FR3082896A1 - Ensemble pour la commande d'aubes a calage variable - Google Patents

Ensemble pour la commande d'aubes a calage variable Download PDF

Info

Publication number
FR3082896A1
FR3082896A1 FR1855604A FR1855604A FR3082896A1 FR 3082896 A1 FR3082896 A1 FR 3082896A1 FR 1855604 A FR1855604 A FR 1855604A FR 1855604 A FR1855604 A FR 1855604A FR 3082896 A1 FR3082896 A1 FR 3082896A1
Authority
FR
France
Prior art keywords
casing
axis
assembly
actuator
fixed
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
FR1855604A
Other languages
English (en)
Other versions
FR3082896B1 (fr
Inventor
Nicolas Lagarde Romain
Yann Dumas Lilian
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Safran Aircraft Engines SAS
Original Assignee
Safran Aircraft Engines SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Safran Aircraft Engines SAS filed Critical Safran Aircraft Engines SAS
Priority to FR1855604A priority Critical patent/FR3082896B1/fr
Priority to US16/448,680 priority patent/US11015477B2/en
Priority to GB1908911.9A priority patent/GB2576099B/en
Publication of FR3082896A1 publication Critical patent/FR3082896A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of FR3082896B1 publication Critical patent/FR3082896B1/fr
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64CAEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C11/00Propellers, e.g. of ducted type; Features common to propellers and rotors for rotorcraft
    • B64C11/30Blade pitch-changing mechanisms
    • B64C11/32Blade pitch-changing mechanisms mechanical
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D17/00Regulating or controlling by varying flow
    • F01D17/10Final actuators
    • F01D17/12Final actuators arranged in stator parts
    • F01D17/14Final actuators arranged in stator parts varying effective cross-sectional area of nozzles or guide conduits
    • F01D17/16Final actuators arranged in stator parts varying effective cross-sectional area of nozzles or guide conduits by means of nozzle vanes
    • F01D17/162Final actuators arranged in stator parts varying effective cross-sectional area of nozzles or guide conduits by means of nozzle vanes for axial flow, i.e. the vanes turning around axes which are essentially perpendicular to the rotor centre line
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D27/00Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or pumping systems specially adapted for elastic fluids
    • F04D27/02Surge control
    • F04D27/0246Surge control by varying geometry within the pumps, e.g. by adjusting vanes
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D17/00Regulating or controlling by varying flow
    • F01D17/10Final actuators
    • F01D17/12Final actuators arranged in stator parts
    • F01D17/14Final actuators arranged in stator parts varying effective cross-sectional area of nozzles or guide conduits
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D17/00Regulating or controlling by varying flow
    • F01D17/20Devices dealing with sensing elements or final actuators or transmitting means between them, e.g. power-assisted
    • F01D17/22Devices dealing with sensing elements or final actuators or transmitting means between them, e.g. power-assisted the operation or power assistance being predominantly non-mechanical
    • F01D17/26Devices dealing with sensing elements or final actuators or transmitting means between them, e.g. power-assisted the operation or power assistance being predominantly non-mechanical fluid, e.g. hydraulic
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D5/00Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/02Blade-carrying members, e.g. rotors
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D5/00Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/30Fixing blades to rotors; Blade roots ; Blade spacers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D7/00Rotors with blades adjustable in operation; Control thereof
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D9/00Stators
    • F01D9/02Nozzles; Nozzle boxes; Stator blades; Guide conduits, e.g. individual nozzles
    • F01D9/04Nozzles; Nozzle boxes; Stator blades; Guide conduits, e.g. individual nozzles forming ring or sector
    • F01D9/041Nozzles; Nozzle boxes; Stator blades; Guide conduits, e.g. individual nozzles forming ring or sector using blades
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D17/00Radial-flow pumps, e.g. centrifugal pumps; Helico-centrifugal pumps
    • F04D17/08Centrifugal pumps
    • F04D17/16Centrifugal pumps for displacing without appreciable compression
    • F04D17/162Double suction pumps
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00Details, component parts, or accessories
    • F04D29/26Rotors specially for elastic fluids
    • F04D29/32Rotors specially for elastic fluids for axial flow pumps
    • F04D29/34Blade mountings
    • F04D29/36Blade mountings adjustable
    • F04D29/362Blade mountings adjustable during rotation
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00Details, component parts, or accessories
    • F04D29/40Casings; Connections of working fluid
    • F04D29/52Casings; Connections of working fluid for axial pumps
    • F04D29/54Fluid-guiding means, e.g. diffusers
    • F04D29/56Fluid-guiding means, e.g. diffusers adjustable
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00Details, component parts, or accessories
    • F04D29/40Casings; Connections of working fluid
    • F04D29/52Casings; Connections of working fluid for axial pumps
    • F04D29/54Fluid-guiding means, e.g. diffusers
    • F04D29/56Fluid-guiding means, e.g. diffusers adjustable
    • F04D29/563Fluid-guiding means, e.g. diffusers adjustable specially adapted for elastic fluid pumps
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D25/00Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/24Casings; Casing parts, e.g. diaphragms, casing fastenings
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2220/00Application
    • F05D2220/30Application in turbines
    • F05D2220/32Application in turbines in gas turbines
    • F05D2220/323Application in turbines in gas turbines for aircraft propulsion, e.g. jet engines
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2260/00Function
    • F05D2260/50Kinematic linkage, i.e. transmission of position

