FR3066559B1 - Module de soufflante a pales a calage variable - Google Patents

Abstract

Module de soufflante (1) à pales (5) à calage variable pour un ensemble propulsif (2) comprenant : - un rotor (3) portant les pales (5), et comportant un arbre (10) interne et une virole (11) externe définissant entre eux un espace (14) ; - un dispositif de commande (22) du calage des pales (5) comprenant un palier (28) de transfert de charge ; - un dispositif de mise en drapeau (38) des pales (5) ; ledit dispositif de mise en drapeau (38) comprend en outre un levier (40) articulé autour d'un axe (A) fixe par rapport au rotor (3), ce levier (40) présentant une première extrémité située à l'extérieur dudit espace (14) et une deuxième extrémité située à l'intérieur dudit espace (14), une masselotte (43) étant solidaire de la première extrémité et la deuxième extrémité étant couplée audit palier (28).

Description

MODULE DE SOUFFLANTE A PALES A CALAGE VARIABLE

DOMAINE TECHNIQUE

La présente invention concerne un module de soufflante carénée à pales à calage variable pour un ensemble propulsif, et plus précisément un dispositif de mise en drapeau des pales adapté à une telle soufflante.

ETAT DE L’ART

Une soufflante munie de pales à calage variable permet de régler le calage (et plus précisément l’angle de cale) des pales en fonction des paramètres de vol, et ainsi d’optimiser le fonctionnement de la soufflante, et de manière générale de l’ensemble propulsif dans lequel une telle soufflante est intégrée. Pour rappel, l’angle de calage d’une pale correspond à l’angle, dans un plan longitudinal perpendiculaire à l’axe de rotation de la pale, entre la corde de la pale et le plan de rotation de la soufflante.

Pour être certifié, une telle soufflante doit comprendre un dispositif de mise en drapeau des pales c’est-à-dire un dispositif permettant de positionner les pales dans une position dans laquelle ces dernières sont effacées au mieux par rapport à la direction d’avance. Généralement, en position drapeau, l’angle de calage des pales est de 90°. Les pales sont par exemple mises en position drapeau lors d’une défaillance (ou panne) du dispositif de commande du calage des pales (par exemple une défaillance d’un actionneur hydraulique) afin que ces dernières offrent le moins de résistance (traînée) possible.

Pour accroître les performances de la soufflante, les motoristes cherchent continuellement à réduire le rapport de moyeu de la soufflante. Ce rapport de moyeu est le quotient entre le diamètre de l’enveloppe externe des pieds de pales au niveau du bord d'attaque des pales, et le diamètre du cercle passant par les extrémités radiales externe de ces pales. A diamètre de soufflante égal, la diminution du rapport de moyeu c’est-à-dire du diamètre de l’enveloppe externe, implique une augmentation de la section d'aspiration de la soufflante c’est-à-dire une augmentation du débit traité, et par conséquent une amélioration de son rendement propulsif.

De manière traditionnelle, le dispositif de mise en drapeau des pales est placé radialement entre le dispositif de commande du calage des pales et les pivots de pales, ce dernier étant propre à chaque pale ou commun à toutes les pales. L’objectif de la présente invention est ainsi de proposer un dispositif de mise en drapeau des pales permettant de diminuer significativement le diamètre de l’enveloppe externe, et donc le rapport de moyeu défini ci-dessus.

EXPOSE DE L’INVENTION L’invention propose à cet effet un module de soufflante à pales à calage variable pour un ensemble propulsif d’axe X longitudinal, ledit module comprenant : - un rotor portant les pales, et comportant un arbre annulaire interne et une virole annulaire externe s’étendant autour de l’arbre et dont une extrémité axiale amont est reliée à une extrémité axiale amont de la virole, l’arbre et la virole définissant entre eux un espace annulaire ; - un dispositif de commande du calage des pales, ledit dispositif étant situé dans ledit espace et comprenant un palier de transfert de charge ; - un dispositif de mise en drapeau des pales, en particulier en cas de défaillance dudit dispositif de commande ; caractérisé en ce que ledit dispositif de mise en drapeau comprend au moins un levier articulé autour d’un axe A fixe par rapport au rotor, ce levier présentant une première extrémité située à l’extérieur dudit espace et une deuxième extrémité située à l’intérieur dudit espace, une masselotte étant solidaire de la première extrémité et la deuxième extrémité étant couplée audit palier, la masselotte étant apte, sous l’effet centrifuge, à être déplacée dans une position dans laquelle ledit palier impose une position drapeau aux pales.

