FR3084104A1 - Plateforme rigidifiee - Google Patents

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Abstract

L'invention concerne une plateforme (18) de soufflante (12) de turbomachine (10), qui est destinée à être montée sur un moyeu de la soufflante (12) entre deux aubes adjacentes, la plateforme (18) comportant une paroi principale (20) possédant une orientation principale longitudinale, qui est de forme cintrée selon la direction longitudinale, et un raidisseur (34) qui est monté sur une face inférieure de la paroi principale (20), dont la section du raidisseur (34), selon un plan perpendiculaire à la direction longitudinale est globalement en forme de U ouvert vers la paroi principale (20), caractérisée en ce que le raidisseur (34) comporte au moins deux tronçons (38) rectilignes qui sont inclinés l'un par rapport à l'autre et inclinés par rapport à la direction principale longitudinale.

Description

PLATEFORME RIGIDIFIEE
DESCRIPTION
DOMAINE TECHNIQUE
L'invention concerne une plateforme de reconstitution d'une veine de soufflante de turbomachine comportant des moyens de raidissement.
L'invention concerne plus particulièrement une plateforme destinée à être installée sur une soufflante comportant un rapport de moyeu faible.
ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE
Dans une turbomachine, une plateforme est un composant qui est installé entre deux aubes adjacentes, notamment au niveau des pieds des aubes, pour réaliser une paroi continue, présentant un nombre réduit d'aspérités.
De telles plateformes sont notamment installées sur la soufflante disposée en amont de la turbomachine.
On définit un rapport de moyeu pour une soufflante comme étant le rapport entre la cote radiale d'un premier point radialement interne et la cote radiale d'un deuxième point radialement externe de la soufflante.
Le premier point est situé à l'intersection du bord d'attaque d'une aube avec la paroi du moyeu qui délimite radialement l’intérieur de la veine d'écoulement d’air dans la soufflante. Le deuxième point est situé à la même position axiale que le premier point, le long de l'axe principal de la soufflante, et il est situé sur une paroi radialement interne du carter de la soufflante, qui délimite radialement l'extérieur de la veine.
Un rapport de moyeu faible implique que les pieds des aubes sont rapprochés les uns des autres et donc que la largeur de chaque plateforme qui est montée sur le moyeu est réduite.
En outre, dans une soufflante à rapport de moyeu faible, les aubes sont fortement cambrées, c'est-à-dire que les profils des parois d'intrados et des parois d'extrados sont fortement cintrés.
Il en résulte que les bords latéraux de la plateforme sont eux aussi fortement cintrés et ils sont très rapprochés l'un de l'autre.
La forme principale de la plateforme est donc elle aussi cintrée.
La plateforme est principalement constituée d’une paroi principale, qui a la forme cintrée de la plateforme et un raidisseur qui est agencé sur une face radialement interne de la paroi principale.
A cause de contraintes de fabrications, le raidisseur est rectiligne et s'étend sur la longueur longitudinale de la paroi principale.
Cependant, comme on l'a dit précédemment, la paroi principale est elle aussi cintrée, ce qui pose un problème d'intégration du raidisseur rectiligne sur la paroi principale.
L'invention a pour but de proposer une plateforme pour une soufflante à rapport de moyeu faible, qui comporte un raidisseur adapté à la forme cintrée de la paroi principale de la plateforme.
EXPOSÉ DE L'INVENTION
L'invention propose une plateforme de soufflante de turbomachine, qui est destinée à être montée sur un moyeu de la soufflante entre deux aubes adjacentes, la plateforme comportant une paroi principale possédant une orientation principale longitudinale, qui est de forme cintrée selon la direction longitudinale, un raidisseur qui est monté sur une face de la paroi principale, dont la section du raidisseur, selon un plan perpendiculaire à la direction principale longitudinale de la paroi principale, comporte une première paroi d'extrémité transversale située à un premier côté, une deuxième paroi d'extrémité transversale située à un deuxième et une paroi de fond reliant transversalement les deux parois d'extrémité transversale,
S64965DAB-P caractérisée en ce que le raidisseur comporte au moins deux tronçons rectilignes qui sont inclinés l'un par rapport à l'autre et inclinés par rapport à la direction principale longitudinale.
La réalisation du raidisseur en deux tronçons inclinés permet de suivre la courbure de la paroi principale, tout en conservant la rectitude de chaque tronçon du raidisseur.