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

L'invention concerne un ensemble de commande d'aubes à calage variable. Une partie mobile (30b) déplaçable parallèlement à un axe (X1) est en prise avec des liaisons pivots (33) qui tournent entre elles autour d'au moins un axe radial fixe par rapport au carter, et qui agissent sur un arbre radial (37), lequel traverse une chape (39) fixée avec un anneau (10) de commande pour tourner avec lui autour dudit axe (X). L'arbre radial (37) est monté radialement tournant par rapport à l'anneau (10) de commande et au carter.

Description

ENSEMBLE POUR LA COMMANDE D'AUBES A CALAGE VARIABLE
DOMAINE [001] La présente invention concerne un ensemble pour la commande d'aubes à calage variable dans une turbomachine à gaz pour aéronef.
[002] Une turbomachine comprenant un tel ensemble est également concernée.
CONTEXTE / RESUME DE L’INVENTION [003] De façon conventionnelle, un ensemble pour aubes à calage variable comprend une virole dans laquelle les aubes sont montées à rotation autour de leur axe propre, l'orientation des aubes étant appelé le calage. Pour piloter le calage des aubes, il est connu d'utiliser au moins un anneau de commande coaxial à la virole autour d'un axe de la turbomachine (axe X de rotation, ou axe longitudinal, du rotor comprenant notamment lesdites aubes sensiblement radialement disposées). L’anneau de commande est relié au pivot de chacune des aubes par des biellettes solidaires des pivots d'aubes. Un dispositif de pilotage entraîne l'anneau en rotation, autour de la virole, qui entraîne en pivotement les biellettes autour de leur pivot respectif, permettant ainsi un calage angulaire des aubes par rapport au flux d'air circulant à l'intérieur de la virole. Du fait de la rigidité des biellettes, le mouvement de l'anneau correspond à la combinaison d'une rotation autour de l'axe longitudinal, induite par le dispositif de pilotage, et d'une translation le long du même axe longitudinal.
[004] Ainsi, par exemple FR3054006 divulgue un tel ensemble comprenant :
- au moins un anneau de commande :
-- entourant un carter de la turbomachine disposé autour dudit axe (X) de la turbomachine, et
-- relié par des biellettes aux aubes à calage variable, lesquelles pivotent pour cela chacune autour d’un axe radial audit axe (X), et
- un dispositif de pilotage de l’anneau de commande, en rotation autour dudit axe (X) et en translation parallèlement à cet axe (X).
[005] Dans FR3054006, on cite comme buts visés de réduire les dimensions des composants pour réaliser une turbomachine ayant le moins d'impact possible sur la traînée aérodynamique, et de limiter la maintenance, dès lors que les pièces du dispositif de pilotage sont des pièces mobiles qui s'usent dans le temps.
[006] Ces buts sont également ici visés. En outre, il est souhaité réduire la complexité des solutions antérieures et rendre plus compact la commande générale des aubes, sans nécessairement recourir à pilotage via un actionneur monté tangentiellement entre un dit anneau de commande et un carter entourant les aubes. Monté donc à rotation, cet actionneur actif, en l'espèce un vérin, impose à l'anneau de commande, lorsqu'il est actionné, un mouvement de rotation autour de l'axe X précité, ce qui a tendance à générer un déversement axial de l'anneau, c'est-à-dire une torsion de la partie de l'anneau opposée à l’actionneur, autour d'un axe radial. Ce déversement doit être évité puisqu'il induit un déplacement plus important des biellettes des aubes situées dans cette partie, conduisant à un calage angulaire différent suivant les aubes.
[007] Dans le présent texte :
- actif a pour sens que l’élément concerné (actionneur, vérin...) est piloté ou commandé, par opposition à passif. C’est à partir de lui que le calage des aubes est induit par application des « lois aérodynamiques » en vigueur, lesquelles définissent la position de la partie mobile dudit élément,
- axial a pour sens parallèle à l’axe de rotation X déjà cité,
- radial a pour sens perpendiculaire à l’axe X autour duquel tournent par exemple les aubes de turbine de la turbomachine,
- circonférentiel a pour sens s’étendant autour de l’axe X,
- extérieur et intérieur (ou externe et interne) ont respectivement pour sens radialement extérieur et radialement intérieur, et
- amont (AM) et aval (AV) sont des positions axiales, en référence au sens de déplacement global des gaz dans la turbomachine (marques AM et AV sur différentes figures).
[008] Pour performante qu’elle soit la solution de FR3054006 peut être améliorée notamment en termes de précision de commande, zone(s) de montage du dispositif de pilotage de l'(des) anneau(x) de commande et minimisation des pièces (nombre, tailles, compacité globale), car lors du fonctionnement du moteur (de la turbomachine), ces dernières se déforment (le terme « hystérésis » est souvent utilisé), entraînant des erreurs de calage lors de l’application desdites « lois aérodynamiques ».
[009] Afin notamment d'apporter une solution simple, efficace et économique à une partie au moins de ces problèmes, l'invention propose que le dispositif précité de pilotage de l'(l’un au moins des)anneau(x) de commande comprenne, en tant qu’actionneur actif, un actionneur ayant :
- une partie fixe fixée au carter, et
- une partie mobile déplaçable parallèlement audit axe (X) et en prise avec des liaisons pivots :
-- qui tournent entre elles autour d’au moins un axe radial fixe par rapport au carter,
-- et qui agissent sur un arbre radial traversant une chape fixée avec l’anneau de commande pour tourner avec lui autour dudit axe (X), l’arbre radial étant monté radialement tournant par rapport à l’anneau de commande et au carter, ceci de façon qu’un mouvement de l’actionneur parallèlement audit axe (X) agisse sur le calage des aubes, par :
