FR3070425A1 - Element aubage profile d'un ensemble propulsif en composite stratifie - Google Patents
Element aubage profile d'un ensemble propulsif en composite stratifie Download PDFInfo
- Publication number
- FR3070425A1 FR3070425A1 FR1757893A FR1757893A FR3070425A1 FR 3070425 A1 FR3070425 A1 FR 3070425A1 FR 1757893 A FR1757893 A FR 1757893A FR 1757893 A FR1757893 A FR 1757893A FR 3070425 A1 FR3070425 A1 FR 3070425A1
- Authority
- FR
- France
- Prior art keywords
- layer
- blade
- connection
- substantially radial
- ply
- 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
Links
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 29
- 230000001141 propulsive effect Effects 0.000 title description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 title 1
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 6
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 5
- 239000011888 foil Substances 0.000 claims description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 7
- 230000006355 external stress Effects 0.000 description 3
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 3
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 3
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 2
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 2
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 2
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 2
- 238000004513 sizing Methods 0.000 description 2
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 230000032798 delamination Effects 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 239000003380 propellant Substances 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 1
- 210000003462 vein Anatomy 0.000 description 1
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
- F01D5/28—Selecting particular materials; Particular measures relating thereto; Measures against erosion or corrosion
- F01D5/282—Selecting composite materials, e.g. blades with reinforcing filaments
-
- 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
-
- 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
- F05D2300/00—Materials; Properties thereof
- F05D2300/60—Properties or characteristics given to material by treatment or manufacturing
- F05D2300/603—Composites; e.g. fibre-reinforced
- F05D2300/6034—Orientation of fibres, weaving, ply angle
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T50/00—Aeronautics or air transport
- Y02T50/60—Efficient propulsion technologies, e.g. for aircraft
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Architecture (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
Elément aubagé profilé, tel qu'une aube (16) de stator, pour un ensemble propulsif, comprenant une pale (17) délimitée longitudinalement par un bord d'attaque (18) et un bord de fuite (19), ladite pale (17) comprenant : - un noyau (24) interne ; - une première couche (25) en matériau composite formée par une première nappe recouvrant entièrement le noyau (24) central, et dont des bords (29) sensiblement radiaux sont jointifs pour former un raccord (30a) sensiblement radial ; - au moins une seconde couche (26) en matériau composite formée par une seconde nappe recouvrant entièrement la première couche (25), et dont des bords (29) sensiblement radiaux sont jointifs pour former un raccord (30b) sensiblement radial ; caractérisé en ce que le raccord (30b) de ladite seconde couche (26) est décalé par rapport au raccord (30a) de ladite première couche (25).
Description
ELEMENT AUBAGE PROFILE D’UN ENSEMBLE PROPULSIF EN
COMPOSITE STRATIFIE
DOMAINE TECHNIQUE
La présente invention se rapporte notamment à un élément aubagé profilé, tel qu’une aube de stator, d’un ensemble propulsif en composite stratifié ainsi qu’à son procédé de fabrication.
ETAT DE L’ART
Les éléments aubagés profilés d’un ensemble propulsif, par exemple les aubes OGV (pour « Outlet Guide Vane ») d’un carter intermédiaire, comprennent chacune une pale de forme allongée, délimitée longitudinalement par un bord d’attaque (disposé en amont suivant le sens d’écoulement des gaz) et un bord de fuite.
Les pales des aubes peuvent être réalisées en composite stratifié.
Un tel stratifié se compose d’un empilement de couches, plus communément appelées « plis », en matière composite. Un matériau composite comprend traditionnellement un renfort fibreux (par exemple composé de fibres de carbone) et une matrice résine (par exemple une résine organique).
Cette structure en composite stratifié offre notamment un rapport résistance mécanique/masse optimal.
Lors du dimensionnement d’une telle aube, il est primordial de vérifier sa tenue au flottement, et plus largement sa tenue aux sollicitations aéroélastiques. Le flottement résulte par exemple d’un couplage des déplacements engendrés par des modes vibratoires de torsion et de flexion de l’aube, lorsque les fréquences d’oscillation de cette dernière sont modifiées par les forces aérodynamiques.