Un tel dispositif de mise en drapeau exploite l’étendue disponible à l’extérieur de l’espace annulaire (et plus précisément entre la virole et le cône). Cette caractéristique technique permet de réduire significativement l’espace annulaire (ou enceinte huile), et ainsi le rapport de moyeu, au bénéfice des performances de la soufflante (et notamment du débit spécifique).

Une telle soufflante permet ainsi d’accroître le taux de dilution communément appelé BPR pour « By Pass Ratio » de l’ensemble propulsif, au bénéfice de la consommation en carburant de l’ensemble propulsif.

Pour rappel, le BPR correspond au quotient du débit d’air dans la veine secondaire et dans la veine primaire de l’ensemble propulsif.

Le module de soufflante selon l’invention peut comprendre une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément les unes des autres ou en combinaison les unes avec les autres : - la masselotte est apte à se déplacer dans un plan P longitudinal perpendiculaire audit axe A ; - la deuxième extrémité est couplée audit palier via une biellette articulée à chacune de ses extrémités ; - la biellette est articulée à un anneau externe de synchronisation solidaire d’une bague externe dudit palier ; - la masselotte est située entre ladite virole dudit rotor et un cône et/ou une enveloppe dudit rotor ; - ledit au moins un levier comprend au moins un bras situé à l’extérieur dudit espace et une bielle située à l’intérieur dudit espace, ledit bras et ladite bielle étant liés en rotation ; - ledit bras et/ou ladite bielle est (sont) articulé(s) autour dudit axe A ; - ledit au moins un levier est articulé, autour dudit axe A, par rapport à un chapeau de ladite virole, ledit chapeau étant de préférence rapporté sur la virole ; - l’articulation entre ledit levier et ledit chapeau comprend des moyens d’étanchéité ; - ledit chapeau définit intérieurement une cavité, ladite virole comprenant un drain configuré pour collecter un lubrifiant liquide présent dans ladite cavité et évacuer ledit lubrifiant dans une partie aval dudit espace ; - ledit levier a une forme générale en L ou V.

DESCRIPTION DES FIGURES L’invention sera mieux comprise et d’autres détails, caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante faite à titre d’exemple non limitatif et en référence aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue en demi-coupe axiale (ou longitudinale) d’un module de soufflante comprenant un dispositif de mise en drapeau des pales, dans une première position, selon un plan axial passant par l’axe de rotation d’une pale de la soufflante ; - la figure 2 est une vue en demi-coupe axiale du module de soufflante de la figure 1 dans laquelle le dispositif de mise en drapeau des pales est dans une deuxième position, selon un plan axial passant hors de l’axe de rotation d’une pale de la soufflante ; - la figure 3 est une vue de détail en perspective, en demi-coupe axiale, d’un mécanisme du dispositif de mise en drapeau des pales de la figure 1 ; - la figure 4 est une vue de détail en perspective, en demi-coupe axiale, d’un mécanisme du dispositif de mise en drapeau des pales de la figure 2 ; - la figure 5 est une vue de détail en perspective du dispositif de mise en drapeau des pales des figures 1 et 3 ; - la figure 6 est une vue de détail en perspective du dispositif de mise en drapeau des pales des figures 2 et 4 ; - la figure 7 est une vue de détail en perspective du mécanisme du dispositif de mise en drapeau des pales des figures 1, 3 et 5 ; - la figure 8 est une vue de détail en perspective du mécanisme du dispositif de mise en drapeau des pales des figures 2, 4 et 6 ; - la figure 9 est une vue schématique en coupe radiale (ou transversale) d’un mécanisme du dispositif de mise en drapeau des pales, selon un plan passant par l’axe de rotation d’un levier dudit mécanisme ; - la figure 10 correspond à la figure 1 sur laquelle sont illustrés la récupération et le guidage du lubrifiant à l’intérieur d’un espace annulaire de la soufflante ; - la figure 11 correspond à la figure 2 sur laquelle sont illustrés la récupération et le guidage du lubrifiant à l’intérieur de l’espace annulaire de la soufflante ; - la figure 12 est une vue en perspective d’une variante de réalisation du dispositif de mise en drapeau.

DESCRIPTION DETAILLEE

Sur la figure 1 est représentée une soufflante 1 carénée d’un ensemble propulsif 2 d’axe X longitudinal. La soufflante 1 comporte un rotor 3 mobile autour de l’axe X par rapport à un carter 4 fixe, le rotor 3 portant une série de pales 5 à calage variable. La soufflante 1 est ici placée en amont de la partie moteur de l’ensemble propulsif 2 qui comprend par exemple successivement d’amont en aval, un générateur de gaz et une turbine de puissance qui entraîne le rotor 3 de la soufflante 1 via un réducteur 6 de vitesse.