- actionnement des liaisons pivots,
- rotation dudit arbre radial,
- rotation desdites biellettes,
- et rotation de l’anneau de commande.
[010] Ainsi, on peut éviter la présence d’un boîtier VSV (dispositif antipompage pilotant la variation du calage des aubes du compresseur), et une barre de commande.
[011] Selon une autre caractéristique, il est proposé que :
- la partie mobile de l’actionneur soit rainurée et déplaçable exclusivement en translation, en présentant une succession de rainures perpendiculaires audit axe (X) de la turbomachine, et/ou
- que l’actionneur soit rainuré et soit un vérin dont la partie mobile comprendra donc une tige ainsi rainurée.
[012] Une telle partie mobile d’actionneur permet d’approfondir les designs des cinématiques VSV. Dans la seconde proposition, on peut prévoir tant une tige hélicoïdale qu’une tige à succession de rainures, comme dans la première proposition.
[013] En outre, on pourra ainsi proposer que les liaisons pivots avec lesquelles (l’une des biellettes desquelles) la partie mobile est en prise par engrenage comprenne(nt) une biellette secondaire ayant une tête en secteur dentée engrenant avec les rainures de la partie mobile.
[014] En effet, l’un des éléments des liaisons pivots pourra alors présenter une surface dentée venant engrener avec la zone rainurée de l’actionneur. Une telle liaison est précise, fiable, facile à contrôler en maintenance.
[015] Pour un renvoi de commande précis entre la partie mobile de l’actionneur et l’arbre radial, il est conseillé que les liaisons pivots comprennent (au moins) deux biellettes secondaires articulées entre elles autour d’un dit axe radial fixe par rapport au carter. L’une de ces biellettes pourra être liée fixement avec ledit arbre radial.
[016] Il est par ailleurs proposé que ledit ensemble comprenne en outre :
- une première enveloppe rigide qui entourera la partie mobile de l’actionneur, et
- du lubrifiant contenu dans ladite première enveloppe.
[017] Ainsi, on associera lubrification et protection.
[018] De préférence :
- le lubrifiant lubrifiera le montage en prise des liaisons pivots avec la partie mobile de l’actionneur,
- et ledit ensemble comprendra en outre au moins une deuxième enveloppe de protection qui entourera ledit montage lubrifié, la deuxième enveloppe renfermant un soufflet d’étanchéité qui isolera de l’extérieur ce montage lubrifié.
[019] On pourra ainsi tendre vers une lubrification étanche, gage d’efficacité dans la transmission des mouvements, de fiabilité et de limitation de passage de graisse ou d’huile dans des zones non appropriées.
[020] Sur la turbomachine qui présentera tout ou partie des caractéristiques de l’ensemble ci-avant présenté, on pourra en outre prévoir:
- que le carter qu’entoure ledit au moins un anneau de commande soit un carter haute pression qui entourera un compresseur haute pression de la turbomachine,
- que la turbomachine comprenne en outre un carter intermédiaire disposé de façon adjacente en amont du carter haute pression auquel il est fixé, coaxialement, et
- que la partie fixe de l’actionneur soit fixée à une surface extérieure du carter intermédiaire.
[021] De la sorte, il sera possible de rapporter sur le carter intermédiaire une partie soudée afin d’y associer la cinématique VSV précitée, avec donc :
- fixation là de la partie fixe de l’actionneur, et
- une dilatation faible, du fait que la température du carter intermédiaire est notablement plus basse que celle du carter haute pression.
[022] En outre, la partie fixe de l’actionneur pourra être fixée à ladite surface extérieure du carter intermédiaire par l’intermédiaire de ladite première enveloppe rigide qui sera alors fixée à ses extrémités axiales d’un côté à ladite partie fixe de l’actionneur et du côté opposé à ladite surface extérieure du carter intermédiaire.
[023] On associera ainsi compacité, efficacité mécanique et protection de l’interface de commande entre l’actionneur et les liaisons pivots.
[024] L' invention pourra être, si nécessaire, mieux comprise et d'autres détails, caractéristiques et avantages de l'invention pourront apparaître à la lecture de la description suivante faite à titre d'exemple non limitatif en référence aux dessins annexés dans lesquels :
BREVE DESCRIPTION DES FIGURES
- la figure 1 est une vue de profil d'une partie de turbomachine comprenant un carter sur lequel sont montés des anneaux pour la commande d'aubes à calage variable ;
- la figure 2 est une vue de face de ladite partie de turbomachine de la figure 1 (flèche II) ;
- la figure 3 est une vue de profil montrant un anneau lors d'un déplacement normal et, en traits pointillés, un anneau ayant subi un déversement, les figures 1-3 se réfèrent à de l’art antérieur ;
- les figures 4 et suivantes ne comportent pas toutes les pièces prévues pour le fonctionnement de l’ensemble de commande d'aubes ici présenté, par exemple (les repères sont ceux utilisés ci-après) ne sont pas représentés, sur les cheminées 16 radiales, tous les écrous 18 solidaires radialement des aubes 4, ni les biellettes 12 qu’ils traversent ; on ne voit ainsi par exemple que quelques biellettes ; ainsi :
- la figure 4 est une vue de détail en perspective de dessus (extérieure) d'un ensemble selon l'invention monté sur une partie de turbomachine ;
- la figure 5 est une vue comparable à celle de la figure 4, sous un angle (extérieur) différent ;
- la figure 6 est un schéma simplifié, en coupe selon la ligne VI-VI, d’un anneau de commande de l'ensemble précité ;