En outre, il est nécessaire de vérifier sa tenue mécanique vis-à-vis des différentes sollicitations extérieures. Dans le cas d’une structure composite stratifié, plusieurs stratégies de dimensionnement peuvent être appliquées. L’une d’elles consiste à vérifier dans un premier temps la tenue mécanique de chaque couche via des critères de résistances connus tels que le critère de Tsai-Hill ou le critère de Tsai-Wu, puis de vérifier la résistance mécanique à l’échelle du stratifié. Le nombre de couches ainsi que l’orientation des renforts (fibres) de chaque couche sont des variables majeures lors du dimensionnement de la pale.
Une des possibilités pour respecter/optimiser les critères précédemment cités est de modifier la géométrie de la pale. Toutefois, la modification de la géométrie de la pale implique de remettre en cause les données aéromécaniques optimales déterminées, et de manière plus générale réduire le rendement dynamique de chaque pale et par voie de conséquence les performances de l’ensemble propulsif.
La présente invention vise donc à déterminer des perfectionnements permettant d’accroître les caractéristiques mécaniques de la pale afin de respecter/optimiser les critères précédemment cités, tout en maintenant une géométrie optimale de la pale.
EXPOSE DE L’INVENTION
L’invention propose à cet effet un élément aubagé profilé, tel qu’une aube de stator, pour un ensemble propulsif, comprenant une pale de forme allongée, délimitée longitudinalement par un bord d’attaque et un bord de fuite, ladite pale comprenant :
- un noyau interne de forme allongée, délimitée longitudinalement par un bord amont et un bord aval ;
- une première couche en matériau composite formée par une première nappe recouvrant entièrement le noyau central, et dont des bords sensiblement radiaux sont jointifs pour former un raccord sensiblement radial ;
- au moins une seconde couche en matériau composite formée par une seconde nappe recouvrant entièrement la première couche, et dont des bords sensiblement radiaux sont jointifs pour former un raccord sensiblement radial ;
caractérisé en ce que le raccord de ladite seconde couche est décalé par rapport au raccord de ladite première couche.
Le fait de décaler les raccords de deux couches superposées permet de réduire significativement les risques de délaminage. En effet, contrairement à l’art antérieur, une telle disposition permet d’éviter une concentration critique des raccords des diverses couches. Ainsi, à titre de comparaison par rapport à l’art antérieur, à iso-géométrie, la tenue mécanique de la pale est améliorée.
L’élément 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 :
- le raccord de ladite première couche est situé à proximité dudit bord d’attaque et le raccord de ladite seconde couche est situé à proximité dudit bord de fuite, ou inversement ;
- ladite pale comprend une troisième couche en matériau composite formée par une troisième nappe recouvrant entièrement la seconde couche, et dont des bords sensiblement radiaux sont jointifs pour former un raccord sensiblement radial, le raccord de ladite troisième couche étant sensiblement superposé au raccord de ladite première couche ;
- la première couche et/ou la seconde couche est divisée en N tronçons mis longitudinalement bout à bout de manière à former N raccords sensiblement radiaux, des tronçons longitudinalement accolés présentant des caractéristiques mécaniques différentes, le ou les raccords de la première couche étant décalés par rapport au raccord ou aux raccords de la seconde couche, où N est un entier naturel représentant le nombre de tronçons ;
- ladite pale comprend une troisième couche en matériau composite formée par une troisième nappe recouvrant entièrement la seconde couche, et dont des bords sensiblement radiaux sont jointifs pour former un raccord sensiblement radial, la première couche et/ou la seconde couche et/ou la troisième couche est divisée en N tronçons mis longitudinalement bout à bout de manière à former N raccords sensiblement radiaux, des tronçons longitudinalement accolés présentant des caractéristiques mécaniques différentes, la troisième couche présentant un nombre de tronçons égal à la première couche, le ou les raccords de la troisième couche étant sensiblement superposés au raccord ou aux raccords de la première couche ;
- la première couche et/ou la seconde couche est divisée radialement en M portions mises radialement bout à bout de manière à former M-1 raccords sensiblement longitudinaux, des portions radialement accolées présentant des matériaux et donc des caractéristiques mécaniques différentes, où M est un entier naturel représentant le nombre de portions ;
- au moins un desdits tronçons est divisé radialement en M portions mises radialement bout à bout de manière à former M-1 raccords sensiblement longitudinaux, des portions radialement accolées présentant des matériaux et/ou caractéristiques mécaniques différentes, où M est un entier naturel représentant le nombre de portions ;
- la dimension radiale de la pale est définie depuis une plate-forme interne jusqu’à une plate-forme externe, le ou les raccords longitudinaux se situant dans un intervalle débutant à 10% de la dimension radiale de la pale et se terminant à 90% de la dimension radiale de la pale ;
- un clinquant métallique est rapporté sur le bord d’attaque.
