FR3072716A1 - Aube de rotor de turbomachine, turbomachine associee - Google Patents

Abstract

L'invention se rapporte à une aube de rotor comportant : ▪ une pale s'étendant selon un axe (Z) et comportant un extrados (42) et un intrados (43), ▪ un talon (26), au niveau d'une extrémité distale de l'aube, reliant l'extrados (42) et l'intrados, et comportant : ○ une plateforme (28) présentant une portion centrale (29), ○ une léchette amont (30) et une léchette aval (31) en saillie par rapport à la plateforme (28), la plateforme, lesdites léchettes étant séparées par la portion centrale (29), la portion centrale comportant un raidisseur (44) positionné dans une zone (46) de la portion centrale délimitée par un reste d'amenée de coulée (45) et la léchette aval, l'épaisseur (er) du raidisseur étant inférieure à l'épaisseur (ec) du reste d'amenée de coulée, le raidisseur assurant l'équilibrage du talon entre l'extrados et l'intrados pour limiter la bascule dudit talon notamment lors du fonctionnement du rotor.

Description

DOMAINE TECHNIQUE DE L’INVENTION

L’invention se rapporte au domaine général des turbomachines.

Plus particulièrement, l’invention concerne une aube de rotor dont la géométrie est optimisée pour limiter la bascule du talon de ladite aube. L’invention se rapporte également à une turbomachine comportant une telle aube.

ARRIERE PLAN TECHNOLOGIQUE DE L’INVENTION

Dans le présent exposé, l'amont et l'aval sont définis par rapport au sens d'écoulement normal du gaz (de l'amont vers l'aval) à travers la turbomachine.

On appelle axe de la turbomachine ou axe moteur, l'axe de rotation du rotor de la turbomachine. La direction axiale correspond à la direction de l'axe de la turbomachine et une direction radiale est une direction perpendiculaire à l'axe de la turbomachine et coupant cet axe. De même, un plan axial est un plan contenant l'axe de la turbomachine, et un plan radial est un plan perpendiculaire à cet axe.

Sauf précision contraire, les adjectifs intérieur et extérieur sont utilisés en référence à une direction radiale de sorte que la partie intérieure d'un élément est, suivant une direction radiale, plus proche de l'axe de la turbomachine que la partie extérieure du même élément.

Dans une turbomachine d’axe longitudinal XX’, la turbine basse pression 4, représentée partiellement à la figure 1, récupère une partie de l’énergie issue de la combustion des gaz pour le fonctionnement de la soufflante, du compresseur et des accessoires de la turbomachine. Une des pièces constitutives de la turbine basse pression 4 est le rotor 1.

Le rotor 1 comporte une pluralité d’aubes mobiles, dont un exemple est représenté sur la figure 2a, lesdites aubes mobiles étant agencées autour de l’axe de rotation du rotor 1. En référence à la figure 2a, l'aube mobile 10 comporte une pale 11 qui s'étend selon un axe Z, entre une extrémité proximale 102 et une extrémité distale 101 (i.e. intérieure et extérieure) de l'aube 10. On note que l’axe Z est perpendiculaire à l’axe longitudinal XX’ de la turbomachine. La pale 11 comporte une face d'extrados 42 (non visible sur la figure 2a) et une face d'intrados 43 reliées à leurs extrémités amont 40 par un bord d’attaque 47 et à leurs extrémité aval 41 par un bord de de fuite des gaz 48.

A l’extrémité proximale 102 de la pale 11, l'aube 10 comprend un pied 14 par lequel elle est fixée à un disque 3 du rotor 1 visible à la figure 1, ce disque 3 étant commun à plusieurs aubes 10. La pale 11 permet de récupérer les efforts des gaz traversant la turbomachine pour les transmettre au disque 3 du rotor 1. Une zone caractéristique de l’aube 10 appelée « col >> 51, visible à la figure 2b, est située à l’extrémité proximale 102 de l’aube 10, côté intrados 43 et extrados 42. Le col 51 constitue dans la majorité des cas la zone critique sous chargement statique et donc en durée de vie LCF pour « Low Cycle Fatigue >> et HCF pour « High Cycle Fatigue >>.