- la figure 7 est un schéma simplifié, en coupe selon la ligne VII-VII, en particulier desdites biellettes 12 que l’on doit supposer exister dans les cheminées 16 amont et aval où passent la coupe ;
- la figure 8 est une vue de détail comparable à celle de la figure 4, sous un angle (extérieur) différent ;
- la figure 9 est une coupe selon la ligne IX-IX, en supposant que l’on se trouve décalé circonférentiellement de deux rangs de cheminée vers le haut, donc quasiment adjacent circonférentiellement à la coupe selon la ligne VIIVII ;
- la figure 10 est une coupe selon la ligne X-X ; et
- les figures 11,12 montrent deux positions différentes de la liaison entre la partie mobile 30b de l’actionneur 30 et les liaisons pivots 33 en prise avec lui, suivant une coupe dans le plan horizontal P passant, figure 10, par l’axe X1.
DESCRIPTION DETAILLEE [025] On a représenté, sur les figures, un ensemble 2 en particulier pour la commande d'aubes 4 à calage variable dans une turbomachine 6 à gaz pour aéronef, comprenant un carter 8 de la turbomachine, au moins un anneau 10 de commande entourant le carter 8 et relié par des biellettes 12 aux aubes 4 à calage variable, et un dispositif 14 de pilotage à rotation de l'(des) anneau(x) 10 de commande autour du carter 8. De préférence, le carter 8 est annulaire et présente un axe X longitudinal qui est coaxial à l’axe général longitudinal de la turbomachine qui est l’axe autour duquel tourne le rotor de la turbomachine. L'anneau 10 de commande est coaxial avec le carter 8 et monté autour de celui-ci.
[026] Le carter 8 peut être le carter HP (haute pression) ; soit le carter qui entoure le compresseur haute pression 9 situé axialement en amont de la chambre de combustion, disposé comme les autres suivant l’axe X. Sur par exemple un turboréacteur à double flux, en tant que turbomachine, le flux sortant d’un rotor de soufflante avant (ou amont) est séparé en deux flux concentriques, primaire et secondaire. Le flux primaire est guidé vers le turbomoteur qui entraîne notamment le rotor de soufflante. Le flux secondaire est soit rejeté directement dans l'atmosphère en fournissant une part essentielle de la poussée, soit mélangé en aval de la turbine avec le flux primaire chaud avant éjection.
[027] Le turbomoteur comprend des étages de compresseur supplémentaires (compresseur HP), une section de combustion et plusieurs étages de turbine dont le dernier (turbine basse pression) entraîne la soufflante.
[028] Les équipements assurant le fonctionnement du moteur sont pilotés, alimentés ou en communication avec l'extérieur du moteur par un ensemble de câbles, d'arbres de transmission et de canalisations que l'on désigne par le terme général de servitudes.
[029] Les servitudes sont généralement en partie logées dans les bras structuraux d’un dit carter intermédiaire pour la traversée radiale des flux primaire et secondaire. Le carter intermédiaire est ainsi un élément de stator en forme de roue avec une partie formant moyeu et une virole extérieur cylindrique, communiquant avec un boîtier d'entraînement des machines auxiliaires, plus connu sous son abréviation anglaise AGB. Ces deux éléments sont reliés par une pluralité de bras radiaux structuraux.
[030] Dans l'exemple illustré sur les figures, et notamment sur la figure 1, le carter 8 est équipé de deux anneaux 10. Toutefois on ne parlera souvent que d'un seul anneau 10 dans la suite de la description, étant entendu que tous les anneaux 10 de commande sont identiques et fonctionnent de la même manière.
[031] Le carter 8 présente des cheminées 16 radiales dans lesquelles sont fixés des écrous 18 solidaires radialement des aubes 4. Les aubes 4 s’étendent radialement autour de l’axe X. Chaque écrou 18 définit un axe 12a radial de rotation de l’aube 4. Ainsi les écrous 18 entraînent les calages angulaires, autour des axes 12a, des aubes 4. Les biellettes 12 sont reliées, à une première extrémité, aux écrous 18 des aubes 4, et, à une seconde extrémité, à l'(un des) anneau(x) 10 de commande. La liaison entre les biellettes 12 et l'anneau 10 de commande est une liaison rotule permettant d'autoriser un mouvement de rotation entre chaque biellette 12 et l'anneau 10 de commande, autour d’un axe radial à l’axe 12a de rotation de l’écrou 18 auquel la biellette 12 considérée est par ailleurs reliée.
[032] Ainsi, lorsque l'anneau 10 de commande est entraîné en rotation par le dispositif 14 de pilotage, les biellettes 12 pivotent par rapport à l'anneau et sont entraînées par leur seconde extrémité à suivre l'anneau 10 de commande, de sorte que, par leur solidarisation avec les écrous 18 des aubes 4, le mouvement des biellettes 12 implique la rotation des aubes 4 autour des axes 12a respectifs.
[033] Pour piloter/commander (de préférence ensemble) les anneaux 10 de commande (comme dans l’exemple deux anneaux 10a, 10b, respectivement amont et aval ; figure 3 notamment), l'ensemble 2 comprend donc un dispositif 14 de pilotage qui est unique ou double, avec alors deux fois le dispositif 14 qui suit, chacun disposés de façon diamétralement opposée autour de l’axe X.
[034] Le (chaque) dispositif 14 de pilotage comprend un actionneur 30 actif agissant, via des liaisons pivots 33 (appelée aussi guignols, « horns » en anglais) sur la rotation, autour de l’axe X, d’au moins un dit anneaux 10 de commande et sur le calage angulaire des aubes 4 autour de leurs axes radiaux 12a respectifs. Pour cela, l’actionneur 30 comprend une partie 30a fixe par rapport au carter 8 et une partie mobile 30b déplaçable parallèlement audit axe X et en prise avec les liaisons pivots 33 (voir notamment figures 4,5).