De préférence, chaque tronçon comporte une extrémité proximale qui est située longitudinalement à proximité d'un tronçon adjacent, et l'extrémité proximale de chaque tronçon est décalée transversalement par rapport à l'extrémité proximale d'un tronçon adjacent selon une direction transversale perpendiculaire à la direction principale longitudinale de la paroi principale.
De préférence, les extrémités proximales de deux tronçons adjacents sont accolées longitudinalement l'une à l'autre.
De préférence, la première paroi d'extrémité transversale d'un tronçon et la deuxième paroi d'extrémité transversale d'un tronçon adjacent sont dans le prolongement l'une de l'autre.
De préférence, une extrémité de la première paroi d'extrémité transversale d'un tronçon, qui est située à l'extrémité proximale dudit tronçon, est décalée transversalement par rapport à une extrémité de la deuxième paroi d'extrémité transversale d'un tronçon adjacent, qui est située à l'extrémité proximale dudit tronçon adjacent.
L'invention concerne aussi une soufflante de turbomachine comportant un moyeu central portant des aubes réparties autour d'un axe principal de la soufflante et des plateformes selon l'invention, dont chaque plateforme est fixée au moyeu et est disposée entre deux aubes adjacentes.
De préférence, la paroi principale de chaque plateforme comporte un premier bord qui est en contact avec une paroi d'intrados d'une première aube et un deuxième bord qui est en contact, avec une paroi d'extrados d'une deuxième aube.
De préférence, la distance transversale minimale entre le premier bord et le deuxième bord est inférieure à la largeur du raidisseur.
BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit pour la compréhension de laquelle on se reportera aux figures annexées parmi lesquelles :
- la figure 1 est une vue en bout d'une turbomachine d'aéronef montrant la soufflante amont ;
- la figure 2 est une vue de dessus d'une plateforme ;
- la figure 3 est une vue de dessous de la plateforme représentée à la figure 2 ;
- la figure 4 est une vue de côté de la plateforme représentée à la figure 2;
- la figure 5 est une vue en bout de la plateforme représentée à la figure 2;
- la figure 6 est une vue similaire à celle de la figure 3 montrant une variante de réalisation du raidisseur
- la figure 7 est une représentation schématique en section de plusieurs modes de réalisation de la plateforme montrant différentes sections du raidisseur;
- la figure 8 est une vue de dessous d'une plateforme montrant à la fois la forme relative de la paroi principale de la plateforme et des aubes et montrant un autre mode de réalisation d'un raidisseur comportant trois tronçons.
EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS
Pour la description de l'invention, on adoptera à titre non limitatif les orientations verticale, longitudinale et transversale selon le repère V, L, T indiqué aux figures.
On a représenté à la figure 1 une turbomachine 10 d'aéronef comportant une soufflante 12 amont.
La soufflante 12 comprime une grande masse d'air froid, dont une partie de cette masse d'air comprimé par la soufflante 12 est injectée dans une veine primaire de la turbomachine et le reste de cette masse d'air est injecté dans une veine secondaire de la turbomachine, formant un écoulement cylindrique enveloppant le moteur et dirigé vers l'arrière pour créer de la poussée.
La soufflante 12 comporte un moyeu 14 central et une pluralité d'aubes 16 qui sont portées par le moyeu 14 et qui s'étendent radialement par rapport à l'axe principal de la turbomachine 10 à partir du moyeu 14.
Le moyeu porte une pluralité de plateformes 18, dont une plateforme 18 est représentée aux figures 2 et suivantes, qui sont installées entre les aubes 16, à proximité du pied de chaque aube 16.
Les plateformes 18 permettent de former une partie de la paroi externe du moyeu 14, délimitant la veine d'écoulement d'air, pour limiter les perturbations aérodynamiques entre les aubes 16.
Comme on peut le voir à la figure 2, chaque plateforme 18 comporte une paroi principale 20, qui reforme la paroi externe du moyeu 14, dont la face externe 22 vient en contact avec le flux d'air.
La paroi principale 20 de la plateforme 18 possède une orientation principale longitudinale globalement parallèle à l'axe principal de la turbomachine 10. Elle est délimitée transversalement par un premier bord, que l’on appellera bord d'intrados 24 et qui est destiné à venir en contact avec la paroi d'intrados d'une première aube 16, et par un deuxième bord, que l'on appellera bord d'extrados 26 et qui est destiné à venir en contact avec la paroi d'extrados d'une deuxième aube 16 qui est immédiatement adjacente à la première aube.