Par ailleurs, à l’extrémité distale 101 de la pale 11, l'aube 10 peut comprendre un élément transversal, appelé talon 26. Le talon 26 comporte une plateforme 28 présentant un premier bord 281 côté intrados 43 et un second bord 282 côté extrados 42 (visible sur les figures 8 et 9). Chaque talon 26 comporte, en outre, une léchette amont 30 et une léchette aval 31 qui sont en saillie par rapport à la plateforme 28. Les léchettes 30 et 31 assurent l’étanchéité par complémentarité avec un stator 2, en partie visible sur la figure 1, lors du fonctionnement de la turbine basse pression 4. Lorsque plusieurs aubes mobiles 10 sont fixées sur un disque 3 de rotor 1, leurs talons 26 sont disposés bord à bord de manière à former une couronne circonférentielle qui a notamment pour fonction de délimiter extérieurement la veine d'écoulement du gaz traversant la turbomachine et de limiter ainsi les fuites de gaz à cet endroit.

On note que les aubes 10 sont obtenues par fonderie. Ainsi, comme on peut le voir sur la figure 3a, la géométrie « brut >> de chaque aube 10 dispose d’une « amenée de coulée >> 50 (ou « attaque de coulée >>), zone par laquelle le métal en fusion arrive dans le moule et remplit l’empreinte de l’aube 10.

Lors de l’usinage de la géométrie brut, qui constitue l’opération d’obtention de la géométrie finale de l’aube 10 représentée sur la figure 3b, seule une partie de l’amenée de coulée 50 est retirée afin de réduire les coûts de production. Ainsi, après usinage, il subsiste une partie résiduelle sur la géométrie finale de la pièce, appelée « reste d’amenée de coulée >> 45.

Le centrage du talon 26 par rapport au reste de l’aube 10 et sa géométrie sont deux aspects essentiels pour la bonne tenue mécanique de l’aube 10. Un bilan mécanique durant la phase de conception a mis en évidence un phénomène de bascule de la partie aval 41 du talon 26 dans le sens tangentiel de l’extrados 42 vers l’intrados 43 comme on peut le voir sur la figure 4. Le phénomène de bascule se constate facilement par la présence de zones de traction 49 et de zones de compression 50 antagonistes. Les zones de compression 50 sont représentées hachurées sur les figures 5a et 5b.

Le phénomène de bascule du talon 26 s’explique par :

- la présence d’une surface de veine à l’aval 41 beaucoup plus importante à l’extrados 42 qu’à l’intrados 43, comme on peut le voir sur les figure 6a et 6b, qui résulte de la forme de la pale 11 et de la géométrie du talon 26. De plus, la surface de veine à l’extrados 42 présente un porte-à-faux très important. Dans la mesure où un flux d’air s’exerce sur toute la surface de veine et que la pression du flux d’air est relativement constante entre l’intrados 43 et l’extrados 42, la partie extrados 42 dont la surface de veine est plus importante se soulève et la raideur de l’ensemble fait suivre l’intrados 43 dans un mouvement vers le bas visible sur la figure 4,

- la partie la plus massive de la lechette aval 31 se situe à l’extrémité extrados 42. Cette partie massive est donc en porte-à-faux par rapport à la pale 11 ce qui génère, une fois centrifugée, un moment de flexion qui accentue le phénomène de bascule du talon 26.

Il en résulte un déséquilibre important des contraintes au sommet de l’aube 10 entre l’intrados 43 et l’extrados 42 et un niveau de contrainte important qu’il convient de diminuer afin de maximiser le potentiel mécanique de l’aube 10.