L’invention a pour deuxième objet un procédé de fabrication d’un élément aubagé profilé, tel qu’une aube de stator, telle que précédemment décrite, l’élément comprenant une pale de forme allongée, délimitée longitudinalement par un bord d’attaque et un bord de fuite, le procédé comprenant :
• une étape de recouvrement d’un noyau central de la pale avec une première nappe pour former une première couche en matériau composite, cette première nappe recouvrant entièrement le noyau de sorte que des bords sensiblement radiaux soient jointifs pour former un raccord sensiblement radial ;
• une étape de recouvrement de la première couche avec une seconde nappe pour former une seconde couche en matériau composite, cette seconde nappe recouvrant entièrement la première couche de sorte que des bords sensiblement radiaux soient jointifs pour former un raccord sensiblement radial, le raccord de ladite seconde couche étant décalé par rapport audit raccord de ladite première couche.
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 schématique, en coupe longitudinale, d’un ensemble propulsif ;
- la figure 2 est une vue en perspective d’une aube d’un carter intermédiaire de l’ensemble propulsif, l’aube comprenant une pale ;
- la figure 3 est une vue en section transversale schématique de la pale illustrée sur la figure 2, selon un premier mode de réalisation ;
- la figure 4 est une vue en section transversale schématique de la pale illustrée sur la figure 2, selon un second mode de réalisation ;
- la figure 5 est une vue en section transversale schématique de la pale illustrée sur la figure 2, selon un troisième mode de réalisation ;
- la figure 6 est une vue en section transversale schématique de la pale illustrée sur la figure 2, selon un quatrième mode de réalisation ;
- la figure 7 est une vue en coupe longitudinale schématique de la pale illustré sur la figure 2, selon un cinquième mode de réalisation, à l’échelle d’une couche de la pale.
DESCRIPTION DETAILLEE
Sur la figure 1 est représenté un ensemble propulsif 1, notamment pour aéronef, comprenant une turbomachine à double flux 2 intégré dans un carter externe 3 annulaire. La turbomachine 2 comprend d amont en aval dans le sens d’écoulement des gaz, une soufflante 4 et un générateur de gaz 5 comportant un ou plusieurs étages de compresseur, basse pression 6 et haute pression 7, une chambre de combustion 8, un ou plusieurs étages de turbine, haute pression 9 puis basse pression 10, et une tuyère d’échappement. Les rotors de la turbomachine 2 sont mobiles en rotation autour d’un axe longitudinal X de la turbomachine 2.
Dans le cas présent, le carter externe 3 comprend notamment un carter de soufflante, un carter intermédiaire 11 et une nacelle.
Par convention dans la présente demande, on entend par « longitudinalement » ou « longitudinal >> toute direction parallèle à l’axe X, et par « radialement >> ou « radial >> toute direction perpendiculaire à l’axe X. De même, par convention dans la présente demande, les termes « interne >> et « externe >> sont définis radialement par rapport à l’axe X.
Le flux d’air entraîné par la soufflante 4 est séparé en un flux d’air primaire F1 pénétrant dans le générateur de gaz 5 de la turbomachine 2 et un flux d’air secondaire F2 participant de manière prépondérante à la poussée fournie par la turbomachine 2. Le flux d’air secondaire F2 s’écoule autour du générateur de gaz 5 dans une veine secondaire 12.
Le carter intermédiaire 11 est situé longitudinalement entre le compresseur basse pression 6 et le compresseur haute pression 7, ce carter 11 comprenant une virole interne 13, et une virole externe 14 s’étendant autour de la virole interne 13 et formant avec cette dernière une portion 32 de la veine secondaire 12. La virole externe 14 est reliée rigidement à la virole interne 13 par des bras 15 sensiblement radiaux par rapport à l’axe longitudinal X de la turbomachine 2, répartis de manière uniforme, et entre lesquelles se trouvent des aubes de guidage 16 dites OGV pour « Outlet Guide Vane >>.
