FR3057296A1 - Aube comprenant une plate-forme et une pale assemblees l'une a l'autre - Google Patents

Aube comprenant une plate-forme et une pale assemblees l'une a l'autre Download PDF

Info

Publication number
FR3057296A1
FR3057296A1 FR1659868A FR1659868A FR3057296A1 FR 3057296 A1 FR3057296 A1 FR 3057296A1 FR 1659868 A FR1659868 A FR 1659868A FR 1659868 A FR1659868 A FR 1659868A FR 3057296 A1 FR3057296 A1 FR 3057296A1
Authority
FR
France
Prior art keywords
blade
platform
lip
face
dawn
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
FR1659868A
Other languages
English (en)
Other versions
FR3057296B1 (fr
Inventor
Olivier Pierre Cyril Chevillard
Baptiste Rene Roger Batonnet
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Safran Aircraft Engines SAS
Original Assignee
Safran Aircraft Engines SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Safran Aircraft Engines SAS filed Critical Safran Aircraft Engines SAS
Priority to FR1659868A priority Critical patent/FR3057296B1/fr
Publication of FR3057296A1 publication Critical patent/FR3057296A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of FR3057296B1 publication Critical patent/FR3057296B1/fr
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/12—Blades
    • F01D5/14—Form or construction
    • F01D5/147—Construction, i.e. structural features, e.g. of weight-saving hollow blades
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P15/00—Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass
    • B23P15/04—Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass turbine or like blades from several pieces
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/02—Selection of particular materials
    • F04D29/023—Selection of particular materials especially adapted for elastic fluid pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/40—Casings; Connections of working fluid
    • F04D29/52—Casings; Connections of working fluid for axial pumps
    • F04D29/54—Fluid-guiding means, e.g. diffusers
    • F04D29/541—Specially adapted for elastic fluid pumps
    • F04D29/542—Bladed diffusers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2220/00—Application
    • F05D2220/30—Application in turbines
    • F05D2220/36—Application in turbines specially adapted for the fan of turbofan engines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2230/00—Manufacture
    • F05D2230/20—Manufacture essentially without removing material
    • F05D2230/23—Manufacture essentially without removing material by permanently joining parts together
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2240/00—Components
    • F05D2240/10—Stators
    • F05D2240/12—Fluid guiding means, e.g. vanes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2240/00—Components
    • F05D2240/80—Platforms for stationary or moving blades

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

Une plate-forme (1) d'aube, collée à la pale (2), comprend une lèvre (40) s'élevant de façon contiguë à la pale (2), afin d'offrir une superficie de contact supplémentaire entre ces deux pièces. L'invention s'applique avant tout aux aubes en matière composite assemblées par collage de la pale sur la plate-forme.