Une première solution consiste à décaler le talon 26 tangentiellement par rapport à la pale 11 de manière à déplacer le centre de gravité du talon 26 et ainsi rééquilibrer les surfaces intrados 43/extrados 42 de veine à l’origine du phénomène de bascule du talon 26.

Néanmoins, cette solution ne permet pas de réduire complètement le porte-à-faux à l’extrados 42 qui, sous l’effet de la force centrifuge, participe au phénomène de bascule du talon 26. De plus, du fait de la courbure du profil de la pale 11, le décalage du talon 26 induit un fort rechargement du sommet du bord d’attaque 47 en contrainte statique et ainsi une diminution de la durée de vie LCF et HCF du bord d’attaque 47. Or, le bord d’attaque 47 est fortement soumis à des risques d’impacts avec des corps étrangers en fonctionnement moteur, on ne peut donc pas se permettre de diminuer sa tenue mécanique. De plus, le décalage du talon 26 induit un rechargement en contrainte statique de la zone du col 51 côté intrados 43 qui, pour rappel, est une zone critique en durée de vie LCF et HCF. Cela a pour conséquence une baisse du potentiel mécanique dans la zone du col 51 et ainsi une baisse de la durée de vie de l’aube 10.

Une deuxième solution consiste à réaliser un épaississement à la base de la léchette aval 31 sur toute la largeur I du talon 26 de l’intrados 43 vers l’extrados 42. Cependant, un tel épaississement augmente la masse du talon 26, masse qui est inutile mécaniquement à certains endroits puisqu’elle ne contribue pas à la raideur de la partie sollicitée lors de la bascule.

DESCIPRION GENERALE DE L’INVENTION

L’invention apporte ainsi une solution permettant de réduire le phénomène de bascule au niveau du talon de l’aube tout en limitant la masse de ladite aube.

Selon un premier aspect, l’invention se rapporte à une aube de rotor de turbomachine présentant un axe longitudinal, ladite aube étant obtenue par fonderie et comportant :

une pale s’étendant selon un axe perpendiculaire à l’axe longitudinal de la turbomachine et comportant un extrados et un intrados reliés à leurs extrémités amont par un bord d’attaque et à leurs extrémités aval par un bord de fuite des gaz, un talon, au niveau d’une extrémité distale de la pale, reliant l’extrados et l’intrados, ledit talon comportant :

o une plateforme présentant un premier bord côté intrados, un second bord côté extrados et une portion centrale, o une léchette amont et une léchette aval en saillie par rapport à la plateforme, lesdites léchettes étant séparées par la portion centrale de la plateforme.

Par ailleurs, la portion centrale de la plateforme comporte un raidisseur positionné dans une zone de la portion centrale délimitée par un reste d’amenée de coulée et la léchette aval, l’épaisseur du raidisseur étant inférieure à l’épaisseur du reste d’amenée de coulée, ledit raidisseur assurant l’équilibrage du talon entre l’extrados et l’intrados pour limiter la bascule dudit talon notamment lors du fonctionnement du rotor.

Par « extrados >> et « intrados », on entend, respectivement la paroi latérale convexe et la paroi latérale concave de la pale de l’aube.

Par « raidisseur », on entend un ajout de matière de forme et de dimensions adaptées pour le raidissement d’une zone du talon.

Par « reste d’amenée de coulée », on entend la partie résiduelle de l’amenée de coulée (ou attaque de coulée) qui subsiste après l’usinage de la géométrie brut de l’aube qui est obtenue par fonderie.

L’aube de rotor selon le premier aspect de l’invention permet de résoudre les problèmes préalablement cités.

L’ajout d’un raidisseur entre le reste d’amenée de coulée et la léchette aval permet de raidir la partie aval de la portion centrale côté extrados ce qui permet de limiter le phénomène de bascule du talon et ainsi de l’aube induit par la surface de veine en porte à faux du côté extrados. En effet, ainsi positionné, le raidisseur permet de retenir la partie massive de la léchette aval côté extrados et ainsi de limiter sa remontée lorsque celle-ci est soumise aux efforts centrifuges lors du fonctionnement de la turbomachine.