Tel qu’illustré sur la figure 2, l’aube OGV 16 comprend une pale 17 à profil aérodynamique, de forme allongée, délimitée longitudinalement par un bord d’attaque 18 disposé en amont suivant le sens d’écoulement des gaz dans le carter intermédiaire 11, et par un bord de fuite 19 opposé au bord d’attaque 18. La pale 17 est délimitée en outre radialement entre une plate-forme interne 20 et une plate-forme externe 21. Plus précisément, les plates-formes interne et externe 20, 21 sont respectivement destinées à être montées sur les viroles interne et externe 13, 14 du carter intermédiaire 11. La pale 17 est latéralement délimitée par une face intrados 22 et une face extrados 23, ces faces intrados et extrados 22, 23 reliant le bord d’attaque 18 et le bord de fuite 19. Les faces intrados et extrados 22, 23 sont incurvées, et respectivement concave et convexe.
La pale 17 comprend structurellement un noyau 24 interne de forme allongée, délimité longitudinalement par un bord amont 24a et un bord aval 24b (suivant le sens d’écoulement des gaz dans le carter intermédiaire 11). La pale 17 comprend en outre une première couche 25 en matériau composite formée par une première nappe recouvrant entièrement le noyau 24 central, et dont des bords 29 sensiblement radiaux sont jointifs pour former un raccord 30a sensiblement radial, et au moins une seconde couche 26 en matériau composite formée par une seconde nappe recouvrant entièrement la première couche 25, et dont des bords 29 sensiblement radiaux sont jointifs pour former un raccord 30b sensiblement radial, le raccord 30b de la seconde couche 26 étant décalé par rapport au raccord 30a de la première couche 25.
Selon l’exemple illustré, l’invention s’applique à une aube OGV 16 mais elle pourrait être appliquée aux différents éléments aubagés profilés (de rotor ou de stator) compris dans l’ensemble propulsif 1.
Selon les modes de réalisation illustrés sur les figures 3 et 4, la pale 17 comprend quatre couches 25, 26, 27, 28 empilées les unes sur les autres. Les raccords radiaux 30a, 30b, 30c, 30d de deux couches 25, 26, 27, 28 superposées sont décalés l’un par rapport à l’autre. Chaque couche 25, 26, 27, 28 en matériau composite présente une composition et des caractéristiques mécaniques qui peuvent être soit similaires soit différentes d’une couche à l’autre. Le matériau composite utilisé peut être soit similaire soit différent d’une couche à l’autre.
Plus précisément, tel qu’illustré sur la figure 3, les raccords radiaux 30a, 30b des première et seconde couches 25, 26 se trouvent au niveau de la face intrados 22 de la pale 17. En outre, les raccords radiaux 30c, 30d des troisième et quatrième couches 27, 28 se trouvent au niveau du bord d’attaque 18 de la pale 17. L’épaisseur des différentes couches 25, 26, 27, 28 est sensiblement égale mais elle pourrait bien évidemment varier d’une couche à l’autre.
Plus précisément, tel qu’illustré sur la figure 4, les raccords radiaux 30a, 30b, 30c, 30d de l’ensemble des couches 25, 26, 27, 28 se trouvent au niveau de la face intrados 22 de la pale 17. Le raccord radial 30c de la troisième couche 27 est sensiblement superposé au raccord radial 30a de la première couche 25. En outre, le raccord radial 30d de la quatrième couche 28 est sensiblement superposé au raccord radial 30b de la deuxième couche 26. L’épaisseur des différentes couches 25, 26, 27, 28 est sensiblement égale mais elle pourrait bien évidemment varier d’une couche à l’autre.
Chaque couche 25, 26, 27, 28 peut être divisée en N tronçons 31 mis longitudinalement bout à bout de manière à former N raccords 30a, 30b, 30c, 30d sensiblement radiaux, des tronçons 31 longitudinalement accolés présentant des matériaux et donc des caractéristiques mécaniques différentes. N est un entier naturel représentant le nombre de tronçons 31. Les raccords radiaux 30a, 30b, 30c, 30d de deux couches 25, 26, 27, 28 superposées sont décalés les uns par rapport aux autres.
Le fait de diviser chaque couche 25, 26, 27, 28 en N tronçons 31 permet d’ajuster localement les propriétés mécaniques de la pale 17 en fonction des différentes sollicitations extérieures, et ainsi d’optimiser le nombre de couches nécessaires, et par voie de conséquence la fabrication de la pale 17 et les performances de l’ensemble propulsif 1. Une telle possibilité permet par exemple de raidir localement la pale 17, et ainsi de modifier les fréquences propres des différents modes propres de déformation de la pale 17.
