FR3092864A1 - Aube mobile pour une roue d’une turbomachine - Google Patents
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Abstract
Aube (1) pour une roue (2) d’une turbomachine (3), ladite aube (1) étant apte à être mise en rotation autour d’un axe longitudinal (X), ladite aube (1) comportant une pale (4) et un talon (8) comportant une plateforme (9), caractérisée en ce que le talon (8) comprend au moins une ailette (13a) en saillie depuis ladite plateforme (9), ladite ailette (13a) présentant un profil aérodynamique suivant un axe tangentiel (T), ladite ailette (13a) présentant une face intrados (15) et une face extrados (16) reliées l’une à l’autre par un bord d’attaque (17) et un bord de fuite (18), ladite ailette (13a) étant configurée pour qu’un écoulement de gaz (E2) autour de ladite ailette (13a) génère une force aérodynamique de portance (P) sur ladite ailette (13a) lorsque l’aube (1) est mobile en rotation, ladite force aérodynamique de portance (P) permettant de redresser longitudinalement ladite aube (1) dans un état non déformé. Figure pour l'abrégé : Figure 1
Description
Domaine technique de l'invention
La présente invention se rapporte au domaine général des aubes mobiles pour une roue d’une turbomachine d’aéronef.
Arrière-plan technique
Traditionnellement, une turbine axiale de turbomachine comprend plusieurs étages axiaux disposés les uns derrière les autres. Chaque étage comporte une roue mobile autour d’un axe longitudinal X (coaxial avec l’axe longitudinal de la turbomachine) et un distributeur adjacent. La roue et le distributeur forment respectivement le rotor et le stator de la turbine.
La roue comprend classiquement un disque centré sur l’axe X et une pluralité d’aubes rapportées sur le disque, de manière à former une couronne. Les disques des différents étages sont généralement bridés les uns aux autres.
Plus précisément, une aube comprend une pale aérodynamique s'étendant suivant un axe radial d'empilement R. L’aube comprend en outre un talon externe et un pied interne délimitant la pale suivant l’axe d’empilement R. Le pied interne comporte par exemple un bulbe configuré pour être engagé dans une alvéole complémentaire pratiquée dans le disque.
En fonctionnement, chaque roue se déforme mécaniquement sous l’effet des différentes sollicitations extérieures, et notamment les sollicitations aérodynamiques et mécaniques. En isolant la roue, le bilan des sollicitations extérieures démontre généralement qu’il existe un effort longitudinal résultant orienté de l’amont vers l’aval ou de l’aval vers l’amont. Cet effort résultant génère une déformation longitudinale de la roue, et par conséquent un déplacement longitudinal de cette dernière. Le déplacement longitudinal est maximal au niveau du talon des aubes.
Le déplacement longitudinal de la roue, cumulé aux déplacements relatifs entre le rotor et le stator, peut être la cause de contacts inopinés, ponctuels ou prolongés, à l’origine par exemple d’une usure prématurée. Ce risque de contacts inopinés est d’autant plus élevé que les jeux entre le rotor et la stator sont faibles afin d’optimiser les performances de la turbine.
Les motoristes cherchent donc continuellement à minimiser le déplacement longitudinal de la roue sous chargement.
Pour répondre à une telle problématique, une solution pourrait être d’augmenter la dimension longitudinale du bulbe du pied (respectivement de l’alvéole du disque). Toutefois, une telle solution augmente non seulement la masse de la roue mais également son encombrement.
L’objectif de la présente invention est donc de proposer une aube permettant de minimiser son déplacement longitudinal sous chargement, tout en limitant l’impact sur sa masse et son encombrement.
L’invention propose ainsi une aube pour une roue d’une turbomachine d’aéronef, ladite aube étant apte à être mise en rotation autour d’un axe longitudinal X, ladite aube comportant une pale aérodynamique s’étendant suivant un axe radial d’empilement R et un talon externe délimitant ladite pale suivant ledit axe radial R, ledit talon comportant une plateforme, ladite aube étant élastiquement déformable entre un état non déformé et un état déformé, caractérisée en ce que le talon comprend au moins une ailette en saillie suivant ledit axe radial R depuis une surface externe de ladite plateforme, ladite ailette présentant un profil aérodynamique suivant un axe tangentiel T, ladite ailette présentant une face intrados et une face extrados reliées l’une à l’autre par un bord d’attaque et un bord de fuite, ladite ailette étant configurée pour qu’un écoulement de gaz E2 autour de ladite ailette génère une force aérodynamique de portance P sur ladite ailette lorsque l’aube est mobile en rotation, ladite force aérodynamique de portance P permettant de redresser longitudinalement ladite aube dans son état non déformé.