Par convention, dans la présente demande, les termes « amont » et « aval » sont définis par rapport au sens de circulation des gaz dans la soufflante 1 (ou ensemble propulsif 2). De même, par convention dans la présente demande, les termes « interne » et « externe », « intérieur » et « extérieur » sont définis radialement par rapport à l’axe longitudinal (ou axial) X de l’ensemble propulsif 2, qui est notamment l’axe de rotation des rotors des compresseurs et turbines du générateur de gaz.

Le rotor 3 est guidé en rotation par rapport au carter 4 fixe par au moins un premier palier 7 situé en amont et au moins un deuxième et un troisième paliers 8, 9 situés en aval. Le rotor 3 comprend un arbre 10 annulaire interne centré sur l’axe X, et une virole 11 annulaire externe centrée sur l’axe X et s’étendant autour de l’arbre 10. Une extrémité 12 axiale amont de l’arbre 10 est bridée à une extrémité 13 axiale amont de la virole 11, l’arbre 10 et la virole 11 définissant entre eux un espace 14 annulaire communément appelé « enceinte huile ».

Selon le mode de réalisation illustré sur les figures et notamment les figures 1 et 2, l’arbre 10 et la virole 11 forment une épingle, en demi-coupe axiale. L’arbre 10 du rotor 3 est entraîné par la turbine de puissance via le réducteur 6 de vitesse. La virole 11 comprend d’amont en aval une paroi 15 tronconique s’évasant de l’amont vers l’aval (par rapport à l’axe X) et un anneau 16 de support des pales 5, cet anneau 16 étant bridé sur la paroi 15. Le rotor 3 comprend en outre un cône 17 d’entrée de la soufflante 1, centré sur l’axe X et s’évasant de l’amont de l’aval.

Plus précisément, chaque pale 5 comprend un pied se présentant par exemple sous forme d’une attache en forme de bulbe, ce pied étant solidaire d’un pivot 18 monté dans un logement 19 d’une base 20a en saillie de l’anneau 16 de manière mobile en rotation autour d’un axe Y sensiblement radial via deux paliers à roulement. En référence à la figure 2, l’anneau 16 comprend un pan 20b sensiblement plan entre deux bases 20a successives.

Les pieds des pales 5 sont recouverts par une enveloppe 21 annulaire externe centrée sur X à section sensiblement circulaire, cette dernière étant sensiblement tangente à l’extrémité aval du cône 17, pour assurer une continuité aérodynamique. Le pivot 18 de chaque pale 5 est isolé de l’espace 14 annulaire par l’intermédiaire d’un couvercle (non représenté). Les paliers à roulement placés dans chaque logement 19 sont généralement lubrifiés à la graisse.

Pour rappel, le diamètre de l’enveloppe 21 externe au niveau du bord d'attaque des pales 5 est l’un des composants qui permet de déterminer le rapport de moyeu.

La soufflante 1 comporte un dispositif de commande 22 du calage des pales 5 (ou pas des pales 5) autour de leur axe Y, et plus précisément de l’angle de calage des pales 5 qui correspond pour une pale 5 à l’angle, dans un plan longitudinal perpendiculaire à l’axe Y, entre la corde de la pale 5 et le plan de rotation de la soufflante 1. Le dispositif de commande 22 est situé dans l’espace 14 annulaire.

Les pales 5 sont positionnées en position « inversion de poussée » (connue sous la désignation anglaise « reverse ») sur les figures 1, 3, 5, 7 et 10. Dans la position « inversion de poussée », l’angle de calage des pales 5 est négatif. Cette position des pales 5 permet de générer une contre-poussée, et ainsi de participer au ralentissement de l’aéronef en complément des freins de manière à réduire sa distance de freinage lors de l’atterrissage.

Les pales 5 sont positionnées en position drapeau sur les figures 2, 4, 6, 8, 11 et 12. Dans la position drapeau, l’angle calage est positif et généralement égal à 90°. Cette position des pales 5 permet de limiter la résistance (traînée) générée par ces dernières.

Selon le mode de réalisation illustré sur les figures et notamment les figures 1 et 2, le dispositif de commande 22 du calage des pales 5 comprend un actionneur 23 annulaire linéaire, centré sur l’axe X, commun à toutes les pales 5 et un dispositif de transformation 24 de mouvement propre à chacune des pales 5, ce dispositif de transformation 24 permettant de transformer le mouvement linéaire initié par l’actionneur 23 en un mouvement de rotation de la pale 5 correspondante.

Plus précisément, l’actionneur 23 linéaire comporte un corps fixe 25 rapporté sur un support 26 annulaire (centré sur X) du carter 4 fixe et un corps mobile 27 en translation par rapport au corps fixe 25 le long de l’axe X. Avantageusement, l’actionneur 23 linéaire est hydraulique.

