylindriques, de section circulaire. Cependant, les moyens secondaires d'accouplement en rotation comprennent ici un organe d'accouplement 91 agencé à l'interface et s'étendant selon la direction radiale, cet organe d'accouplement 91 étant réalisé d'une seule pièce avec l'organe de jonction mécanique 72. Plus précisément, il s'agit d'une nervure 91 qui se projette en direction de l'axe de pale 62, à l'intérieur du creux défini par cet organe 72. Il est noté que cette nervure pourrait être remplacée par une clavette logée dans une rainure, sans sortir du cadre de l'invention.

La nervure 91 coopère avec une rainure 93 pratiquée sur la surface latérale extérieure de l'extrémité 64 du pied de pale, en s'étendant également selon la direction radiale 60. Ainsi, en étant logée dans cette rainure 93, la nervure 91 est capable de transmettre un mouvement de rotation à l'extrémité radiale interne 64 du pied de pale 54, pour le calage en incidence de la pale en mode Fail Safe.

Il est noté que la rainure 93 est ouverte à son extrémité supérieure, de manière à ce que le nervure 91 puisse y pénétrer et coulisser à l'intérieur lors de l'assemblage de la pale sur le dispositif 66 de calage en incidence, au cours duquel est observé un mouvement relatif de translation entre cette pale et l'organe de jonction mécanique 72, selon la direction radiale 60.

Bien entendu, la rainure 93 pourrait être pratiquée sur l'organe de jonction mécanique 72, tandis que la nervure 91 serait alors pratiquée sur l'extrémité 64 du pied de pale, sans sortir du cadre de l'invention.

Enfin, la figure 15 représente une alternative de réalisation dans laquelle l'axe 90 n'est plus inséré dans la cavité 80 par des orifices d'introduction traversant la paroi latérale 78 de l'organe creux 46, mais inséré depuis l'extrémité haute de cet organe 46 via une ouverture obturée par l'élément de butée radiale 76 qui forme un fond amovible de cet organe creux 46. Ainsi, l'insertion dans la cavité 80 de l'axe 90 porté par le pied de pale 54 s'effectue avec l'élément de butée radiale 76 retiré de l'organe 46, puis cet élément 76 est ensuite assemblé sur la paroi latérale 78 de l'organe creux 46, via des vis 95.

Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme du métier à l'invention qui vient d'être décrite, uniquement à titre d'exemples non limitatifs. En particulier, les deux modes de réalisation préférés décrits ci-dessus peuvent être combinés, sans sortir du cadre de l'invention.

Claims (12)