[035] Les liaisons pivots 33 tournent autour d’axes radiaux, en particulier 35a, fixes par rapport au carter 8. Par pivotement autour de ces axes radiaux, les liaisons pivots 33 agissent sur un arbre 37 radial traversant une chape 39 d’un support 41 solidaire de (fixé avec) l’anneau 10 de commande. Un joint 43 est interposé entre l’arbre 37 radial et la chape 39 (voir figures 8,10 notamment). L’arbre radial 37 est monté radialement tournant par rapport à l’anneau 10 de commande et donc au carter 8. Chaque support 41 forme un secteur autour du carter 8. La figure 9 montre une possible fixation axiale (ici par des vis 46) entre un dit support 41 et un dit anneau 10 de commande. Et la figure 6 (où l’on voit un seul support 41) permet de voir circonférentiellement les patins 48.
[036] Pour le pilotage de chaque anneau 10 de commande, chaque biellette 12 de la ligne circonférentielle concernée de biellettes est axialement montée à pivotement, suivant des axes radiaux 12a, 12b, entre, ici à l’amont (via l’un des écrous 18), une aube radiale 4 à caler et, ici à l’aval, une liaison radiale 45 fixée avec l’anneau 10 de commande concerné.
[037] Les aubes radiales 4 à caler étant logées sous le carter 8, des prolongements radiaux 40 de ces aubes 4 traversent le carter, suivant lesdits axes radiaux 12a, pour être reliés à pivotement avec les biellettes 12 concernées (voir figures 7,9).
[038] Ainsi, tout mouvement piloté de l’actionneur 30 parallèlement à l’axe X (axe X1 figures 11-12; flèches doubles) va agir sur le calage angulaire des aubes 4, par actionnement des liaisons pivots 33, rotation dudit (de chaque) arbre radial 37, pivotement des biellettes 12 et rotation de l’anneau (chaque anneau) 10 de commande qui va donc tourner autour de l’axe X. Le mouvement de l'anneau 10 de commande, lors du calage des aubes 4, est donc une combinaison d'une rotation autour de l'axe X longitudinal, induite par l’actionneur 30, et d'une translation T (le long du même axe X longitudinal) imposée par les biellettes 12 qui sont indéformables.
[039] Les liaisons pivots 33 comprennent des biellettes 33a,33b, voire 33c (dites secondaires pour les différencier des biellettes 12) disposées tangentiellement (à l’axe X). Ainsi, c’est par pivotement de ces biellettes secondaires autour de leurs axes radiaux de rotation que va s’opérer le calage des aubes autour de leurs axes 12a respectifs. Dans l’exemple, lesdites biellettes secondaires 33 (ou, individuellement, les différents groupes de ces biellettes) comprennent (au moins) deux biellettes secondaires 33a,33b à position angulaire relative variable autour de leur axe radial de rotation commun 35a. Le pivot radial 49 de la biellette 33a qui s’étend suivant cet axe 35a est monté fixement, hormis en rotation radiale, entre deux parois, respectivement supérieure et inférieure, 51 a,51 b, d’une excroissance transversale 51 (structurelle, rigide) fixée avec un boîtier (structurel, rigide) 53 à l’intérieur duquel passe axialement la partie mobile 30b de l’actionneur 30. Axialement, une première extrémité du boîtier 53 est fixée à ladite partie fixe 30a ; en extrémité opposée, le boîtier 53 est fixé à un voile radial annulaire 55 du carter intermédiaire 80 formant une surface extérieure de ce carter. Le carter intermédiaire 80 est situé en amont du carter 8 qui lui est axialement adjacent et auquel il est fixé par vissage, à l’endroit de la bride 81 du carter 8. Ainsi, par rapport à la partie fixe 30a, la partie mobile 30b est orientée vers l’amont ; voir figures 10-12 notamment.
[040] En fixant ainsi l’actionneur 30 au carter intermédiaire 80, on limite les contraintes thermiques qu’il subit. A ce sujet, on rappelle que, sur un turboréacteur, on trouve typiquement de l’amont vers l’aval, le carter de la soufflante (qui renferme la soufflante et le compresseur basse pression), le carter intermédiaire 80, le carter 8 du compresseur haute pression, puis le carter du diffuseur et de la chambre de combustion.
[041] Le pivot radial 54 d’une autre biellette 33c qui, elle, est fixée avec la paroi supérieure 51a, traverse le pivot 49 suivant l’axe radial 35a.
[042] La biellette secondaire 33a présente en outre une tête pourvue d’un secteur de roue dentée 38 qui engrène avec une tige rainurée 42 que comprend l’actionneur 30, en tant que tige de commande de sa partie mobile 30b.
[043] En tant qu’élément actif, l’actionneur 30 sera favorablement un vérin qui pourra être hydraulique.
[044] Par ailleurs, pour sécuriser la commande, la partie mobile 30b de l’actionneur sera favorablement déplaçable exclusivement en translation (axe X1) et présentera une succession de rainures 60 perpendiculaires audit axe X. C’est entre les rainures 60 de la partie mobile 30b et un secteur de roue dentée (celui 38 précité dans l’exemple) sur l’une des liaisons pivots que se réalisera donc favorablement la liaison en prise par engrenage entre cette partie mobile et les liaisons pivots 33 ; voir figures 4,11,12 notamment.
[045] Une lubrification étanche de cette liaison entre la partie mobile 30b et les liaisons pivots 33 peut en outre être prévue.
[046] Ainsi, du lubrifiant 57 pourra lubrifier cette zone intermédiaire entre les éléments structuraux précités 53,51 qui forment respectivement une première et une deuxième enveloppes de protection communiquant ensemble. Un soufflet 59 d’étanchéité, souple, pourra être monté autour de la biellette 33a, emmanché dans une dite deuxième enveloppe (excroissance rigide transversale 51). Une fente axiale 59a dans le soufflet 59 permettra le pivotement des liaisons pivots, sans fuite particulière de 10 graisse. Une autre fente, aval, 61 entre les parois 51 a,51 b de l’excroissance permet aussi ce libre pivotement ; voir figures 8,12 notamment.

