FR3081501A1 - Obturateur pour turboreacteur ayant une aube de redresseur absente - Google Patents

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Abstract

L'invention a pour objet un obturateur de réparation d'une turbomachine ayant une aube de redresseur fixe (38, 39) endommagée ou absente, cette aube fixe (38, 39) endommagée ou absente laissant libre une ouverture (34) d'une virole (31) destinée à recevoir une extrémité de cette aube fixe (38, 39). Selon l'invention, l'obturateur (48) agencé pour fermer l'ouverture libre (34) en étant rigidement solidarisé à cette ouverture libre (34).

Description

OBTURATEUR POUR TURBOREACTEUR AYANT UNE AUBE DE REDRESSEUR ABSENTE DESCRIPTION
DOMAINE TECHNIQUE
L'invention concerne une turbomachine à double flux comportant une soufflante suivie d'un redresseur comportant des aubes fixes en aval de cette soufflante par rapport au sens de circulation du flux, dans lequel chaque aube fixe présente une extrémité radiale interne engagée dans une virole d'une structure interne d'une turbomachine.
ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE
Une turbomachine à double flux 1 tel que celui de la figure 1, comporte une manche d'entrée 2 admettant de l'air aspiré par une soufflante 3, avant division en un flux primaire central et un flux secondaire entourant le flux primaire.
Le flux primaire traverse ensuite un compresseur basse pression 4 alors que le flux secondaire est expulsé vers l'arrière pour générer une poussée. Le flux primaire traverse ensuite un compresseur haute pression 6, avant d'atteindre une chambre de combustion 7 pour être détendu dans une turbine haute pression 8 puis dans une turbine basse pression 9, avant d'être expulsé.
Chaque turbine et chaque compresseur comporte des aubes portées par un rotor 11 tournant autour d'un axe longitudinal AX et porté par une structure interne de révolution 12 qui l'entoure. Cette structure interne 12 est elle-même entourée par une structure externe de révolution 14 en étant maintenue à celle-ci par des bras radiaux 13.
Le flux primaire circule dans un espace annulaire délimité intérieurement par le rotor 11 et extérieurement par la structure interne 12, et le flux secondaire circule dans un autre espace annulaire délimité intérieurement par la structure interne et extérieurement par la structure externe 14.
Le flux secondaire ayant traversé la soufflante 3 est redressé par une série d'aubes fixes 16, appelées OGV pour Outlet Guide Vane, qui sont situées en aval de la soufflante et en amont des bras radiaux 13 portant la structure interne, visibles plus clairement sur la figure 2.
Comme illustré sur la figure 3, chaque aube fixe 16 comporte une extrémité radialement externe 17 pourvue d'une plateforme 18 par laquelle elle est boulonnée à la structure, et une extrémité radialement interne 19 opposée qui est engagée dans une ouverture 21 correspondante d'une virole 22 de la structure interne
12. Complémentairement, un joint 23 est interposé entre l'extrémité 19 et l'ouverture 21 à laquelle ce joint est rigidement solidarisé par encliquetage.
Ce joint 23 limite le risque de détérioration de l'extrémité 19 entourée par l'ouverture 21 sous l'effet de frottements résultant de vibrations et autres sollicitations mécaniques intervenant en service.
Il peut arriver qu'un projectile tel qu'un volatile aspiré par le moteur, après avoir traversé la soufflante, provoque la rupture d'une aube de redresseur, ce qui conduit par exemple à la situation de la figure 4 dans laquelle l'aube de redresseur 16 est absente.
Une telle anomalie détectée lors de la maintenance réalisée après le vol implique d'installer une aube de remplacement, pour que l'avion soit autorisé à redécoller. En effet, comme illustré sur la figure 4, l'aube de redressement absente laisse une ouverture libre 24 à travers la virole, par laquelle du sable ou autre peut entrer dans la structure interne 12, et dégrader des équipements qu'elle comporte.
Dans l'exemple de la figure 4, la structure interne 12 intègre, immédiatement en aval de l'ouverture libre 24, un système de commande 26 d'ouverture de vannes de décharge 27 et son vérin d'actionnement 28, susceptible d'être mis hors service par l'entrée de corps étrangers dans la structure 12 tels que du sable.