1. REVENDICATIONS

   1. Hélice (32, 34) pour turbomachine (10) d'aéronef comprenant : un moyeu (40) centré sur un axe de rotation (5) de l'hélice ; une pluralité de pales d'hélice (50) comportant chacune un pied de pale (54) équipé d'une extrémité radiale interne (64), et, associés à au moins l'une desdites pales : un dispositif (66) de calage en incidence de la pale, conçu pour faire varier la pale (50) en incidence en la faisant pivoter selon un axe radial (62) de cette pale, le dispositif de calage en incidence comprenant un organe de jonction mécanique (72) avec l'extrémité radiale interne (64) du pied de pale (54) ; un axe principal (70) de rétention de la pale (50) selon une direction radiale (60) de celle-ci, ledit axe principal de rétention accouplant en translation et en rotation, selon l'axe radial (62) de la pale, le pied de pale (54) au dispositif de calage en incidence (66) en traversant l'extrémité radiale interne (64) ainsi que l'organe de jonction mécanique (72) ; et un élément secondaire (90) de rétention de la pale selon la direction radiale (60) de celle-ci, ledit élément secondaire (90) étant configuré pour être actif en cas de défaillance de l'axe principal (70), caractérisée en ce qu'elle comprend en outre des moyens secondaires d'accouplement en rotation (63, 91, 93), selon l'axe radial (62) de pale, de l'extrémité radiale interne (64) avec l'organe de jonction mécanique (72), lesdits moyens secondaires étant configurés pour être actifs en cas de défaillance de l'axe principal (70).
2. 2. Hélice selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'extrémité radiale interne (64) et l'organe de jonction mécanique (72) définissent un assemblage mâle-femelle formant tout ou partie des moyens secondaires d'accouplement en rotation, grâce à une interface (63) de section transversale non circulaire.
3. 3. Hélice selon la revendication 2, caractérisée en ce que la section transversale comporte au moins une portion droite.
4. 4. Hélice selon la revendication 2, caractérisée en ce que la section transversale présente une forme générale éliptique ou polygonale, par exemple carrée, rectangulaire, hexagonale.
5. 5. Hélice selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisée en ce que les moyens secondaires d'accouplement en rotation comprennent : un organe d'accouplement (91) s'étendant selon la direction radiale (60) de la pale et étant solidaire en rotation de l'un des éléments parmi l'extrémité radiale interne (64) et l'organe de jonction mécanique (72) ; et une rainure (93) s'étendant selon la direction radiale (60) de la pale et pratiquée sur l'autre des éléments parmi l'extrémité radiale interne (64) et l'organe de jonction mécanique (72), ledit organe d'accouplement étant logé dans la rainure.
6. 6. Hélice selon la revendication 5, caractérisée en ce que l'organe d'accouplement est une clavette ou une nervure (91) réalisée d'une seule pièce avec ledit un des éléments parmi l'extrémité radiale interne (64) et l'organe de jonction mécanique (72).
7. 7. Hélice selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comprend de plus : un organe creux (46) faisant partie intégrante du moyeu (40) et définissant une cavité de logement (80) traversée par le pied de pale (54) ; et un dispositif (82) de guidage en rotation du pied de pale (54), le dispositif de guidage en rotation étant logé dans ladite cavité de logement (80), entre une paroi latérale (78) de l'organe creux (46) et le pied de pale (54), en ce que dans une configuration assemblée de l'hélice, ladite cavité de logement (80) est équipée dudit élément secondaire (90) de rétention, ledit élément secondaire de rétention traversant un orifice de logement (92) dans le pied de pale, et étant agencé, selon la direction radiale (60), à distance d'un élément de butée radiale (76) formé par l'organe creux (46), en ce que la paroi latérale (78) de l'organe creux présente un orifice (94) d'introduction de l'élément secondaire de rétention (90) dans la cavité de logement (80), l'orifice d'introduction (94) étant conçu pour être traversé par l'élément secondaire de rétention (90) lorsque l'hélice se trouve, au cours de son assemblage, dans une configuration de montage de l'élément secondaire de rétention dans laquelle l'orifice d'introduction (94) est aligné avec l'orifice de logement (92) du pied de pale, et en ce que l'hélice est conçue de manière à présenter, dans sa configuration assemblée, un décalage (98) selon la direction radiale (60) entre l'orifice d'introduction (94) et l'orifice de logement (92) du pied de pale (54).
8. 8. Hélice selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce qu'elle comprend de plus : un organe creux (46) faisant partie intégrante du moyeu (40) et définissant une cavité de logement (80) traversée par le pied de pale (54) ; et un dispositif (82) de guidage en rotation du pied de pale (54), le dispositif de guidage en rotation étant logé dans ladite cavité de logement (80), entre une paroi latérale (78) de l'organe creux (46) et le pied de pale (54), et en ce que dans une configuration assemblée de l'hélice, ladite cavité de logement (80) est équipée dudit élément secondaire (90) de rétention de pale traversant un orifice de logement (92) dans le pied de pale, et étant agencé, selon la direction radiale (60), à distance d'un élément de butée radiale (76) formant un fond de l'organe creux (46), l'élément de butée radiale (76) étant traversé par le pied de pale (54) et monté de façon amovible sur la paroi latérale (78) de l'organe creux (46).
9. 9. Hélice selon la revendication 7 ou la revendication 8, caractérisée en ce que le dispositif (82) de guidage en rotation du pied de pale est monté vissé dans la cavité de logement (80).
10. 10. Hélice selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comprend un arbre (68) d'entraînement en rotation centré sur l'axe de rotation (5), et autour duquel est agencé le dispositif (66) de calage en incidence de la pale.
11. 11. Turbomachine (10) d'aéronef comprenant une hélice (32, 34) selon l'une quelconque des revendications précédentes, ladite turbomachine comprenant de préférence un récepteur à doublet d'hélices contrarotatives non-carénées (32, 34).
12. 12. Aéronef (100) comprenant au moins une turbomachine (10) selon la revendication précédente.