Claims (10)

  1. REVENDICATIONS
    1. Ensemble (2) pour la commande d'aubes (4) à calage variable dans une turbomachine (6) à gaz pour aéronef, l’ensemble comprenant :
    - au moins un anneau (10) de commande :
    -- entourant un carter (8) de la turbomachine (6) disposé autour d’un axe (X) de la turbomachine, et
    -- relié par des biellettes (12) aux aubes (4) à calage variable, lesquelles pivotent pour cela chacune autour d’un axe radial audit axe (X) de la turbomachine, et
    - un dispositif (14) de pilotage de l'anneau (10) de commande, en rotation autour dudit axe (X) et en translation parallèlement audit axe (X), caractérisé en ce que le dispositif (14) de pilotage de l'anneau (10) de commande comprend un actionneur (30) actif ayant :
    - une partie fixe (30a) fixée au carter, et
    - une partie mobile (30b) déplaçable parallèlement audit axe (X) et en prise avec des liaisons pivots (33) :
    -- qui tournent entre elles autour d’au moins un axe radial (35a) fixe par rapport au carter,
    -- et qui agissent sur un arbre radial (37), lequel traverse une chape (39) fixée avec l’anneau (10) de commande pour tourner avec lui autour dudit axe (X), l’arbre radial (37) étant monté radialement tournant par rapport à l’anneau (10) de commande et au carter, de façon qu’un mouvement de l’actionneur (30) parallèlement audit axe (X) agisse sur le calage des aubes (4), par actionnement des liaisons pivots (33), rotation dudit arbre radial (37), rotation des biellettes (12), rotation de l’anneau (10) de commande.
  2. 2. Ensemble (2) selon la revendication 1, dans lequel la partie mobile (30b) de l’actionneur (30) est rainurée et déplaçable exclusivement en translation, en présentant une succession de dites rainures (60) perpendiculaires audit axe (X) de la turbomachine.
  3. 3. Ensemble (2) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel l’actionneur (30) est un vérin dont la partie mobile (30b) est rain urée (60), via une tige rain urée.
  4. 4. Ensemble (2) selon la revendication 2 ou 3, dans lequel la partie mobile est en prise par engrenage avec les liaisons pivots (33).
  5. 5. Ensemble (2) selon l’une des revendications 2, 3 et la revendication 4, dans lequel les liaisons pivots (33) avec lesquelles la partie mobile de l’actionneur (30) est en prise par engrenage comprennent une biellette secondaire (33a) ayant une tête en secteur dentée (38) engrenant avec les rainures (60) de la partie mobile (30b).
  6. 6. Ensemble (2) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel les liaisons pivots (33) comprennent au moins deux biellettes secondaires (33a,33b) articulées entre elles autour d’un dit axe (35a) radial fixe par rapport au carter (8).
  7. 7. Ensemble (2) selon l’une des revendications précédentes, qui comprend en outre :
    - une première enveloppe (53) rigide qui entoure la partie mobile de l’actionneur (30), et
    - du lubrifiant (57) contenu dans ladite première enveloppe (53).
  8. 8. Ensemble (2) selon la revendication 7, dans lequel :
    - le lubrifiant (57) lubrifie le montage en prise des liaisons pivots (33) avec la partie mobile (30b) de l’actionneur (30), et
    - ledit ensemble comprend en outre au moins une deuxième enveloppe (51) de protection qui entoure ledit montage lubrifié, la deuxième enveloppe (51) renfermant un soufflet (59) d’étanchéité qui isole de l’extérieur ledit montage lubrifié.
  9. 9. Turbomachine comprenant l’ensemble selon l’une des revendications précédentes, dans laquelle :
    - le carter (8) entouré par ledit au moins un anneau (10) de commande est un carter haute pression qui entoure un compresseur haute pression de la turbomachine,
    - la turbomachine comprend en outre un carter intermédiaire (80) disposé de façon adjacente en amont du carter haute pression auquel il est fixé, coaxialement, et
    - la partie fixe de l’actionneur (30) est fixée à une surface extérieure (55) du 5 carter intermédiaire.
  10. 10. Turbomachine selon la revendication 9 rattachée à la revendication 7 ou à la revendication 8, dans laquelle la partie fixe de l’actionneur (30) est fixée à ladite surface extérieure (55) du carter intermédiaire par l’intermédiaire de ladite première enveloppe (53) rigide qui 10 est fixée à ses extrémités axiales d’un côté à ladite partie fixe (30a) de l’actionneur (30) et du côté opposé à ladite surface extérieure (55) du carter intermédiaire (80).
FR1855604A 2018-06-22 2018-06-22 Ensemble pour la commande d'aubes a calage variable Active FR3082896B1 (fr)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1855604A FR3082896B1 (fr) 2018-06-22 2018-06-22 Ensemble pour la commande d'aubes a calage variable
US16/448,680 US11015477B2 (en) 2018-06-22 2019-06-21 Assembly for controlling variable pitch blades
GB1908911.9A GB2576099B (en) 2018-06-22 2019-06-21 PAssembly for controlling variable pitch blades