Le dispositif de commande 22 comporte en outre un palier 28 de transfert de charge, plus connu sous l’acronyme anglais LTB pour « Load Transfert Bearing », solidaire du corps mobile 27 et permettant la transmission du mouvement linéaire initié par l’actionneur. Le palier 28 de transfert de charge est un palier à roulement (centré sur l’axe X) comprenant une bague interne 29 montée de manière solidaire sur un anneau 30 (centré sur l’axe X) interne de synchronisation solidaire du corps mobile 27 de l’actionneur 23, et une bague externe 31 logée de manière solidaire dans un anneau 32 externe de synchronisation entraînant le calage des pales 5. Les bagues interne et externe 29, 31 définissent deux pistes de roulement pour des éléments roulants 33 (ici des billes 33). Les billes 33 sont en contact radial avec la bague externe 31 et en contact oblique avec la bague interne 29.

Le LTB permet d’assurer la transmission du mouvement initié par l’actionneur linéaire 23 (lié au carter 4, repère fixe) au repère tournant (lié au rotor 3). Le fait d’avoir un actionneur linéaire dans un repère fixe permet de faciliter son alimentation en huile et de diminuer les masses en rotation.

Le dispositif de transformation 24 du mouvement linéaire en un mouvement de rotation comprend, pour chaque pale 5, une articulation sphérique 34 (communément appelée rotule) à contact radiale et une manivelle 35. L’articulation sphérique 34 est montée de manière solidaire dans une fourchette 36 de l’anneau 32 externe de synchronisation. L’articulation sphérique 34 comprend une sphère présentant un trou radial, cette sphère étant enfermée dans un logement formé par deux demi-sphères en regard définies respectivement dans deux demi-anneaux. La manivelle 35 comprend à chaque extrémité un doigt 37 en saillie dans des sens opposés, l’un des doigts 37 étant monté de manière libre en rotation et en translation dans le trou de la sphère correspondante selon un axe B (sensiblement radial) et l’autre étant couplé en rotation avec le pivot 18 de pale 5 correspondant (via par exemple une liaison par cannelures). L’axe B est décalé par rapport à l’axe Y de rotation de la pale 5. La manivelle 35 permet de démultiplier l’effort nécessaire pour régler le calage de la pale 5 correspondante.

Le mouvement linéaire du corps mobile 27 de l’actionneur 23 permet de régler de manière synchronisée le calage de l’ensemble des pales 5 via notamment la bague externe 31 du palier de transfert de charge 28.

La soufflante 1 comprend également un dispositif de mise en drapeau 38 des pales 5, en particulier en cas de défaillance (ou panne) du dispositif de commande 22, et par exemple une défaillance dans l’alimentation hydraulique de l’actionneur 23 linéaire. Pour rappel, la position drapeau correspond à un calage positif généralement égal à 90°.

Le dispositif de mise en drapeau 38 comprend au moins un mécanisme 39 comportant au moins un levier 40 articulé autour d’un axe A fixe par rapport au rotor 3. Le levier 40 présente une première extrémité 41 située à l’extérieur de l’espace 14 et une deuxième extrémité 42 située à l’intérieur de l’espace 14, une masselotte 43 étant solidaire de la première extrémité 41 et la deuxième extrémité 42 étant couplée au palier 28 de transfert de charge. La masselotte 43 est apte, sous l’effet centrifuge, à être déplacée dans une position (figures 2, 4, 6, 8, 11 et 12) dans laquelle le palier 28 de transfert de charge impose une position drapeau aux pales 5.

Selon le mode de réalisation illustré sur les figures 5 et 6, le dispositif de mise en drapeau 38 comprend cinq mécanismes 39 répartis angulairement de manière régulière autour de l’axe X.

Selon le mode de réalisation illustré sur les figures et plus précisément les figures 7 à 9, pour chaque mécanisme 39, le levier 40 a une forme de L ou V en coupe axiale (figures 1 à 4). Le levier 40 comprend deux bras 44 parallèles synchronisés situés à l’extérieur de l’espace 14 et une bielle 45 située à l’intérieur de l’espace 14. Les bras 44 et la bielle 45 sont liés en rotation et articulés autour de l’axe A par rapport à un chapeau 46 de la virole 11, au moyen d’un axe 47 centré sur l’axe A. L’axe A est ici rectiligne et perpendiculaire à l’axe X. La longueur d’un bras 44 est supérieure à la longueur de la bielle 45, environ deux fois supérieur dans le cas présent. Ce rapport de longueur permet de multiplier l’effort fourni par chaque masselotte 43, et autrement dit de minimiser leur masse, et de manière plus générale, la masse de l’ensemble des masselottes 43.