Autrement dit, le fait de diviser chaque couche 25, 26, 27, 28 en N tronçons 31 permet notamment de varier les matériaux utilisés au niveau d’une même couche et donc de traiter de façon optimisée en nombre de couches une problématique mécanique (statique, vibratoire ou aéroélastique).
Selon les modes de réalisation illustrés sur les figures 5 et 6, chaque couche 25, 26, 27, 28 est divisée en deux tronçons 31 dont les caractéristiques dimensionnelles sont sensiblement égales. Au niveau de chaque couche 25, 26, 27, 28, les deux tronçons 31 présentent des caractéristiques mécaniques différentes.
Plus précisément, tel qu’illustré sur la figure 5, les raccords radiaux 30a, 30b des première et seconde couches 25, 26 se trouvent au niveau des faces intrados et extrados 22, 23 de la pale 17. En outre, les raccords radiaux 30c, 30d des troisième et quatrième couches 27, 28 se trouvent au niveau des bords d’attaque et de fuite 18, 19 de la pale 17.
Plus précisément, tel qu’illustré sur la figure 6, les raccords radiaux 30a, 30b, 30c, 30d de l’ensemble des couches 25, 26, 27, 28 se trouvent au niveau des faces intrados et extrados 22, 23 de la pale 17. Les raccords radiaux 30c de la troisième couche 27 sont sensiblement superposés aux raccords radiaux 30a de la première couche 25. En outre, les raccord radiaux 30d de la quatrième couche 28 sont sensiblement superposés aux raccords radiaux 30b de la deuxième couche 26.
Chaque couche 25, 26, 27, 28 (respectivement chaque tronçon 31) peut être divisée radialement en M portions 32 mises radialement bout à bout de manière à former M-1 raccords 33 sensiblement longitudinaux, des portions 32 radialement accolées présentant des caractéristiques mécaniques différentes. M est un entier naturel représentant le nombre de portions 32.
Le fait de diviser chaque couche 25, 26, 27, 28 (respectivement chaque tronçon 31) en M portions 32 permet d’ajuster localement les propriétés mécaniques de la pale 17 en fonction des différentes sollicitations extérieures, et ainsi d’optimiser le nombre de couches nécessaires, et par voie de conséquence la fabrication de la pale 17 et les performances de l’ensemble propulsif 1. Une telle possibilité permet par exemple de raidir localement la pale 17, et ainsi de modifier les fréquences propres des différents modes propres de déformation de la pale 17.
Selon le mode de réalisation illustré sur la figure 7 représentant une vue en coupe longitudinale (selon un plan passant par l’axe X) au niveau de la seconde couche 26 de la pale 17, la seconde couche 26 est divisée en deux portions 32 dont les caractéristiques dimensionnelles sont sensiblement égales, le raccord longitudinal 33 résultant de ces deux portions 32 étant radialement situé au milieu de la pale 17.
Tel qu’illustré sur la figure 7, en précisant que la dimension radiale de la pale 17 est définie depuis la plate-forme interne 20 jusqu’à la plateforme externe 21, le raccord longitudinal 33 est situé dans un intervalle I débutant à 10% de la dimension radiale de la pale 17 et se terminant à 90% de la dimension radiale de la pale 17.
Tel qu’illustré sur les figures 2 à 6, la pale 17 comprend un clinquant 34 métallique rapporté sur le bord d’attaque 18. Le clinquant 34 métallique permet de protéger la structure en composite stratifié au niveau du bord d’attaque 18 lorsque ce dernier est heurté par des corps étrangers tels que des oiseaux, de la grêle, de la glace, etc.
La pale 17 de l’aube 16 (élément aubagé profilé) est réalisée via un procédé dit de drapage utilisant des nappes pré-imprégnées (éléments semi-finis), à savoir des nappes de fibres (par exemple fibres de carbone) imprégnés de résine.
Les nappes de pré-imprégnées sont disposées les unes par rapport aux autres en recouvrant un noyau 24 central afin de former la pale 17, l’ensemble des nappes de pré-imprégnées étant compactées, placées dans un moule puis enfin polymérisées dans un autoclave.