Description

DESCRIPTION
Le sujet de l'invention présente est une aube comprenant une plateforme et une pale assemblées l'une à l'autre.
Les aubes considérées ici comprennent une partie aérodynamique, appelée pale, et une plate-forme sensiblement perpendiculaire à la pale et contribuant au raccordement à des structures voisines. Dans certaines conceptions connues, notamment quand l'aube est construite en métal léger tel que l'aluminium, la pale et la plate-forme sont d'un seul tenant. Mais elles peuvent aussi être construites séparément et assemblées l'une à l'autre, ce qui est même généralement obligatoire quand l'aube est construite en matériau composite, ce qui est désormais fréquent : la pale est alors construite en grande partie en polymère en raison de sa légèreté plus grande, et d'autres parties de l'aube, dont la plate-forme, peuvent être en résine de polyuréthane chargée de fibres. Une telle conception est représentée à la figure 1. Cette représentation éclatée montre la plateforme 1 mentionnée (qui est une plate-forme externe par rapport à l'axe de la turbomachine lorsque la pièce est assemblée au reste du moteur), la pale 2, un renfort 4 métallique du bord d'attaque de la pale 2, et une plate-forme interne 5. Quand l'aube est assemblée, la pale 2 est reliée à la plate-forme 1, au renfort 4 et à la plate-forme interne 5. La fixation de la pale 2 à la plate-forme 1 se fait habituellement par un collage, sans que d'autres modes soient exclus dans l'invention.
D'après la figure 2, pour réaliser cet assemblage, la pale 2 est introduite, par une première extrémité 6 à laquelle la plate-forme interne 5 sera ensuite assemblée, dans une empreinte 7 évidée à travers la plate-forme 1, et qui a une section plus large et plus longue que celle de la pale 2. Le mouvement se poursuit jusqu'à ce qu'une seconde extrémité 8 de la pale 2 (qui s'évase vers l'extérieur) entre dans l'empreinte 7 et s'y coince. L'empreinte 7 et la seconde extrémité 8 ayant des conicités semblables, une liaison intime de la pale 2 à la plate-forme 1 est obtenue, et rendue irréversible par le durcissement de la colle qui y a été appliquée.
Cette fabrication s'est révélée satisfaisante dans des turbomachines existantes, mais une amélioration du procédé d'assemblage est recherchée pour certaines pales plus petites et des plates-formes plus minces, la superficie de collage au bord de la seconde extrémité 8 étant alors réduite, ce qui peut rendre la résistance de l'aube aux efforts de cisaillement insuffisante.
Un procédé d'assemblage différent d'aubes à pale et plate-forme, notamment en matière composite, est décrit ici ; son but est de permettre l'accroissement de la surface d'assemblage, généralement par collage, entre la pale et la plate-forme, et d'échapper donc au risque mentionné.
Ainsi, l'objet essentiel de l'invention est d'augmenter la surface de collage pour compenser la nécessité d'utiliser des aubes plus petites et des plates-formes moins épaisses.
Un aspect général de l'invention est une aube comprenant une plateforme et une pale assemblées l'une à l'autre, une extrémité de la pale pénétrant dans une empreinte de la plate-forme et y étant collée, la pale s'étendant hors de la plate-forme en saillant d'une face principale de la plate-forme, caractérisée en ce que la plate-forme comprend, en saillie sur la face principale, au moins une lèvre contiguë à la pale et fixée à la pale, sur une face de celle-ci.
On pourra éventuellement utiliser deux lèvres, toutes deux semblables à la définition précédente, fixées respectivement au côté d'intrados et au côté d'extrados de la pale.
Afin de ne pas affecter les performances aérodynamiques de l'aube, la lèvre comporte une hauteur de saillie variable progressivement entre une valeur nulle à une première partie d'extrémité proche d'un bord de la pale, une valeur maximale à une partie courante de la lèvre, et une valeur nulle à une seconde partie d'extrémité proche d'un bord opposé de la pale. Une construction favorable de la lèvre est obtenue alors si la partie courante est reliée à la première partie d'extrémité et à la seconde partie d'extrémité par des zones de jonction, la première s'étendant jusqu'entre 20 % et 30 %, et la seconde s'étendant à partir d'entre 57 % et 67 % de corde entre ledit bord et ledit bord opposé ; la hauteur maximale est constante dans la partie courante ; la hauteur maximale est comprise entre 3,5 % et 5 % de hauteur de la pale.
Une meilleure résistance de la plate-forme est obtenue si la lèvre comporte une face libre se raccordant à la plate-forme par une portion courbe et tangente à la face principale de la plate-forme ; et de même, la résistance de la lèvre est améliorée si la face libre a une portion jointe à ladite portion courbe et parallèle à une face intérieure de la lèvre, qui est contiguë à la pale.