Plus précisément, tel qu’illustré sur la figure 9, l’axe 47 traverse (transversalement) de part en part le chapeau 46 et est guidé en rotation par rapport à des portées 48 de ce dernier via des moyens de guidage en rotation 49. Les moyens de guidage en rotation 49 sont par exemple des coussinets et/ou des paliers à roulements, etc. Les bras 44 bordent latéralement le chapeau 46, chacun d’eux étant lié en rotation à l’axe 47 par des premiers moyens de liaison en rotation 50. La bielle 45 est intercalée entre les portées 48 du chapeau 46 et est liée en rotation à l’axe 47 par des seconds moyens de liaison en rotation 51. Les premiers et seconds moyens de liaison en rotation 50, 51 sont par exemple des goupilles et/ou des clavettes et/ou des cannelures, etc. Pour garantir l’étanchéité de l’articulation entre le levier 40 et le chapeau 46, des moyens d’étanchéité 52 sont placés entre les portées 48 du chapeau 46 et l’axe 47. L’axe 47 est arrêté axialement à l’une de ses extrémités par un épaulement 53 et par un écrou 54 à son extrémité opposée.

Le chapeau 46 est bombé et rapporté sur un bossage 55 de la virole 11, le bossage 55 faisant saillie radialement vers l’extérieur. Le chapeau 46 est fixé au bossage 55 par l’intermédiaire de trois vis 56 amont et trois vis 56 aval (figures 7 et 8). Le bossage 55 et le chapeau 46 correspondant définissent intérieurement entre eux, au sein de l’espace 14, une cavité 57 (figures 1 à 4). Des moyens d’étanchéité (non représentés) sont intercalés entre le chapeau 46 et le bossage 55, pour garantir l’étanchéité entre ces derniers.

Pour chaque mécanisme 39, la masselotte 43 est cylindrique à section circulaire ou une autre forme appropriée, située entre les bras 44 et fixée aux extrémités opposées à l’axe A par l’intermédiaire de vis 59 (figures 7 et 8). La masselotte 43 est apte à se déplacer dans un plan P longitudinal (figure 1) perpendiculaire à l’axe A entre la virole 11 du rotor 3, et le cône 17 et l’enveloppe 21 du rotor 3.

Tel qu’illustré sur les figures 7 et 8, la deuxième extrémité 42 du levier 40 est couplée au palier 28 de transfert de charge, et plus précisément à l’anneau 32 externe de synchronisation par l’intermédiaire d’une biellette 60. Une extrémité axiale amont de la biellette 60 est articulée dans une chape 61 de la bielle 45 autour d’un axe C et une extrémité axiale aval de la biellette 60 est articulée dans une chape 62 de l’anneau 32 externe de synchronisation autour d’un axe D.

Lorsque l’ensemble propulsif 2 fonctionne de manière normale (pas de défaillance), le dispositif de mise en drapeau 38 est subordonné au dispositif de commande 22 du calage des pales 5, et plus précisément à l’actionneur 23 linéaire. On note que lorsque les pales 5 sont en position « inversion de poussée », les masselottes 43 des mécanismes 39 du dispositif de mise en drapeau 38 des pales 5 sont à proximité et/ou en contact avec la virole 11 du rotor 3 (figures 1, 3, 5, 7).

En cas de défaillance (nécessité de positionner les pales 5 en position drapeau), par exemple une défaillance dans l’alimentation hydraulique de l’actionneur 23 linéaire, le dispositif de commande 22 du calage des pales 5 devient alors subordonné au dispositif de mise en drapeau 38, et plus précisément des masselottes 43 qui sous l’effet centrifuge se retrouve à proximité et/ou en contact du cône 17 (figures 2 et 4), pour imposer une position drapeau aux pales 5.

Le rotor 3 est guidé en rotation par rapport au carter 4 fixe par au moins un premier palier 7 situé en amont et au moins un deuxième et un troisième paliers 8, 9 situés en aval. Les premier, deuxième et troisième paliers 7, 8, 9 ont un diamètre extérieur supérieur au diamètre intérieur du support 26 sous l’actionneur 23 linéaire. Les deuxième et troisième paliers 8, 9 ont un diamètre extérieur supérieur au diamètre extérieur du premier palier 7 amont.

Une telle disposition et un tel dimensionnement des paliers 7, 8, 9 permet d’avoir radialement un espace 14 annulaire (ou enceinte huile) plus compact, et ainsi minimiser le rapport de moyeu, sans toutefois dégrader les caractéristiques mécaniques de la soufflante 1. D’autre part, cette architecture permet d’améliorer notablement l’équilibre dynamique du rotor 3. Cette amélioration s’explique notamment par l’agencement des paliers 7, 8, 9 par rapport à la force résultante comprenant notamment les efforts générés par les masses en mouvement de rotation autour de l’axe X (et notamment masse du dispositif de commande 22 des pales 5, masse du dispositif de mise en drapeau 38 des pales 5, masse des pivots 18 des pales 5).