La diminution du phénomène de bascule permet de diminuer les contraintes à la fois à l’extrados (traction) et à l’intrados (compression) et de faire tendre le ratio entre la contrainte maximale à l’extrados et la contrainte maximale à l’intrados vers 1 de manière à obtenir un équilibre des contraintes entre l’intrados et l’extrados.

En outre, l’impact sur le centre de gravité est limité ce qui permet de ne pas impacter le chargement statique au bord d’attaque et ainsi de préserver la durée de vie de l’aube au niveau du bord d’attaque. La robustesse de l’aube vis à vis des dégradations durant le fonctionnement de la turbomachine (tolérance aux dommages et aux impacts) est ainsi préservée. De plus, la solution de l’invention n’impacte pas la zone critique du col ce qui permet de préserver la durée de vie LCF et HCF de l’aube. L’invention permet ainsi un gain significatif sur la durée de vie de l’aube ce qui permet de réduire les coûts liés à la maintenance ou encore au remplacement de l’aube.

En outre, l’ajout de matière est local c’est-à-dire que seule la masse susceptible de contribuer au raidissement de la partie sollicitée lors de la bascule est ajoutée ce qui permet de respecter les spécifications de masse maximale en phase de conception de l’aube.

De plus, l’invention est particulièrement intéressante en termes d’usinage et de coûts. En effet, le reste de l’amenée de coulée (nécessaire de fonderie) participe, avec le raidisseur, au raidissement de l’aube ce qui permet de faciliter le procédé de fabrication (gain d’usinage) et de diminuer la perte de matière première nécessaire pour raidir l’aube (diminution des coûts). La géométrie de l’aube est ainsi optimisée pour réduire considérablement la bascule du talon tout en limitant les coûts de production. Par ailleurs, le fait que l’épaisseur du raidisseur est inférieure à l’épaisseur du reste d’amenée de coulée permet au raidisseur de rester brut de fonderie après usinage de l’amenée de coulée brut et ainsi de limiter le temps et le coût d’usinage de l’aube. En outre, le raidisseur ne risque pas d’entraver l’usinage de l’amenée de coulée brut car il ne créé pas d’interférences avec l’outil d’usinage.

Outre les caractéristiques qui viennent d’être évoquées dans le paragraphe précédent, l’aube selon le premier aspect de l’invention peut présenter une ou plusieurs caractéristiques complémentaires parmi les suivantes, considérées individuellement ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles.

Dans un mode de réalisation non limitatif, le raidisseur couvre entre 20% et 50% de la surface extérieure de la portion centrale de la plateforme.

Dans un mode de réalisation non limitatif, le raidisseur présente une épaisseur comprise dans l’intervalle [0.5mm ; 5mm],

Dans un mode de réalisation non limitatif, le raidisseur comporte un bord côté intrados, un premier angle, mesuré entre ledit bord côté intrados et un axe parallèle à l’axe longitudinal de la turbomachine, est compris dans l’intervalle [0° ; 45°].

Dans un mode de réalisation non limitatif, une section du raidisseur forme une première partie en crochet au contact du reste d’amenée de coulée, une seconde partie en crochet au contact de la léchette aval et une section centrale entre la première partie en crochet et la seconde partie en crochet.

Par «partie en crochet», on entend une portion du raidisseur présentant une courbure.

La forme du raidisseur permet d’usiner le reste d’amenée de coulée en dégageant de l’espace pour l’outil d’usinage lors de l’usinage de l’amenée de coulée.

Dans un mode de réalisation non limitatif, un second angle mesuré entre :

• une face extérieure de la section centrale et, • la droite passant par une extrémité libre de la première partie en crochet et le point d’intersection entre la face extérieure de la section centrale et l’extrémité liée de la seconde partie en crochet, est compris dans l’intervalle [0° ; 10°].