La paroi principale 20 de la plateforme 18 est en outre délimitée longitudinalement par un bord amont 28 et un bord aval 30 qui comportent des moyens de fixation de la plateforme 18 sur le moyeu 14 de la soufflante 12.
En se référant à la figure 1, pour le dimensionnement de la soufflante 12, on utilise un rapport de moyeu comme étant le rapport dm/df, dans lequel dm est le diamètre du moyeu 14 et df est le diamètre externe de la soufflante.
Un axe de développement pour améliorer le rendement d'une turbomachine consiste à augmenter son taux de dilution, c'est-à-dire le rapport entre la masse d'air circulant au travers de la soufflante, qui est communément appelé flux froid et la masse d'air du flux primaire, ou flux chaud, qui a traversé la soufflante et qui est injecté dans la veine primaire de la turbomachine. Ce flux chaud traverse notamment le compresseur et est chauffé dans la chambre de combustion.
Afin d'augmenter le taux de dilution, il a été proposé de réduire le rapport de moyeu de la soufflante 12.
Ainsi, en conservant un même diamètre df de la soufflante 12, le diamètre dm du moyeu 14 est par conséquent réduit.
Cela a pour conséquence que les pieds des aubes 16 sont rapprochés les uns des autres.
Aussi, chaque aube 16 est fortement cambrée au niveau de son pied, ce qui implique que le bord d'attaque et le bord de fuite ont une courbure importante.
Par conséquent, le bord d’intrados 24 et le bord d’extrados 26 de la paroi principale 20 de la plateforme 18 ont eux aussi une courbure importante. La paroi principale 20 de la plateforme 18 présente par conséquent une courbure générale très prononcée.
Aussi, ce rapport de moyeu faible implique que la distance transversale entre le bord d'intrados 24 et le bord d'extrados 26 est relativement faible, comme on l'a illustré par les segments longitudinaux 32 montrant la plus faible distance transversale entre le bord d'intrados 24 et le bord d'extrados 26.
Comme on peut le voir aux figures 3 et suivantes, la plateforme 18 comporte aussi un raidisseur 34 qui est fixé à la face inférieure 36 de la paroi principale 20.
Ici, le raidisseur 34 a une section en forme de U ouvert vers la paroi principale 20. Il sera compris que l'invention n'est pas limitée à cette forme de raidisseur et que la plateforme 18 peut comporter un raidisseur 34 ayant une autre section.
On a représenté à la figure 7 différentes formes de la section du raidisseur. Ainsi, la section du raidisseur peut être en forme de U comme représenté dans l'illustration de gauche, en forme d'un d'oméga ouvert vers le haut comme représenté dans l'illustration du centre ou bien une forme fermée, comme par exemple en forme de O comme représenté dans l’illustration de droite.
Le raidisseur 34 comporte ainsi une première paroi d'extrémité transversale 44 qui s'étend verticalement vers le bas et qui est située à un premier côté transversal de la plateforme 18, une deuxième paroi d'extrémité transversale 46 qui s'étend verticalement vers le bas et qui est située à un deuxième côté transversal de la plateforme 18 et une paroi de fond 48 reliant transversalement les bords d'extrémité inférieure des deux parois d'extrémité transversale 44, 46, qui sont situés à distance de la paroi principale 20.
Il sera compris que dans le mode de réalisation pour lequel la section du raidisseur est en forme de oméga, les parois d'extrémité transversale 46 et de fond 48 sont formées à partir de segments consécutifs courbes de cet oméga.
Lorsque la section du raidisseur 34 est de forme fermée, comme ici en forme de O, le raidisseur 34 comporte aussi une paroi supérieure 50 qui est accolée contre la face inférieure 36 de la paroi principale 20.
Ici, on considérera que la première paroi d'extrémité transversale 44 est située à proximité du bord d'extrados 26 et la deuxième paroi d'extrémité transversale 46 est située à proximité du bord d'intrados 24.
Aussi, le raidisseur 34, est réalisé en une seule pièce en matériau composite qui est rapportée sur la paroi principale 20.
Le raidisseur 34 est de forme rectiligne selon la direction principale longitudinale de la plateforme 18.
Comme on l'a dit précédemment, la distance transversale entre le bord d’intrados 24 et le bord d'extrados 26 est relativement faible et cette distance est inférieure à la largeur minimale du raidisseur 34 pour que celui-ci puisse offrir une raideur suffisante à la plateforme 18, c’est-à-dire inférieure à la distance transversale entre les parois d'extrémité transversale 44, 46.