Enfin, la performance aérodynamique sera meilleure si la lèvre a une épaisseur non nulle à un sommet contigu à la pale et éloigné de la face principale de la plate-forme, et la face de la pale a une dénivellation, au bord contiguë audit sommet, la face de la pale et la face extérieure de la lèvre étant alors en prolongement.
L'arbre peut être une aube fixe de turbomachine, notamment une aube appartenant à une soufflante de la turbomachine.
L'invention sera maintenant décrite plus en détail, au moyen des figures suivantes, qui illustrent une réalisation détaillée de l'invention, non exclusive d'autres :
- les figures 1 et 2, déjà décrites, représentent une aube composite connue et son procédé d'assemblage ;
- et les figures suivantes 3 à 5 illustrent une réalisation de l'invention, où :
- la figure 3 représente une lèvre en vue de face ;
- la figure 4 représente la lèvre en coupe ;
- et la figure 5, une variante de réalisation.
On aborde la figure 3 et les suivantes.
La plate-forme 1 externe est maintenant pourvue d'une lèvre 40 qui fait saillie d'une face principale 19, de laquelle la pale 2 s'élève hors de la plate-forme 1 ; la lèvre 40 est contiguë à une face principale d'intrados ou d'extrados de la pale 2. Elle est d'une pièce avec le reste de la plate-forme 1, soit monobloc (venue de matière) avec lui, soit rapportée après avoir été fabriquée à part. La hauteur de la lèvre 40 (en direction de la hauteur de la pale 2 et de l'axe Z des figures 3 à 5) est nulle près d'un bord d'attaque 41 de la pale 2, puis s'accroît progressivement à une première partie d'extrémité 42, atteint un maximum à peu près constant à une partie courante 43, et décroît ensuite à une seconde partie d'extrémité 44 jusqu'à, de nouveau, une valeur nulle, près d'un bord opposé au précédent, à savoir un bord de fuite 45. La première partie d'extrémité 42 peut s'étendre jusqu'à environ 25 % (20 % à 30 %) de la corde (distance entre le bord d'attaque 41 et le bord de fuite 45 selon l'axe X des figures 3 à 5) de la pale 2, et la seconde partie d'extrémité 44 à partir d'environ 62 % de la corde de la pale 2 (57 % à 67 %) jusqu'au bord de fuite 45. La hauteur maximale, existant dans la partie courante 43, de la lèvre 40 peut être de 3 % à 5 % de la hauteur de la pale 2 (environ 3,5 %). Ainsi, une hauteur maximale de 7 mm pour une pale 2 de 200 mm de haut et 80mm de corde, peut être présente de 20 mm du bord d'attaque 41 à 30 mm du bord de fuite 45. Les hauteurs faibles ou nulles près des bords d'attaque et de fuite aux parties d'extrémité 41 et 42 évitent d'affecter les performances aérodynamiques de l'aube, et les valeurs plus importantes au centre permettent de mieux résister aux efforts de cisaillement à l'endroit de l'assemblage. La lèvre 40 comprend aussi une épaisseur (selon l'axe Y perpendiculaire aux précédents) irrégulière entre une face intérieure 49 collée à la pale 2 et une face libre 46 exposée à l'extérieur : la face libre 46 comprend en effet une portion courbe 47, qui se raccorde à la face principale 19 de la plateforme 1 par une jonction tangente à elle, et une autre portion supérieure 48, qui s'élève au-dessus de la portion courbe 47 ; cette portion supérieure 48 peut être droite et parallèle à la face intérieure 49, et donner donc une épaisseur constante, et une rigidité suffisante, à une région de sommet 50 de la lèvre 40. Cette épaisseur au sommet 50 peut être de 0,5 mm, ou inférieure. Le moulage de la plate-forme 1 comprenant la lèvre 40 est facilité par ces différentes dispositions.
Le collage supplémentaire dont on est redevable avec l'invention correspond à la superficie de la face intérieure 49 et accroît substantiellement la résistance de l'assemblage aux efforts et notamment aux cisaillements. Dans une construction concrète, un accroissement de 65 % de cette superficie de collage a été obtenu sans diminution réelle des performances aérodynamiques.
Des débordements de colle 51 peuvent apparaître à la surface libre de la pale 2 au-dessus de la lèvre 40 (figure 4), ce qui n'est pas forcément désavantageux car le raccord de la lèvre 40 à la pale 2 peut alors être adouci, et la perturbation aérodynamique diminuée à cet endroit. Pour obtenir le même effet, on peut pourvoir la pale 2 d'un épaulement complémentaire de celui de l'extrémité de la lèvre 40, avec donc une dénivellation soudaine 52 sur la pale 2 (figure 5), qui permet de rétablir une surface extérieure continue entre la pale 2 et la lèvre 40; ou encore doter la lèvre 40 d'une épaisseur décroissant jusqu'à zéro (à section en pointe) à mesure qu'elle s'éloigne de la plate-forme 19, en acceptant donc, contrairement aux modes de réalisation des figures 4 et 5, une rigidité faible de la région de sommet 50 de la lèvre 40.
II a été constaté que l'assemblage de l'aube par le procédé classique restait parfaitement possible malgré la friction procurée par la lèvre 40.