Dans un mode de réalisation non limitatif, le raidisseur est réalisé à partir d’un superalliage à base de Nickel.

Par ailleurs, selon un deuxième aspect, l’invention se rapporte à une turbine basse pression comportant au moins une aube de rotor selon le premier aspect de l’invention.

Enfin, l’invention selon un troisième aspect concerne une turbomachine comportant une turbine basse pression selon le deuxième aspect de l’invention.

L’invention sera mieux comprise à la lumière de la description qui suit, et en référence aux figures dont la liste est donnée ci-dessous.

BREVE DESCRIPTION DES FIGURES

Les figures ne sont présentées qu’à titre indicatif et nullement limitatif. Les figures montrent :

- à la figure 1, une vue partielle en coupe longitudinale d’une turbine basse pression,

- à la figure 2a, une vue depuis la face d’intrados d’une aube mobile de rotor selon l’art antérieur,

- à la figure 2b, un agrandissement du pied de l’aube présentée à la figure 2a,

- à la figure 3a, une vue depuis la face d’intrados de la géométrie brut du sommet de l’aube selon l’art antérieur,

- à la figure 3b, une vue depuis la face d’intrados de la géométrie finale du sommet de l’aube selon l’art antérieur,

- à la figure 4, une vue depuis l’aval du sommet de l’aube présentée à la figure 2a qui illustre le phénomène de bascule du talon,

- aux figure 5a et 5b, respectivement, une vue depuis la face d’intrados et une vue depuis la face d’extrados du sommet de l’aube de la figure 2a qui illustrent la répartition des zones de compression et de traction au sommet de l’aube,

- aux figure 6a et 6b, une vue de dessous du sommet de l’aube représenté aux figures 5a et 5b, respectivement, depuis l’aval et depuis l’extrados de l’aube,

- à la figure 7, une vue depuis l’intrados du sommet de l’aube selon un mode de réalisation de l’invention,

- à la figure 8, une vue depuis l’extrados du sommet de l’aube représenté à la figure 7,

- à la figure 9, une vue de dessus du talon de l’aube représenté sur les figures 6 et 8,

- à la figure 10, une vue en coupe radiale du talon de l’aube présenté à la figure 9,

- à la figure 11, un agrandissement du talon de l’aube représenté à la figure 9, au niveau du raidisseur, à la figure 12a, une vue depuis la face d’intrados de la géométrie brut du sommet de l’aube selon l’invention,

- à la figure 12b, une vue depuis la face d’intrados de la géométrie finale du sommet de l’aube selon l’invention.

DESCRIPTION D’AU MOINS UN MODE DE REALISATION DE L’INVENTION

Sauf précision contraire, un même élément apparaissant sur des figures différentes présente une référence unique.

L’invention se rapporte à une aube mobile 10 de rotor 1, obtenue par fonderie. L’aube 10 selon l’invention présente sensiblement les mêmes caractéristiques que l’aube 10 de l’art antérieur représentée sur la figure 2a.

Ainsi, l'aube mobile 10 comporte une pale 11 qui s'étend selon un axe Z, entre une extrémité proximale 102 et une extrémité distale 101 (i.e. intérieure et extérieure) de l'aube 10.

La pale 11 comporte une face d'extrados 42 (non visible sur la figure 2a) et une face d'intrados 43 reliées à leurs extrémités amont 40 par un bord d’attaque 47 et à leurs extrémité aval 41 par un bord de de fuite des gaz 48.

L’aube 10 selon l’invention comporte un pied 14 au niveau de l’extrémité proximale 102 de la pale 11 et un talon 26 au niveau de l’extrémité distale 101 de ladite pale 11. La forme du talon 26 permet l'assemblage par emboîtement de plusieurs talons 26 successifs de manière à former une couronne circonférentielle qui a notamment pour fonction de délimiter extérieurement la veine d'écoulement du gaz traversant la turbomachine et de limiter ainsi les fuites de gaz à cet endroit. Avantageusement, l’aube 10 est réalisée à partir d’un superalliage à base de Nickel.