Selon le mode de réalisation illustré sur les figures et notamment les figures 1 et 2, le support 26 annulaire est centré sur X et comprend, d’amont en aval, un tronçon amont 63 et un tronçon aval 64 bridés l’un à l’autre. Le tronçon amont 63 est sensiblement tronconique, ce dernier s’évasant de l’aval vers l’amont. Le tronçon aval 64 comprend, d’amont en aval, une portion 65 cylindrique à section circulaire et une portion 66 sensiblement tronconique s’évasant de l’amont vers l’aval.

Les premier et deuxième paliers 7, 8 permettent plus précisément de guider en rotation l’arbre 10 du rotor 3 par rapport au carter 4 fixe.

Le premier palier 7 est situé à proximité des extrémités 12, 13 axiales amont de la virole 11 et de l’arbre 10, et autrement dit le premier palier 7 est en amont de l’actionneur 23 linéaire, du palier 28 de transfert de charge et des mécanismes 39 du dispositif de mise en drapeau 38 des pales 5. Le diamètre intérieur du premier palier 7 est supérieur au diamètre extérieur de l’arbre 10 sous l’actionneur 23 linéaire. Le premier palier 7 a un diamètre intérieur inférieur au diamètre intérieur du palier 28 de transfert de charge. Le premier palier 7 est un palier à roulement (centré sur l’axe X) comprenant une bague interne 67 montée sur une embase 68 annulaire (centré sur l’axe X) rapportée sur l’arbre 10, et une bague externe 69 logée dans le tronçon amont 63 du support 26. Les bagues interne et externe 67, 69 définissent une piste de roulement pour des éléments roulants 70 (ici des rouleaux cylindriques 70). Le premier palier 7 est ainsi apte à supporter essentiellement des charges radiales.

Le deuxième palier 8 est situé en aval de l’actionneur 23 linéaire et en amont du réducteur 6. Le diamètre intérieur du deuxième palier 8 est supérieur au diamètre extérieur du premier palier 7. Le deuxième palier 8 est un palier à roulement (centré sur l’axe X) comprenant une bague interne 71 montée sur une assise 72 annulaire (centré sur l’axe X) rapportée sur l’arbre 10, et une bague externe 73 logée dans une attache 74 annulaire (centrée sur l’axe X) bridée au carter 4 fixe. Les bagues interne et externe 71, 73 définissent une piste de roulement pour des éléments roulants 75 (ici des billes 75). Les billes sont en contact radial avec les bagues interne et externe 71, 73. Le deuxième palier 8 est ainsi apte à supporter des charges radiales et axiales.

Le troisième palier 9 permet plus précisément de guider en rotation la virole 11 du rotor 3 par rapport au carter 4 fixe.

Le troisième palier 9 est situé en aval du dispositif de commande 22 du calage des pales 5 et en amont du réducteur 6. Les diamètres intérieur et extérieur du troisième palier 9 sont supérieurs au diamètre extérieur du deuxième palier 8. Le troisième palier 9 a un diamètre intérieur supérieur au diamètre intérieur du palier 28 de transfert de charge. Le troisième palier 9 est un palier à roulement (centré sur l’axe X) comprenant une bague interne 76 montée sur une plate-forme 77 annulaire (centrée sur l’axe X) bridée sur l’anneau 16 de support des pales 5, et une bague externe 78 logée dans une couronne 79 (centrée sur l’axe X) bridée au carter 4 fixe. Les bagues interne et externe 76, 78 définissent une piste de roulement pour des éléments roulants 80 (ici des rouleaux 80). De la même manière que le premier palier 7, le troisième palier 8 est apte à supporter essentiellement des charges radiales.

On note que chacune des bagues des paliers (premier palier 7, deuxième palier 8 et troisième palier 9) est arrêtée axialement à l’une de ses extrémités par un épaulement et à son extrémité opposée par des moyens de maintien axial amovibles tels qu’un circlips.

Selon le mode de réalisation illustré sur les figures, les paliers (premier palier 7, deuxième palier 8, troisième palier 9 et palier 28 de transfert de charge) sont lubrifiés à l’aide d’un lubrifiant liquide tel que de l’huile. Chacun des paliers à roulement 7, 8, 9, 28 mentionnés ci-dessus est lubrifié via un gicleur.