Claims (10)

  1. REVENDICATIONS
    1. Aube comprenant une plate-forme (1) et une pale (2) assemblées l'une à l'autre, une extrémité (8) de la pale pénétrant dans une empreinte (7) de la plate-forme et y étant collée, la pale s'étendant hors de la plate-forme en saillant d'une face principale (19) de la plate-forme (1), caractérisée en ce que la plate-forme comprend, en saillie sur la face principale (19), au moins une lèvre (40) contiguë à la pale et fixée à une face de la pale (2).
  2. 2. Aube selon la revendication 1, caractérisée en ce que la lèvre comporte une hauteur de saillie variable progressivement entre une valeur nulle à une première partie d'extrémité (42) proche d'un bord (41) de la pale, une valeur maximale à une partie courante (43) de la lèvre, et une valeur nulle à une seconde partie d'extrémité (44) proche d'un bord opposé (45) de la pale.
  3. 3. Aube selon la revendication 2, caractérisée en ce que la partie courante (43) est reliée à la première partie d'extrémité (41) et à la seconde partie d'extrémité (44) par des zones de jonction, la première s'étendant jusqu'entre 20 % et 30 %, et la seconde s'étendant à partir d'entre 57 % et 67 % de corde entre ledit bord et ledit bord opposé.
  4. 4. Aube selon la revendication 2 ou 3, caractérisée en ce que la hauteur maximale est constante dans la partie centrale (43).
  5. 5. Aube selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisée en ce que la hauteur maximale est comprise entre 3,5 % et 5 % de hauteur de la pale.
  6. 6. Aube selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que la lèvre comporte une face libre (46) se raccordant à la plate-forme (19) par une portion courbe (47) et tangente à la face principale (19) de la plate-forme.
  7. 7. Aube selon la revendication 6, caractérisée en ce que la face libre (46) a une portion adjacente à la pale (48) jointe à ladite portion courbe (47) et opposée à une face intérieure (49) de la lèvre, qui est contiguë à la pale.
  8. 8. Aube selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que la lèvre a une épaisseur non nulle à un sommet (50) contigu à la pale et éloigné de la face principale (19) de la plate-forme, et la face de la pale a une dénivellation (52) contiguë audit sommet (50), la face de la pale et la face extérieure de la lèvre étant en prolongement.
  9. 9. Aube selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisée en ce qu'elle est une aube fixe de turbomachine.
    5
  10. 10. Aube selon la revendication 9, caractérisée en ce qu'elle appartient à une soufflante de la turbomachine.
    S.60879
    1/2
FR1659868A 2016-10-12 2016-10-12 Aube comprenant une plate-forme et une pale assemblees l'une a l'autre Active FR3057296B1 (fr)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1659868A FR3057296B1 (fr) 2016-10-12 2016-10-12 Aube comprenant une plate-forme et une pale assemblees l'une a l'autre

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1659868A FR3057296B1 (fr) 2016-10-12 2016-10-12 Aube comprenant une plate-forme et une pale assemblees l'une a l'autre
FR1659868 2016-10-12

Publications (2)