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1855604 2018-06-22
FR1855604A FR3082896B1 (fr) 2018-06-22 2018-06-22 Ensemble pour la commande d'aubes a calage variable

Publications (2)

Publication Number Publication Date
FR3082896A1 true FR3082896A1 (fr) 2019-12-27
FR3082896B1 FR3082896B1 (fr) 2021-06-04

Family

ID=63963128

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FR1855604A Active FR3082896B1 (fr) 2018-06-22 2018-06-22 Ensemble pour la commande d'aubes a calage variable

Country Status (3)

Country Link
US (1) US11015477B2 (fr)
FR (1) FR3082896B1 (fr)
GB (1) GB2576099B (fr)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11346241B2 (en) * 2020-05-28 2022-05-31 Pratt & Whitney Canada Corp. Variable guide vanes assembly
FR3116080B1 (fr) * 2020-11-10 2022-11-04 Safran Helicopter Engines Dispositif de commande d’un système de guidage du flux d’air, notamment dans une turbomachine d’aéronef
FR3116079B1 (fr) * 2020-11-10 2022-11-04 Safran Helicopter Engines Dispositif de commande d’un système de guidage du flux d’air, notamment dans une turbomachine d’aéronef
US11988101B2 (en) 2022-03-10 2024-05-21 Ge Infrastructure Technology Llc Device for fixing position of adjustable rows of guide vanes of turbomachine
US11920482B2 (en) * 2022-03-10 2024-03-05 General Electric Company Device for fixing position of adjustable rows of guide vanes of turbomachine