Pour des raisons de clarté, les gicleurs et les conduits d’alimentation ne sont pas représentés sur les figures. On note également que pour le palier 28 de transfert de charge, le conduit d’alimentation du gicleur est télescopique et placé entre le corps mobile 27 de l’actionneur 23 et l’anneau 30 interne de synchronisation.

Selon le mode de réalisation illustré sur les figures, la soufflante 1 comprend des moyens de récupération et de guidage 81 du lubrifiant des paliers 7, 8, 9, 28, les moyens de récupération et de guidage 81 étant configurés pour récupérer et guider le lubrifiant depuis l’extrémité 13 axiale amont de la virole 11, axialement de l’amont vers l’aval et radialement de l’intérieur vers l’extérieur, sous l’effet centrifuge. L’évacuation du lubrifiant injecté dans l’espace 14 (enceinte huile) via les différents gicleurs est commune, de manière à minimiser les composants du circuit hydraulique (notamment les pompes). L’évacuation du lubrifiant est réalisée via des moyens d’évacuation 93, schématiquement représentés sur les figures 10 et 11. La récupération est généralement effectuée à six heures par analogie au cadran d’une montre.

Les moyens de récupération et de guidage 81 comprennent un déflecteur annulaire interne 82 (centré sur l’axe X) bridé sur la virole 11 et un déflecteur annulaire externe 83 (centré sur l’axe X) solidaire du dispositif de commande 22 des pales 5, le déflecteur externe 83 étant apte à envelopper plus ou moins le déflecteur interne 82 (chevauchement en partie ou en totalité), en fonction de la position du corps mobile 27 de l’actionneur 23.

Plus précisément, le déflecteur externe 83 comprend une collerette 84 annulaire filetée extérieurement vissée dans l’anneau 32 externe de synchronisation du dispositif de commande 22 de sorte à fixer la bague externe 31. La collerette 84 comprend une face aval 94 en appui contre la bague externe 31 du palier 28 de transfert de charge et une face amont 95 en appui contre des moyens de maintien axial 85 (par exemple un jonc d’arrêt en rotation de la collerette dans le cas présent).

Pour permettre l’écoulement du lubrifiant dans l’espace 14, tel qu’illustré sur la figure 10, la face aval 94 de la collerette 84 comprend des entailles radiales 86 de passage dudit lubrifiant. Une surface circonférentielle interne de l’anneau 32 externe de synchronisation en regard de la bague externe 31 du palier 28 de transfert de charge comprend des entailles axiales 87 de passage du lubrifiant. A l’extrémité aval de la bague externe 31 du palier 28 de transfert de charge, l’anneau 32 externe de synchronisation comprend des orifices 88 de passage du lubrifiant. Les orifices 88 sont placés en aval d’une lèvre 89 de guidage du lubrifiant, cette lèvre 89 faisant saillie de l’anneau 32 externe de synchronisation vers l’extérieur. La plate-forme 77 comprend une pluralité d’ouvertures 90 de passage du lubrifiant. Des léchettes 91 annulaires d’étanchéité (centrées sur X) sont bridées sur l’anneau 16 de support des pales 5, ces léchettes 91 entourant la couronne 79 du carter 4 fixe. Les léchettes 91 sont placées en regard de revêtements abradables de sorte à former des joints d’étanchéité de type labyrinthe. De tels joints limitent significativement les fuites de lubrifiant et sont traditionnellement utilisés pour garantir l’étanchéité entre une partie rotor et une partie stator d’une enceinte huile.

Tel qu’illustré sur les figures 10 et 11, sous l’effet centrifuge, le lubrifiant (représenté par la flèche en pointillés) est projeté vers l’extérieur, ce dernier s’écoulant depuis l’extrémité 13 axiale amont de la virole 11, axialement de l’amont vers l’aval et radialement de l’intérieur vers l’extérieur. Le lubrifiant s’écoulant au moins successivement sur (ou dans) le déflecteur interne 82, le déflecteur externe 83, les entailles radiales 86, les entailles axiales 87, les orifices 88, la lèvre 89, les pans 20b ou les ouvertures 90, et les léchettes 91.

En référence à la figure 11, on note toutefois que le lubrifiant s’écoule principalement sous l’effet centrifuge sur les pans 20b de l’anneau 16. La virole 11 comprend alors entre deux bases 20a successives de l’anneau 16 un chemin axial (pans 20b) principal de passage du lubrifiant.