Le raidisseur 34 est à cet effet réalisé en au moins deux tronçons 38 rectilignes dont l'orientation et la position de chaque tronçon 38 par rapport à la paroi principale 20 permet de réaliser le raidisseur 34.
Comme on peut le voir à la figure 3, chaque tronçon 38 est incliné par rapport à la direction principale longitudinale de la plateforme 18 et ils sont inclinés l'un par rapport à l'autre en formant un V ouvert vers le bord d'extrados 26.
Chaque tronçon 38 comporte une première extrémité 40, que l'on appellera par la suite extrémité proximale, qui est située longitudinalement à proximité de l'autre tronçon 38, c’est-à-dire qui est située à une position longitudinale intermédiaire le long de la plateforme 18.
Cette position longitudinale intermédiaire de l'extrémité proximale 40 est définie en fonction de la courbure générale de la paroi principale 20. Selon un exemple non limitatif, l'extrémité proximale 40 est située longitudinalement au niveau du milieu de la paroi principale.
Dans le mode de réalisation pour lequel le raidisseur est réalisé en deux tronçons 38, chacun de ces deux tronçons 38 comporte une deuxième extrémité 42, que l'on appellera par la suite extrémité distale et qui est située au niveau du bord amont 28 ou du bord aval 30 de la paroi principale 20.
De préférence, comme on peut le voir à la figure 4, les deux extrémités proximales 40 des deux tronçons 38 sont accolées longitudinalement l'une à l'autre. Cela permet d'éviter qu'une partie de la paroi principale 20 ne soit pas rigidifiée par le raidisseur 34.
Chaque extrémité 40, 42 possède un bord d'extrémité plan qui s'étend dans un plan sensiblement perpendiculaire à la direction longitudinale, ce qui permet aux deux extrémités proximales 40 des deux tronçons 38 d'être accolées.
Comme on l'a dit précédemment, en référence à la figure 7, la section du raidisseur 34, selon un plan vertical transversal est en forme de U, de O ou de oméga. Par conséquent, la section de chacun des tronçons 38 du raidisseur 34 a elle aussi cette forme.
Chaque tronçon 38 comporte ainsi une première paroi d'extrémité transversale 44 qui s'étend verticalement vers le bas et qui est située à un premier côté transversal de la plateforme 18, une deuxième paroi d'extrémité transversale 46 qui s'étend verticalement vers le bas et qui est située à un deuxième côté transversal de la plateforme 18 et une parai de fond 48 reliant transversalement les bords d'extrémité inférieure des deux parois d'extrémité transversale 44, 46, qui sont situés à distance de la paroi principale 20.
Lorsque la section du raidisseur 34 est de forme fermée, comme ici en forme de O, le raidisseur 34 comporte aussi une paroi supérieure 50 qui est accolée contre la face inférieure 36 de la paroi principale 20.
Comme on l’a représenté à la figure 3, les extrémités proximales 40 des deux tronçons 38 sont décalées transversalement l’une par rapport à l'autre. Il sera compris que l'invention n'est pas limitée à ce mode de réalisation et que les extrémités proximales 40 des deux tronçons 38 peuvent aussi être situées à la même position transversale.
Selon un premier aspect du mode de réalisation représenté à la figure 3, le décalage transversal des extrémités proximales 40 des tronçons 38 est tel que les extrémités des parois d'extrémité transversale 44, 46 sont toutes décalées transversalement les unes par rapport aux autres.
Selon une variante de réalisation de ce mode de réalisation, que l'on a représentée à la figure 6, la première paroi d'extrémité transversale 44 d'un tronçon et la deuxième paroi d'extrémité transversale 46 de l'autre tronçon 38 sont dans le prolongement l'une de l'autre, formant ainsi une même paroi continue en forme de V.
Cette jonction entre les deux parois 44, 46 permet d'améliorer la rigidité conférée par le raidisseur 34.
En d'autres termes, le raidisseur 34 est formé à partir d'une bande de tissus dont un tronçon forme les parois d'extrémité transversale qui sont en continuité l'une de l'autre, et découpée au niveau de l'extrémité proximale 40 des tronçons 38 et est repliée de part et d'autre de ce premier segment pour former l'un ou l'autre des deux tronçons 38 rectilignes du raidisseur 34.
Le tissu de fibres utilisé pour former le raidisseur 34 est constitué d'un assemblage de fibres dites de chaîne, qui ont une direction principale selon la direction du matériau à produire et des fibres dites de trame qui sont orientées perpendiculairement aux figures de chaîne.