Le but de l'invention est d'apporter une solution permettant de réparer une turbomachine ayant une aube de redresseur endommagé, y compris lorsqu'une aube de remplacement n'est pas disponible.
EXPOSÉ DE L'INVENTION
A cet effet, l'invention a pour objet un obturateur destiné à combler une ouverture libre laissée vide en l'absence d'une aube fixe retirée d'une virole, cette virole étant configurée pour recevoir une extrémité de cette aube fixe, cet obturateur comprenant des moyens de fixation dans l'ouverture pour fermer cette ouverture de façon étanche.
Avec cette solution, il n'est pas nécessaire de remplacer l'aube endommagée ou manquante, il suffit de la retirer et de mettre en place l'obturateur, ce qui assure que des impuretés ne risquent pas d'entrer dans la structure interne du moteur et que la veine d'écoulement reste délimitée en l'absence d'aube. Un tel moteur étant conçu et dimensionné pour pouvoir fonctionner avec une aube de redresseur manquante, il peut à nouveau être mis en service pour plusieurs vols, de sorte que l'avion peut être autorisé à redécoller.
L'invention concerne également un obturateur ainsi défini, dans lequel les moyens de fixation sont du type par encliquetage.
L'invention concerne également un obturateur ainsi défini, comportant un couvercle ayant une face externe destinée à couvrir l'ouverture et une face interne opposée pourvue d'un rebord assurant son encliquetage dans l'ouverture libre.
L'invention concerne également un obturateur ainsi défini, obtenu par fabrication additive.
L'invention concerne également un redresseur fixe de turbomachine, comportant une virole pourvue d'ouvertures de réception d'extrémité d'aube, les ouvertures de réception des aubes étant régulièrement réparties sur la circonférence de la virole, une aube étant montée dans chaque ouverture de réception d'extrémité d'aube excepté pour une ouverture qui est fermée par un obturateur ainsi défini.
L'invention concerne également un redresseur ainsi défini, dans lequel l'obturateur est disposé de sorte à affleurer la face externe de deux joints adjacents, chaque joint étant disposé autour d'une extrémité d'une aube reçue dans une ouverture de réception d'une extrémité d'aube.
L'invention concerne également un redresseur ainsi défini, dans lequel l'obturateur est situé à une distance de chaque joint adjacent comprise entre 0,4 et 1 mm.
L'invention concerne également une turbomachine équipée d'un redresseur ainsi défini.
L'invention concerne également un procédé de réparation d'une virole de turbomachine, la virole ayant une aube de redresseur fixe endommagée ou absente, cette aube fixe endommagée ou absente laissant libre une ouverture dans la virole destinée à recevoir une extrémité de cette aube fixe, ce procédé comportant une étape de fermeture de l'ouverture libre avec un obturateur ainsi défini.
BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS
La figure 1 déjà décrite est une vue en coupe longitudinale d'une turbomachine connue ;
La figure 2 déjà décrite est une vue en coupe longitudinale d'une portion amont de turbomachine connue ;
La figure 3 déjà décrite est une vue en perspective illustrant le montage d'une aube fixe de redresseur avec une virole dans une turbomachine connue ;
La figure 4 déjà décrite est une vue en coupe longitudinale d'une portion amont de turbomachine connu dont une aube fixe de redresseur est absente ;
La figure 5 est une vue en perspective d'une virole équipée d'un obturateur fermant une ouverture correspondant à une aube de redresseur absente et située entre deux ouvertures fermées par deux aubes de redresseurs conformément à l'invention ;
La figure 6 est une vue en perspective d'une virole comportant une ouverture libre correspondant à une aube absente et située entre deux ouvertures fermées par deux aubes fixes de redresseurs avec un obturateur destiné à fermer cette ouverture libre ;
La figure 7 est une vue en section longitudinale d'une portion de virole équipée d'un obturateur selon l'invention ;
La figure 8 est une vue en perspective d'une variante d'obturateur selon l'invention.
EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS
Sur la figure 5, une virole interne 31 de redresseur de turbomachine destinée à être située immédiatement en aval d'une soufflante de cette turbomachine, présente une forme annulaire et comporte des ouvertures 32, 33, 34, 36, 37 la traversant. La virole 31 fait partie d'une structure interne appelée carter inter-veines du turbomachine interposé entre la veine primaire et la veine secondaire.