Pour éviter que du lubrifiant ne soit emprisonné (ou stocké) dans les cavités 57 et ne crée des balourds néfastes à l’équilibre dynamique du rotor 3 de la soufflante 1, pour chaque mécanisme 39 du dispositif mise en drapeau 38 des pales 5, un drain 92 collecte le lubrifiant présent dans la cavité 57 correspondante puis l’évacue dans une partie aval de l’espace 14. Chaque drain 92 est ici à section circulaire et incliné de l’intérieur vers l’extérieur afin de faciliter l’écoulement du lubrifiant. Chaque drain 92 évacue le lubrifiant dans l’espace 14 en aval de l’anneau 16 de support des pales 5.

Une variante de réalisation est représentée sur la figure 12, le dispositif de mise en drapeau 38 des pales 5 comprend dix mécanismes 39 répartis angulairement de manière régulière autour de l’axe X.

On note que l’exemple illustré sur les figures n’est en rien limitatif, le dispositif de mise en drapeau 38 des pales 5 selon l’invention pourrait par exemple être incorporé au rotor d’une hélice d’un turbopropulseur ou bien encore au rotor de chacune des deux hélices d’une turbomachine comprenant deux hélices contrarotatives, plus connue sous la désignation anglaise « Open Rotor ». Dans la définition de l’invention, le terme « soufflante » couvre également l’hélice ou les hélices de telles turbomachines.

Un tel dispositif de mise en drapeau 38 s’applique plus généralement à toute turbomachine comprenant un dispositif de commande du calage des pales pour lequel un dispositif de mise en drapeau est nécessaire.

Claims (10)

1. REVENDICATIONS

   1. Module de soufflante (1) à pales (5) à calage variable pour un ensemble propulsif (2) d’axe (X) longitudinal, ledit module comprenant : - un rotor (3) portant les pales (5), et comportant un arbre (10) annulaire interne et une virole (11) annulaire externe s’étendant autour de l’arbre (10) et dont une extrémité (12) axiale amont est reliée à une extrémité (13) axiale amont de la virole (11), l’arbre (10) et la virole (11) définissant entre eux un espace (14) annulaire ; - un dispositif de commande (22) du calage des pales (5), ledit dispositif (22) étant situé dans ledit espace (14) et comprenant un palier (28) de transfert de charge ; - un dispositif de mise en drapeau (38) des pales (5), en particulier en cas de défaillance dudit dispositif de commande (22) ; caractérisé en ce que ledit dispositif de mise en drapeau (38) comprend au moins un levier (40) articulé autour d’un axe (A) fixe par rapport au rotor (3), ce levier (40) présentant une première extrémité (41) située à l’extérieur dudit espace (14) et une deuxième extrémité (42) située à l’intérieur dudit espace (14), une masselotte (43) étant solidaire de la première extrémité (41) et la deuxième extrémité (42) étant couplée audit palier (28), la masselotte (43) étant apte, sous l’effet centrifuge, à être déplacée dans une position dans laquelle ledit palier (28) impose une position drapeau aux pales (5).
2. 2. Module de soufflante (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que la masselotte (43) est apte à se déplacer dans un plan (P) longitudinal perpendiculaire audit axe (A).
3. 3. Module de soufflante (1) selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la deuxième extrémité (42) est couplée audit palier (28) via une biellette (60) articulée à chacune de ses extrémités.
4. 4. Module de soufflante (1) selon la revendication 3, caractérisé en ce que la biellette (60) est articulée à un anneau (32) externe de synchronisation solidaire d’une bague externe (31) dudit palier (28).
5. 5. Module de soufflante (1) selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la masselotte (43) est située entre ladite virole (11) dudit rotor (3) et un cône (17) et/ou une enveloppe (21) dudit rotor (3).
6. 6. Module de soufflante (1) selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit au moins un levier (40) comprend au moins un bras (44) situé à l’extérieur dudit espace (14) et une bielle (45) située à l’intérieur dudit espace (14), ledit bras (44) et ladite bielle (45) étant liés en rotation.
7. 7. Module de soufflante (1) selon la revendication 6, caractérisé en ce que ledit bras (44) et/ou ladite bielle (45) est (sont) articulé(s) autour dudit axe (A).
8. 8. Module de soufflante (1) selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit au moins un levier (40) est articulé, autour dudit axe (A), par rapport à un chapeau (46) de ladite virole (11), ledit chapeau (46) étant de préférence rapporté sur la virole (11).
9. 9. Module de soufflante (1) selon la revendication 8, caractérisé en ce que l’articulation entre ledit levier (40) et ledit chapeau (46) comprend des moyens d’étanchéité (52).
10. 10. Module de soufflante (1) selon l’une des revendications 8 ou 9, caractérisé en ce que ledit chapeau (46) définit intérieurement une cavité (57), ladite virole (11) comprenant un drain (92) configuré pour collecter un lubrifiant liquide présent dans ladite cavité (57) et évacuer ledit lubrifiant dans une partie aval dudit espace (14).