Plus précisément, selon l’invention, au cours du formage, le procédé comprend une étape de recouvrement du noyau 24 central avec une première nappe pré-imprégnée pour former la première couche 25 en matériau composite, cette première nappe recouvrant entièrement le noyau 24 de sorte que des bords 29 sensiblement radiaux soient jointifs pour former un raccord 30a sensiblement radial.
Le procédé comprend en outre une étape de recouvrement de la première couche 25 avec une seconde nappe pré-imprégnée pour former une seconde couche 26 en matériau composite, cette seconde nappe recouvrant entièrement la première couche 25 de sorte que des bords 29 sensiblement radiaux soient jointifs pour former un raccord 30b sensiblement radial, le raccord 30b de la seconde couche 26 étant décalé par rapport au raccord 30a de la première couche 25.
Lorsqu’une couche 25, 26, 27, 28 est divisée en N tronçons 31 de nappes pré-imprégnées, ces tronçons 31 sont mis longitudinalement bout à bout de manière à former N raccords 30a, 30b, 30c, 30d sensiblement radiaux. Les raccords radiaux 30a, 30b, 30c, 30d de deux couches superposées sont décalés les uns par rapport aux autres.
De la même manière, lorsqu’une couche 25, 26, 27, 28 (respectivement un tronçon 31) est divisée en M portions 32 de nappes pré-imprégnées, ces portions 32 sont mises radialement bout à bout de manière à former M-1 raccords 33 sensiblement longitudinaux.
Claims (10)
- REVENDICATIONS1. Elément aubagé profilé, tel qu’une aube (16) de stator, pour un ensemble propulsif (1), comprenant une pale (17) de forme allongée, délimitée longitudinalement par un bord d’attaque (18) et un bord de fuite (19), ladite pale (17) comprenant :- un noyau central (24) interne de forme allongée, délimité longitudinalement par un bord amont (24a) et un bord aval (24b) ;- une première couche (25) en matériau composite formée par une première nappe recouvrant entièrement le noyau (24) central, et dont des bords (29) sensiblement radiaux sont jointifs pour former un raccord (30a) sensiblement radial ;- au moins une seconde couche (26) en matériau composite formée par une seconde nappe recouvrant entièrement la première couche (25), et dont des bords (29) sensiblement radiaux sont jointifs pour former un raccord (30b) sensiblement radial ;caractérisé en ce que le raccord (30b) de ladite seconde couche (26) est décalé par rapport au raccord (30a) de ladite première couche (25).
- 2. Elément selon la revendication 1, caractérisé en ce que le raccord (30a) de ladite première couche (25) est situé à proximité dudit bord d’attaque (18) et le raccord (30b) de ladite seconde couche (26) est situé à proximité dudit bord de fuite (19), ou inversement.
- 3. Elément selon l’une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que ladite pale (17) comprend une troisième couche (27) en matériau composite formée par une troisième nappe recouvrant entièrement la seconde couche (26), et dont des bords (29) sensiblement radiaux sont jointifs pour former un raccord (30c) sensiblement radial, le raccord (30c) de ladite troisième couche (27) étant sensiblement superposé au raccord (30a) de ladite première couche (25).
- 4. Elément selon la revendication 1, caractérisé en ce que la première couche (25) et/ou la seconde couche (26) est divisée en N tronçons (31) mis longitudinalement bout à bout de manière à former N raccords (30a, 30b) sensiblement radiaux, des tronçons (31) longitudinalement accolés présentant des caractéristiques mécaniques différentes, le ou les raccords (30a) de la première couche (25) étant décalés par rapport au raccord (30b) ou aux raccords (30b) de la seconde couche (26), où N est un entier naturel représentant le nombre de tronçons (31).
- 5. Elément selon la revendication 4, caractérisé en ce que ladite pale (17) comprend une troisième couche (27) en matériau composite formée par une troisième nappe recouvrant entièrement la seconde couche (26), et dont des bords (29) sensiblement radiaux sont jointifs pour former un raccord (30c) sensiblement radial, la première couche (25) et/ou la seconde couche (26) et/ou la troisième couche est divisée en N tronçons (31) mis longitudinalement bout à bout de manière à former N raccords (30a, 30b, 30c) sensiblement radiaux, des tronçons (31) longitudinalement accolés présentant des caractéristiques mécaniques différentes, la troisième couche présentant un nombre de tronçons égal à la première couche, le ou les raccords (30c) de la troisième couche (25) étant sensiblement superposés au raccord (30a) ou aux raccords (30a) de la première couche (26).