A la différence de l’aube 10 selon l’art antérieur, l’aube 10 selon l’invention comporte un raidisseur 44 positionné au niveau du talon 26 de l’aube 10 qui assure l’équilibrage du talon 26 entre l’extrados 42 et l’intrados 43 afin de limiter la bascule du talon 26 notamment lors du fonctionnement du rotor 1.

Les figures 7 à 12b représentent le sommet de l’aube 10 selon un mode de réalisation de l’invention.

Pour rappel, le talon 26 de l’aube 10 comporte une plateforme 28 présentant un premier bord 281 côté intrados 43 et un second bord 282 côté extrados 42 ainsi qu’une portion centrale 29. De plus, le talon 29 comporte une léchette amont 30 et une léchette aval 31 qui sont en saillie par rapport à la plateforme 28. La léchette amont 30 et la léchette aval 31 sont séparées par la portion centrale 29. On rappelle que l'amont 40 et l'aval 41 sont définis par rapport au sens d'écoulement normal du gaz (de l'amont vers l'aval) à travers la turbomachine.

En outre, comme on peut le voir sur les figures 7 à 12b, la portion centrale 29 de la plateforme 28 comporte un reste d’amenée de coulée 45. En effet, on rappelle que les aubes 10 sont obtenues par fonderie. Ainsi, après usinage de l’«amenée de coulée» 50, il subsiste une partie résiduelle sur la géométrie finale de la pièce, appelée « reste d’amenée de coulée » 45, visible sur la figure 12b.

Le reste d’amenée de coulée 45 forme une saillie d’épaisseur ec qui s’étend selon l’axe Z par rapport à la surface extérieure 291 de la portion centrale 29. En d’autres termes, le reste d’amenée de coulée 45 forme une surépaisseur par rapport à la surface extérieure 291 de la portion centrale 29. Selon un mode de réalisation non limitatif, l’épaisseur ecdu reste d’amenée de coulée 45 est comprise dans l’intervalle [0.75 mm ; 2 mm]. Par ailleurs, comme on peut le voir sur la figure 7, le reste d’amenée de coulée 45 s’étend sur la surface extérieure 291 de la portion centrale 29 entre la base de la léchette amont 30 côté intrados 42 et une partie médiane de la portion centrale 29. Selon le mode de réalisation de la figure 9, le reste d’amenée de coulée 45 comporte une face amont 451 au contact de la base de la léchette amont 30, une face aval 452 convexe, une première face latérale 453 côté intrados 43 et une seconde face latérale 454 côté extrados 42. Bien entendu, le reste d’amenée de coulée 45 peut présenter une forme différente de celle représentée sur les figures 7, 8, 9 et 11.

Le raidisseur 44 est positionné dans une zone 46 de la portion centrale 29 délimitée par le reste d’amenée de coulée 45 et la léchette aval 31. Selon un mode de réalisation de l’invention, le raidisseur 44 couvre entre 20% et 50% de surface extérieure 291 de la portion centrale 29 de la plateforme 28 de manière à limiter la masse de l’aube 10.

Le raidisseur 44 forme également une saillie qui s’étend radialement par rapport à la surface extérieure 291 de la portion centrale 29. En d’autres termes, le raidisseur 44 forme une surépaisseur par rapport à la surface extérieure 291 de la portion centrale 29. Le raidisseur 44 comporte un bord côté intrados 446 et un bord côté extrados

447 visibles sur les figures 9 et 11. De plus, comme on peut le voir sur la figure 11, le raidisseur 44 comporte un bord amont 449 concave au contact de la face aval 452 convexe du reste d’amenée de coulée 45 ainsi qu’un bord aval 450 au contact de la léchette aval 31. Selon un mode de réalisation de l’invention, le raidisseur 44 est réalisé à partir d’un superalliage à base de Nickel. Comme on peut le voir sur la figure 11, le bord côté extrados 447 du raidisseur 44 est obtenu sur la géomètre brut de l’aube 10 en traçant une droite partant de la face aval 452 du reste d’amenée de coulée 45 jusqu’à une extrémité extrados 42 de la léchette aval 31.