Ces ouvertures sont régulièrement reparties autour de l'axe longitudinal AX du moteur et ont chacune une forme oblongue orientée parallèlement à cet axe AX. Chaque ouverture est destinée à recevoir une extrémité radialement interne d'une aube fixe de redresseur. Deux de ces aubes fixes 38, 39 sont représentées sur la figure 5 en ayant leurs extrémités radialement internes respectives 41, 42 engagées chacune dans une ouverture 33, 36.
Chacune de ces aubes 38, 39 a son extrémité radialement externe, repérées par 43, 44 pourvue d'une plateforme de fixation à un carter périphérique non représenté du redresseur qu'elles équipent.
Comme visible sur les figures 5 et 6, un joint 46 est interposé entre l'extrémité radialement interne de l'aube 38 et l'ouverture 33, ce joint étant encliqueté dans l'ouverture 33 et comportant une ouverture centrale traversée par l'extrémité 41 de l'aube fixe 38. De la même manière, un autre joint 47 du même type est engagé dans l'ouverture 36 pour recevoir l'extrémité 42 de l'aube 39.
L'ouverture 34 est quant à elle libre, c'est-à-dire qu'elle n'est pas traversée par une aube fixe. Selon l'invention un obturateur 48 est prévu pour fermer cette ouverture libre 34 afin d'empêcher l'entrée d'impuretés telles que du sable ou autres particules présentes dans le flux d'air aspiré par le moteur, et susceptibles de traverser la virole 31 vers les composants montés dans le carter inter-veines que cette virole délimite localement.
L'obturateur 48 est installé lorsqu'une aube fixe du redresseur a été endommagée ou détruite et doit de fait être retirée pour remplacement. Dans le cas où une aube de remplacement n'est pas disponible durant l'opération de maintenance au sol, il suffit d'installer l'obturateur 48 pour fermer l'ouverture de l'aube manquante de façon à permettre à l'avion de voler à nouveau.
L'obturateur 48 est une pièce dont les dimensions et les formes sont analogues à celles des joints 46 ou 47, il a le même système d'attache que ces joints 46 et 47, par exemple par encliquetage, et est avantageusement fabriqué dans le même matériau.
Cet obturateur 48 est ainsi simple à concevoir et il peut être fabriqué en résine par moulage, ou encore par impression 3D. Son installation qui n'implique pas d'outillage particulier nécessite principalement de démonter quelques aubes de soufflante pour accéder à l'ouverture à équiper, une telle intervention pouvant ainsi être réalisée directement sous aile, c'est-à-dire sans démontage du moteur.
Comme visible sur la figure 7, l'obturateur 48 comporte principalement un couvercle 49 à contour généralement rectangulaire et de dimensions supérieures à celle de l'ouverture 34 à fermer. Ce couvercle 49 comporte une face externe 51 pouvant être plane ou incurvée selon le galbe de la virole 31, et une face interne 52 à partir de laquelle s'étend un rebord 53. Ce couvercle 49 à contour rectangulaire présente une longueur sensiblement supérieure à celle de l'ouverture 34, et une largeur qui correspond sensiblement à la distance séparant deux ouvertures consécutives de la virole 31, telles que par exemple les ouvertures 36 et 37.
Ce rebord 53 s'étend pour venir en prise avec la face interne de l'ouverture 34. Il présente dans l'exemple des figures un contour fermé ayant une forme et des dimensions extérieures correspondant à celles du bord interne de l'ouverture 34.
Comme visible sur la figure 6, ce rebord 53 est ainsi situé en retrait par rapport au contour externe du couvercle 49, lorsque vu de face par rapport à la face interne 52. Ce rebord dépasse de la face interne 52 en s'étendant perpendiculairement à celle-ci, comme illustré sur la figure 7.
Plus particulièrement, ce rebord 53 présente en section, c'est-à-dire selon un plan de section perpendiculaire au couvercle 49, une forme de muret rectiligne comportant au niveau de son extrémité libre un ergot 54 qui dépasse de sa face externe, pour former une saillie venant en prise avec la face interne 56 délimitant l'ouverture 34.
Cet ergot 54 a une forme de bec, qui dépasse vers l'extérieur du rebord 53 pour assurer le blocage de l'obturateur 48 dans l'ouverture 34 par encliquetage. A titre indicatif, cet ergot dépasse de la face externe du rebord 53 d'une valeur comprise entre 6 et 10 dixièmes de millimètres, pour venir en prise avec la face interne 56 de l'ouverture 34.