Dans le cas de la réalisation d'un raidisseur 34 de forme courbe, la perpendicularité des fibres de chaîne et des fibres de trame serait affectée, on parle alors de décadrage du tissu. Pour éviter ce décadrage malgré la forme courbe du raidisseur, il existe des procédés complexes de fabrication, qui augmenteraient le cout de production de la plateforme 18.
La réalisation d'un raidisseur 34 en deux tronçons 38 rectilignes permet de limiter le décadrage du tissu, assurant par conséquent une bonne tenue du tissu lors du processus de fabrication de la plateforme 18, et simplifie ce processus de fabrication par rapport à un processus de fabrication d'une plateforme comportant un raidisseur courbe.
Il sera compris que l'invention n'est pas limitée à une plateforme 18 comportant un raidisseur 34 formé uniquement de deux tronçons 38 et que le raidisseur peut comporter un plus grand nombre de tronçons 38, ce nombre étant défini par rapport à la courbure de la paroi principale 20 de la plateforme 18.
A titre d'exemple d'un raidisseur formé de plus de deux tronçons, la figure 8 représente une plateforme comportant un raidisseur formé de trois tronçons 38.
La longueur de chaque tronçon 38 est définie pour que chaque tronçon 38 du raidisseur 34 ait la plus grande largeur possible.

Claims (8)

  1. REVENDICATIONS
    1. Plateforme (18) de soufflante (12) de turbomachine (10), qui est destinée à être montée sur un moyeu (14) de la soufflante (12) entre deux aubes (16) adjacentes, la plateforme (18) comportant une paroi principale (20) possédant une orientation principale longitudinale, qui est de forme cintrée selon la direction longitudinale, un raidisseur (34) qui est monté sur une face (36) de la paroi principale (20), dont la section du raidisseur (34), selon un plan perpendiculaire à la direction principale longitudinale de la paroi principale, comporte une première paroi d'extrémité transversale (44) située à un premier côté, une deuxième paroi d'extrémité transversale (46) située à un deuxième et une paroi de fond (48) reliant transversalement les deux parois d'extrémité transversale (44, 46), caractérisée en ce que le raidisseur (34) comporte au moins deux tronçons (38) rectilignes qui sont inclinés l'un par rapport à l'autre et inclinés par rapport à la direction principale longitudinale.
  2. 2. Plateforme (18) selon la revendication précédente, caractérisée en ce que chaque tronçon (38) comporte une extrémité proximale (40) qui est située longitudinalement à proximité d'un tronçon (38) adjacent, et en ce que l'extrémité proximale (40) de chaque tronçon (38) est décalée transversalement par rapport à l'extrémité proximale (40) d'un tronçon (38) adjacent selon une direction transversale perpendiculaire à la direction principale longitudinale de la paroi principale (20).
  3. 3. Plateforme (18) selon la revendication précédente, caractérisée en ce que les extrémités proximales (40) de deux tronçons (38) adjacents sont accolées longitudinalement l'une à l'autre.
  4. 4. Plateforme (18) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la première paroi d'extrémité transversale (44) d'un tronçon (38) et la deuxième paroi d'extrémité transversale (46) d'un tronçon (38) adjacent sont dans le prolongement l'une de l'autre.
  5. 5. Plateforme (18) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que une extrémité de la première paroi d'extrémité transversale (44) d'un tronçon (38), qui est située à l'extrémité proximale (40) dudit tronçon (38), est décalée transversalement par rapport à une extrémité de la deuxième paroi d'extrémité transversale (46) d'un tronçon (38) adjacent, qui est située à l'extrémité proximale (40) dudit tronçon (38) adjacent.
  6. 6. Soufflante (12) de turbomachine (10) comportant un moyeu central (14) portant des aubes (16) réparties autour d'un axe principal de la soufflante (12) et des plateformes (18) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dont chaque plateforme (18) est fixée au moyeu (14) et est disposée entre deux aubes (16) adjacentes.
  7. 7. Soufflante (12) selon la revendication précédente, caractérisée en ce que la paroi principale (20) de chaque plateforme (18) comporte un premier bord (24) qui est en contact avec une paroi d'intrados d'une première aube (16) et un deuxième bord (26) qui est en contact avec une paroi d'extrados d'une deuxième aube (16).
  8. 8. Soufflante (12) selon la revendication 6 ou 7, caractérisée en ce que la distance transversale minimale entre le premier bord (24) et le deuxième bord (26) est inférieure à la largeur du raidisseur.
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