Publication Number Publication Date
FR3057296A1 true FR3057296A1 (fr) 2018-04-13
FR3057296B1 FR3057296B1 (fr) 2019-06-21

Family

ID=57861010

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FR1659868A Active FR3057296B1 (fr) 2016-10-12 2016-10-12 Aube comprenant une plate-forme et une pale assemblees l'une a l'autre

Country Status (1)

Country Link
FR (1) FR3057296B1 (fr)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010004216A1 (fr) * 2008-07-10 2010-01-14 Snecma Aube redresseur de soufflante en composite 3d
WO2014099102A1 (fr) * 2012-12-18 2014-06-26 United Technologies Corporation Élément de surface portante et plateforme composite présentant une paroi d'extrémité profilée
WO2014143305A1 (fr) * 2013-03-14 2014-09-18 United Technologies Corporation Soufflante à basse vitesse pour turbines à gaz

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010004216A1 (fr) * 2008-07-10 2010-01-14 Snecma Aube redresseur de soufflante en composite 3d
WO2014099102A1 (fr) * 2012-12-18 2014-06-26 United Technologies Corporation Élément de surface portante et plateforme composite présentant une paroi d'extrémité profilée
WO2014143305A1 (fr) * 2013-03-14 2014-09-18 United Technologies Corporation Soufflante à basse vitesse pour turbines à gaz

Also Published As

Publication number Publication date
FR3057296B1 (fr) 2019-06-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2310690B1 (fr) Pale de rouet de compresseur a raccordement elliptique evolutif
EP2510243B1 (fr) Helice de ventilateur, en particulier pour vehicule automobile
EP3212373B1 (fr) Aube composite comprenant une plateforme munie d'un raidisseur
CA2873942C (fr) Aube de soufflante pour turboreacteur d'avion a profil cambre en sections de pied
EP0036825B1 (fr) Pale à hautes performances pour rotor d'hélicoptère
FR2894558A1 (fr) Aile a ailette d'extremite de voilure et aeronef comportant une telle aile
FR2851798A1 (fr) Aube en fleche de turboreacteur
FR3077803A1 (fr) Methode d'amelioration d'une pale afin d'augmenter son incidence negative de decrochage
EP3253970A1 (fr) Aube de soufflante
EP2818408A1 (fr) Pale à rigidité en torsion réduite et rotor muni d'une telle pale
EP3527487B1 (fr) Méthode d'amélioration d'une pale afin d'augmenter son incidence negative de decrochage
EP3332094A1 (fr) Aube comprenant un corps d'aube en materiau composite et un bouclier de bord d'attaque
FR3057296B1 (fr) Aube comprenant une plate-forme et une pale assemblees l'une a l'autre
WO2017144807A1 (fr) Moyeu d'hélice à pales à calage variable avec variation radiale et axiale de dimensionnement
FR3057295A1 (fr) Aube comprenant une plate-forme et une pale assemblees
EP3984883B1 (fr) Methode d'amelioration du comportement aerodynamique de pales d'un giravion en vol stationnaire par un deplacement du bord d'attaque des profils aerodynamiques de ces pales
FR3087831A1 (fr) Aube comprenant une structure en materiau composite et une piece de raidissement metallique
EP4232693A1 (fr) Aube de soufflante à dièdre nul en tête
FR3115071A1 (fr) Aube composite et attache de pied d’aube anti-rotation
FR3011875A1 (fr) Aube de turbomachine a profil asymetrique
WO2021205098A1 (fr) Aube composée de plusieurs matériaux
WO2023156751A1 (fr) Systeme de fixation d'aube de turbomachine
FR2986504A1 (fr) Dispositif pour aeronef
FR2942512A1 (fr) Aube pour recepteur de turbomachine, comprenant un pied scinde en deux portions montees l'une sur l'autre.
BE436683A (fr)

Legal Events

Date Code Title Description
PLFP Fee payment

Year of fee payment: 2

PLSC Publication of the preliminary search report

Effective date: 20180413

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 3

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 4

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 5

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 6

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 7

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 8

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 9