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1071108A (en) * 1963-09-27 1967-06-07 Bbc Brown Boveri & Cie Improvements in and relating to turbines and compressors
US5549448A (en) * 1995-02-08 1996-08-27 United Technolgies Corporation Variable stator vane linkage system and method
FR2982653A1 (fr) * 2011-11-14 2013-05-17 Snecma Systeme de transmission a arbre cannele.

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2823700A (en) * 1954-11-19 1958-02-18 Westinghouse Electric Corp Fluid flow control apparatus
FR1555814A (fr) * 1967-12-12 1969-01-31
FR3054006B1 (fr) 2016-07-12 2020-05-08 Safran Aircraft Engines Ensemble pour la commande d'aubes a calage variable dans une turbomachine
GB2557565A (en) * 2016-07-18 2018-06-27 Rolls Royce Plc Variable stator vane mechanism
US10492184B2 (en) * 2016-12-09 2019-11-26 Samsung Electronics Co., Ltd. Multiplexing control information in a physical uplink data channel

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1071108A (en) * 1963-09-27 1967-06-07 Bbc Brown Boveri & Cie Improvements in and relating to turbines and compressors
US5549448A (en) * 1995-02-08 1996-08-27 United Technolgies Corporation Variable stator vane linkage system and method
FR2982653A1 (fr) * 2011-11-14 2013-05-17 Snecma Systeme de transmission a arbre cannele.

Also Published As

Publication number Publication date
FR3082896B1 (fr) 2021-06-04
GB201908911D0 (en) 2019-08-07
GB2576099A (en) 2020-02-05
GB2576099B (en) 2022-05-04
US20190390563A1 (en) 2019-12-26
US11015477B2 (en) 2021-05-25
GB2576099A9 (en) 2020-07-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FR3082896A1 (fr) Ensemble pour la commande d'aubes a calage variable
CA2850702C (fr) Turbomachine a helice(s) pour aeronef avec systeme pour changer le pas de l'helice
EP3129601B1 (fr) Compresseur de turbomachine à aubes à calage variable
WO2021165616A1 (fr) Module de turbomachine equipe de systeme de changement de pas des pales d aubes de stator
EP3863928B1 (fr) Turbomachine comportant des moyens de suspension
FR3055001A1 (fr) Systeme de changement de pas equipe de moyens de reglage du pas des pales et turbomachine correspondante
FR2982904A1 (fr) Moyeu de carter pour turboreacteur d'aeronef comprenant des moyens de commande de vannes de decharge ameliores
FR3036141B1 (fr) Arbre de commande radial pour dispositif de commande de l'orientation des pales de soufflante d'une turbomachine a soufflante non carenee et procede de montage d'un tel arbre.
EP2619417B1 (fr) Dispositif d'etancheite
CA2932998C (fr) Compresseur de turbomachine, en particulier de turbopropulseur ou de turboreacteur d'avion
FR3021296A1 (fr) Ensemble de propulsion a doublet d'helices pour aeronef
FR3017164A1 (fr) Turbomachine a doublet d'helices pour aeronef
FR3054006A1 (fr) Ensemble pour la commande d'aubes a calage variable dans une turbomachine
FR3024996A1 (fr) Anneau de commande d'un etage d'aubes a calage variable pour une turbomachine
FR3041714A1 (fr) Compresseur de turbomachine, en particulier de turbopropulseur ou de turboreacteur d'avion
FR3057910B1 (fr) Turbomachine d'aeronef comprenant des moyens d'etancheite
EP4355653A1 (fr) Systeme de changement de pas des pales d'une helice d'une turbomachine
WO2022069835A1 (fr) Module de turbomachine equipe d'une helice et d'aubes de stator deportees
FR3125505A1 (fr) Systeme de changement de pas des pales d’une helice d’une turbomachine
EP4222052A1 (fr) Module de turbomachine equipe d'une helice et d'aubes de stator portees par deux carters et turbomachine correspondante
WO2023012425A1 (fr) Module de soufflante a pales a calage variable
FR3126018A1 (fr) Systeme de changement de pas des pales d’une soufflante d’un ensemble propulsif
FR3108362A1 (fr) Etage d’aubes à orientation variable pour une turbomachine axiale comprenant un organe de régulation du débit d’air dépendant de l’orientation des aubes
WO2010130959A1 (fr) Diffuseur pour une turbomachine
FR3100529A1 (fr) Ensemble pour un aéronef

Legal Events

Date Code Title Description
PLFP Fee payment

Year of fee payment: 2

PLSC Publication of the preliminary search report

Effective date: 20191227

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