Une fois que l'ouverture 34 a été rendue accessible, le montage de l'obturateur selon l'invention consiste ainsi principalement à le placer en regard de cette ouverture et à exercer une pression sur son capot pour l'encliqueter dans cette ouverture.
D'une manière générale, l'obturateur 48 est disposé de sorte à affleurer les deux joints adjacents 46 et 47, c'est-à-dire que sa face externe 51 est à la même distance de l'axe AX que les faces externes des joints 46 et 47. Par ailleurs, l'obturateur 48 est situé à une distance de chaque joint adjacent qui est comprise entre 0,4 et 1 millimètre, ce qui permet de disposer d'un jeu de montage suffisant pour faciliter l'emboîtement de l'obturateur, sans générer de perte aérodynamique significative.
Dans l'exemple des figures 1 à 7, les moyens de fixation de l'obturateur sont constitués par son rebord 53, mais d'autres solutions peuvent être envisagées, comme par exemple celle illustrée sur la figure 8 comprenant un couvercle 49 équipé à sa face interne de pattes repliables 57, par exemple métalliques. Chaque patte 57 s'étend perpendiculairement en saillie de la face interne, et présente une extrémité pouvant être repliée vers l'extérieur pour s'étendre au-delà du pourtour du couvercle 49. Ces pattes 57 sont uniformément réparties le long du pourtour du couvercle 49.
L'installation de l'obturateur consiste alors à l'engager dans l'ouverture 34 devant être fermée, puis à accéder à la face interne de la virole pour replier les extrémités des pattes 57 vers l'extérieur afin qu'elles bloquent l'obturateur 48 sur l'ouverture grâce aux pattes 57 venant en prise sur la face interne 56 de cette ouverture.

Claims (10)

  1. REVENDICATIONS
    1. Obturateur (48) destiné à combler une ouverture (34) libre, laissée vide en l'absence d'une aube fixe (38, 39) retirée d'une virole (31), cette virole (31) étant configurée pour recevoir une extrémité de cette aube fixe (38, 39), cet obturateur (48) comprenant des moyens de fixation (53) dans l'ouverture (34) pour fermer cette ouverture (34) de façon étanche.
  2. 2. Obturateur (48) selon la revendication 1, dans lequel les moyens de fixation (53) sont du type par encliquetage.
  3. 3. Obturateur (48) selon la revendication 2, comportant un couvercle (49) ayant une face externe destinée à couvrir l'ouverture et une face interne opposée pourvue d'un rebord (53) assurant son encliquetage dans l'ouverture (34).
  4. 4. Obturateur selon l'une des revendications 1 à 3, obtenu par fabrication additive.
  5. 5. Redresseur fixe de turbomachine comportant une virole (31) pourvue d'ouvertures (33, 36) de réception d'extrémité d'aube (38, 39), les ouvertures (33, 36) de réception des aubes étant régulièrement réparties sur la circonférence de la virole (31), une aube étant montée dans chaque ouverture (33, 36) de réception d'extrémité d'aube excepté pour une ouverture (34) qui est fermée par un obturateur (48) selon l'une des revendications 1 à 4.
  6. 6. Redresseur selon la revendication 5, dans lequel l'obturateur (48) est disposé de sorte à affleurer la face externe de deux joints (46, 47) adjacents, chaque joint (46, 47) étant disposé autour d'une extrémité d'une aube (38, 39) reçue dans une ouverture (33, 36) de réception d'une extrémité d'aube (38, 39).
  7. 7. Redresseur selon la revendication 6, dans lequel l'obturateur (48) est situé à une distance de chaque joint (46, 47) adjacent comprise entre 0,4 et 1 mm.
  8. 8. Turbomachine équipée d'un redresseur selon l'une des 5 revendications 5 à 7.
  9. 9. Procédé de réparation d'une virole (3) de e turbomachine, la virole (31) ayant une aube de redresseur fixe (38, 39) endommagée ou absente, cette aube fixe (38, 39) endommagée ou absente laissant libre une ouverture (34) dans la virole (31), ce
  10. 10 procédé comportant une étape de fermeture de l'ouverture (34) avec un obturateur selon l'une des revendications 1 à 4.
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