De plus, comme on peut le voir sur la figure 10 qui représente une vue en coupe selon un plan passant par l’axe A-A visible à la figure 9, la section du raidisseur 44 présente globalement la forme d’un C. On note que l’axe A-A est un axe parallèle à l’axe longitudinal XX’ de la turbomachine. La section du raidisseur 44 forme une première partie en crochet 441 au contact du reste d’amenée de coulée 45, une seconde partie en crochet 442 au contact de la léchette aval 31 et une section centrale 443 entre la première partie en crochet 441 et la seconde partie en crochet 442. On rappelle que par « partie en crochet », on entend une portion du raidisseur présentant une courbure. En d'autres termes, la section centrale du raidisseur correspond à la portion du raidisseur qui ne présente pas de courbure.

Le raidisseur 44 présente une épaisseur er mesurée entre une face intérieure 448 et une face extérieure 444 du raidisseur 44. Selon un mode de réalisation non limitatif, l’épaisseur er du raidisseur 44 est comprise dans l’intervalle [0.5mm ; 5mm], L’épaisseur erdu raidisseur 44 est inférieure à l’épaisseur ec du reste d’amenée de coulée 45 ce qui permet au raidisseur 44 de rester brut de fonderie après usinage de l’amenée de coulée brut 50 et ainsi de limiter le temps et le coût d’usinage de l’aube. De plus, cela permet de ne pas entraver l’usinage de l’amenée de coulée brut 50 car le raidisseur 44 ne risque pas d’interférer avec l’outil d’usinage 51 comme on peut le voir sur la figure 12a.

En outre, le bord côté intrados 446 du raidisseur 44 forme un premier angle a avec un axe X parallèle à l’axe longitudinal XX’ de la turbomachine. Selon un mode de réalisation non limitatif, le premier angle a est compris dans l’intervalle [0°, 45°]. Selon un mode de réalisation, le premier angle a est positif. Avantageusement, le premier angle a est égal à 30° ce qui permet d’ajouter la quantité de matière nécessaire et suffisante pour raidir la partie aval 41 côté extrados 42 du talon 26 sans toutefois augmenter l’effort centrifuge exercé par le talon 26 sur la pale 11. Selon un autre mode de réalisation, le premier angle a est négatif.

Par ailleurs, une face extérieure 444 de la section centrale 443 du raidisseur 44 forme un second angle Θ avec la droite passant par l’extrémité libre 445 de la première partie en crochet 441 et le point d’intersection P entre la face extérieure 444 de la section centrale 443 et l’extrémité liée 460 de la seconde partie en crochet 442. Selon un mode de réalisation non limitatif, le second angle Θ est compris dans l’intervalle [0°, 10°].

L’épaisseur erdu raidisseur 44, le premier angle a et le second angle Θ sont choisis de manière à:

- minimiser le phénomène de bascule du talon 26,

- minimiser la contrainte maximale en sommet de pale 11 côté extrados 42,

- faire tendre le ratio entre la contrainte maximale extrados 42 et la contrainte maximale intrados 43 vers 1 correspondant à un équilibre des contraintes.

Dans un mode de réalisation préféré, l’épaisseur er du raidisseur 44 est égale à 0.5mm, le premier angle a est égal à 30° et le second angle Θ est égal à 0°.