- 6. Elément selon l’une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la première couche (25) et/ou la seconde couche (26) est divisée radialement en M portions (32) mises radialement bout à bout de manière à former M-1 raccords (33) sensiblement longitudinaux, des portions (32) radialement accolées présentant des matériaux et/ou caractéristiques mécaniques différentes, où M est un entier naturel représentant le nombre de portions (32).
- 7. Elément selon l’une des revendications 4 à 5, caractérisé en ce qu’au moins un desdits tronçons (31) est divisé radialement en M portions (32) mises radialement bout à bout de manière à former M-1 raccords (33) sensiblement longitudinaux, des portions (32) radialement accolées présentant des matériaux et/ou caractéristiques mécaniques différentes, où M est un entier naturel représentant le nombre de portions (32).
- 8. Elément selon l’une des revendications 6 ou 7, caractérisé en ce que la dimension radiale de la pale (17) est définie depuis une plate-forme interne (20) jusqu’à une plate-forme externe (21), le ou les raccords longitudinaux (33) se situant dans un intervalle (I) débutant à 10% de la dimension radiale de la pale (17) et se terminant à 90% de la dimension radiale de la pale (17).
- 9. Elément selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’un clinquant (34) métallique est rapporté sur le bord d’attaque (18).
- 10. Procédé de fabrication d’un élément aubagé profilé, tel qu’une aube (16) de stator, selon l’une des revendications 1 à 9, l’élément comprenant une pale (17) de forme allongée, délimitée longitudinalement par un bord d’attaque (18) et un bord de fuite (19), le procédé comprenant :- une étape de recouvrement d’un noyau (24) central de la pale (17) avec une première nappe pour former une première couche (25) en matériau composite, cette première nappe recouvrant entièrement le noyau (24) de sorte que des bords (29) sensiblement radiaux soient jointifs pour former un raccord (30a) sensiblement radial ;- une étape de recouvrement de la première couche (25) avec une seconde nappe pour former une seconde couche (26) en matériau composite, cette seconde nappe recouvrant entièrement la première couche (25) de sorte que des bords (29) sensiblement radiaux soient jointifs pour former un raccord (30b) sensiblement radial, le raccord (30b) de ladite seconde couche (26) étant décalé par rapport audit raccord (30a) de ladite première couche (25).
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR1757893A FR3070425B1 (fr) | 2017-08-25 | 2017-08-25 | Element aubage profile d'un ensemble propulsif en composite stratifie |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR1757893 | 2017-08-25 | ||
| FR1757893A FR3070425B1 (fr) | 2017-08-25 | 2017-08-25 | Element aubage profile d'un ensemble propulsif en composite stratifie |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR3070425A1 true FR3070425A1 (fr) | 2019-03-01 |
| FR3070425B1 FR3070425B1 (fr) | 2019-08-16 |
Family
ID=60202170
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR1757893A Active FR3070425B1 (fr) | 2017-08-25 | 2017-08-25 | Element aubage profile d'un ensemble propulsif en composite stratifie |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR3070425B1 (fr) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2021255366A1 (fr) * | 2020-06-18 | 2021-12-23 | Safran Aircraft Engines | Aube en materiau composite a renfort fibreux tisse tridimensionnel et peau tissee bidimensionnel et son procede de fabrication |
| FR3111660A1 (fr) * | 2020-06-18 | 2021-12-24 | Safran Aircraft Engines | Aube en matériau composite à peau tissée bidimensionnel intégrant un insert métallique et son procédé de fabrication |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0526057A1 (fr) * | 1991-07-22 | 1993-02-03 | General Electric Company | Structure d'une aube de soufflante en matériau composite |
| WO2003078832A1 (fr) * | 2002-03-19 | 2003-09-25 | Lm Glasfiber A/S | Zone transitionnelle dans une pale d'eolienne |
| EP3205827A1 (fr) * | 2016-02-09 | 2017-08-16 | General Electric Company | Aube de turbine à gaz frangible |
-
2017