Les contraintes au sommet de l’aube 10 avec et sans raidisseur 44 (er=0.5mm, a=30° et θ=0°) ont été mesurées puis comparées. Ces mesures ont montré que l’ajout du raidisseur 44 permet :

- une diminution de la contrainte en sommet de pale 11 à la fois côté extrados 42 (traction) que côté intrados 43 (compression),

- une amélioration du ratio entre la contrainte maximale intrados 43 et la contrainte maximale extrados 42 c’est-à-dire plus proche de 1,

- une réduction du phénomène de bascule du talon 26.

Claims (9)

1. REVENDICATIONS

   1. Aube (10) de rotor (1) de turbomachine d’axe longitudinal (XX’), ladite aube (10) étant obtenue par fonderie et comportant :

   une pale (11) s’étendant selon un axe (Z) perpendiculaire à l’axe longitudinal (XX’) de la turbomachine et comportant un extrados (42) et un intrados (43) reliés à leurs extrémités amont (40) par un bord d’attaque (47) et à leurs extrémités aval (41) par un bord de fuite (48) des gaz, un talon (26), au niveau d’une extrémité distale (101) de la pale (11), reliant l’extrados (42) et l’intrados (43), ledit talon (26) comportant :

   o une plateforme (28) présentant un premier bord (281) côté intrados (43), un second bord (282) côté extrados (42) et une portion centrale (29), o une léchette amont (30) et une léchette aval (31) en saillie par rapport à la plateforme (28), lesdites léchettes (30, 31) étant séparées par la portion centrale (29) de la plateforme (28), ladite aube (10) étant caractérisée en ce que la portion centrale (29) de la plateforme (28) comporte un raidisseur (44), d’épaisseur (er), positionné dans une zone (46) de la portion centrale (29) délimitée par un reste d’amenée de coulée (45), d’épaisseur (ec), et la léchette aval (31), l’épaisseur (er) du raidisseur (44) étant inférieure à l’épaisseur (ec) du reste d’amenée de coulée (45), le raidisseur (44) assurant l’équilibrage du talon (26) entre l’extrados (42) et l’intrados (43) pour limiter la bascule dudit talon (26) notamment lors du fonctionnement du rotor (1).
2. 2. Aube (10) de rotor (1) selon la revendication précédente, caractérisée en ce que le raidisseur (44) couvre entre 20% et 50% de la surface extérieure (291) de la portion centrale (29) de la plateforme (28).
3. 3. Aube (10) de rotor (1) selon l’une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le raidisseur (44) présente une épaisseur (er) comprise dans l’intervalle [0.5mm ; 5mm],
4. 4. Aube (10) de rotor (1) selon l’une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le raidisseur (44) comporte un bord côté intrados (446), et en ce qu’un premier angle (a), mesuré entre ledit bord côté intrados (446) et un axe (X) parallèle à l’axe longitudinal (XX’) de la turbomachine, est compris dans l’intervalle [0°, 45°].
5. 5. Aube (10) de rotor selon l’une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'une section du raidisseur (44) forme une première partie en crochet (441) au contact du reste d’amenée de coulée (45), une seconde partie en crochet (442) au contact de la léchette aval (31) et une section centrale (443) entre la première partie en crochet (441) et la seconde partie en crochet (442).
6. 6. Aube (10) de rotor selon la revendication précédente, caractérisée en ce qu’un second angle (Θ) mesuré entre :

   • une face extérieure (444) de la section centrale (443) et, • la droite passant par une extrémité libre (445) de la première partie en crochet (441) et le point d’intersection (P) entre la face extérieure (444) de la section centrale (443) et l’extrémité liée (460) de la seconde partie en crochet (442), est compris dans l’intervalle [0°, 10°].
7. 7. Aube (10) de rotor (1) selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le raidisseur (44) est réalisé à partir d’un superalliage à base de Nickel.
8. 8. Turbine basse pression, caractérisée en ce qu’elle comporte au moins une aube (10) de rotor (1) selon l’une des revendications précédentes.
9. 9. Turbomachine caractérisée en ce qu’elle comporte une turbine basse pression selon la revendication précédente.