- 2017-08-25 FR FR1757893A patent/FR3070425B1/fr active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0526057A1 (fr) * | 1991-07-22 | 1993-02-03 | General Electric Company | Structure d'une aube de soufflante en matériau composite |
| WO2003078832A1 (fr) * | 2002-03-19 | 2003-09-25 | Lm Glasfiber A/S | Zone transitionnelle dans une pale d'eolienne |
| EP3205827A1 (fr) * | 2016-02-09 | 2017-08-16 | General Electric Company | Aube de turbine à gaz frangible |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2021255366A1 (fr) * | 2020-06-18 | 2021-12-23 | Safran Aircraft Engines | Aube en materiau composite a renfort fibreux tisse tridimensionnel et peau tissee bidimensionnel et son procede de fabrication |
| FR3111658A1 (fr) * | 2020-06-18 | 2021-12-24 | Safran Aircraft Engines | Aube en matériau composite à renfort fibreux tissé tridimensionnel et peau tissée bidimensionnel et son procédé de fabrication |
| FR3111660A1 (fr) * | 2020-06-18 | 2021-12-24 | Safran Aircraft Engines | Aube en matériau composite à peau tissée bidimensionnel intégrant un insert métallique et son procédé de fabrication |
| US11982209B2 (en) | 2020-06-18 | 2024-05-14 | Safran Aircraft Engines | Vane made of composite material having a three-dimensional woven fibrous reinforcement and two-dimensional woven skin and method for manufacturing same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR3070425B1 (fr) | 2019-08-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP3064708B1 (fr) | Aube composite de compresseur de turbomachine axiale avec une feuille de renfort et turbomachine comprenant une telle aube | |
| EP2886804B1 (fr) | Dispositif d'étanchéité pour un compresseur de turbomachine | |
| EP2966264B1 (fr) | Caisson à aubes de redresseur de compresseur de turbomachine axiale | |
| EP2883688A1 (fr) | Carter annulaire composite de compresseur de turbomachine | |
| FR3087699A1 (fr) | Hybridation des fibres du renfort fibreux d'une aube | |
| FR2956875A1 (fr) | Aube allegee pour turbomachine, carter comportant une pluralite d'une telle aube et turbomachine comportant au moins un tel carter | |
| FR3087701A1 (fr) | Hybridation des fibres du renfort fibreux d'une aube de soufflante | |
| EP4115053B1 (fr) | Aube de soufflante comprenant un insert de fibres raides | |
| CA2879052A1 (fr) | Procede de fabrication d'un carter de turbomachine dans un materiau composite et carter associe | |
| FR3070425B1 (fr) | Element aubage profile d'un ensemble propulsif en composite stratifie | |
| EP3121375A1 (fr) | Aube composite de compresseur de turbomachine axiale | |
| EP4313574A1 (fr) | Aube comprenant une structure en matériau composite et procédé de fabrication associé | |
| FR3085299A1 (fr) | Carter en materiau composite avec raidisseur integre | |
| FR2968364A1 (fr) | Element de soufflante de turboreacteur a double flux | |
| EP4401956A1 (fr) | Aube en matériau composite comportant un renfort métallique et procédé de fabrication d'une telle aube | |
| EP4132760B1 (fr) | Moule pour la fabrication d'un carter de soufflante de turbomachine en materiau composite | |
| FR3028882A1 (fr) | Procede de realisation d'un revetement abradable multicouches avec structure tubulaire integree, et revetement abradable obtenu par un tel procede | |
| EP4022173B1 (fr) | Hybridation des fibres du renfort fibreux d'une aube de soufflante | |
| EP2930308A1 (fr) | Carter à facettes de compresseur de turbomachine axiale | |
| EP4211336A1 (fr) | Hybridation des fibres du renfort fibreux d'une aube de soufflante avec des fibres élastiques | |
| FR3108662A1 (fr) | Aube de soufflante rotative de turbomachine, soufflante et turbomachine munies de celle-ci | |
| FR3090465A1 (fr) | Procede de fabrication d'une piece de turbomachine en materiau composite et piece de turbomachine correspondante | |
| FR3103215A1 (fr) | Aube de soufflante rotative de turbomachine, soufflante et turbomachine munies de celle-ci | |
| BE1023367B1 (fr) | Fixation de virole interne de compresseur de turbomachine axiale | |
| WO2019038500A1 (fr) | Pale pour turbomachine et son procede de fabrication |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PLSC | Publication of the preliminary search report |
Effective date: 20190301 |
|
| 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 |