Une telle ailette permet ainsi de générer une force de portance qui s’oppose à l’effort longitudinal résultant des sollicitations extérieures, de manière à équilibrer l’aube (respectivement la roue), et autrement dit réduire son déplacement longitudinal.
La masse de l’aube peut être réduite davantage en combinant l’ailette avec une léchette destinée à coopérer avec un bloc de matière abradable.
L’aube selon l’invention peut comprendre une ou plusieurs des caractéristiques et/ou étapes suivantes, prises isolément les unes des autres ou en combinaison les unes avec les autres :
- l’aube est mobile en rotation autour de l’axe longitudinal X suivant un sens de rotation S défini tangentiellement depuis ledit bord de fuite de ladite ailette vers ledit bord d’attaque de ladite ailette ;
- la plateforme est délimitée latéralement par un flanc mâle apte à s’introduire dans un flanc femelle d’une aube adjacente et un flanc femelle apte à recevoir un flanc mâle d’une aube adjacente, ledit bord d’attaque de ladite ailette étant disposé du côté du flanc mâle et le bord de fuite de ladite ailette étant disposé du côté du flanc femelle ;
- la corde C du profil aérodynamique de ladite ailette est comprise entre 15 mm et 50 mm, ladite corde C étant mesurée dans un plan P1 perpendiculaire audit axe radial R ;
- l’épaisseur Ep maximale du profil aérodynamique de ladite ailette est comprise entre 1 mm et 3 mm, ladite épaisseur Ep étant mesurée dans un plan P1 perpendiculaire audit axe radial R ;
- l’angle de calage A dudit profil aérodynamique de ladite ailette est compris entre 0° et 30°, ledit angle de calage A correspondant à l’angle aigu entre la corde du profil aérodynamique de ladite ailette et un plan de rotation P2 perpendiculaire audit axe longitudinal X, ledit angle de calage A étant mesuré dans un plan P1 perpendiculaire audit axe radial R ;
- ladite ailette fait saillie suivant ledit axe radial R depuis :
• soit un becquet amont de ladite plateforme, ledit becquet amont faisant saillie longitudinalement vers l’amont depuis une léchette amont ;
• soit un becquet aval de ladite plateforme, ledit becquet aval faisant saillie longitudinalement vers l’aval depuis une léchette aval ;
• soit un plateau central de ladite plateforme, ledit plateau central étant délimité longitudinalement par une léchette amont et une léchette aval ;
- ladite ailette est configurée pour réaliser une étanchéité avec un stator situé en regard ;
- ladite ailette comprend une extrémité externe libre configurée pour coopérer avec un bloc de matière abradable porté par ledit stator ;
- ladite extrémité externe comprend une arête d’attaque longitudinale dans le prolongement radial du bord d’attaque ;
- ladite extrémité externe comprend une arête de fuite longitudinale dans le prolongement radial du bord de fuite ;
- la hauteur radiale H du profil aérodynamique de ladite ailette est supérieure ou égale à 5 mm et inférieure ou égale à 15 mm.
- l’aube est mobile en rotation autour de l’axe longitudinal X suivant un sens de rotation S défini tangentiellement depuis ledit bord de fuite de ladite ailette vers ledit bord d’attaque de ladite ailette ;
- la plateforme est délimitée latéralement par un flanc mâle apte à s’introduire dans un flanc femelle d’une aube adjacente et un flanc femelle apte à recevoir un flanc mâle d’une aube adjacente, ledit bord d’attaque de ladite ailette étant disposé du côté du flanc mâle et le bord de fuite de ladite ailette étant disposé du côté du flanc femelle ;
- la corde C du profil aérodynamique de ladite ailette est comprise entre 15 mm et 50 mm, ladite corde C étant mesurée dans un plan P1 perpendiculaire audit axe radial R ;
- l’épaisseur Ep maximale du profil aérodynamique de ladite ailette est comprise entre 1 mm et 3 mm, ladite épaisseur Ep étant mesurée dans un plan P1 perpendiculaire audit axe radial R ;
- l’angle de calage A dudit profil aérodynamique de ladite ailette est compris entre 0° et 30°, ledit angle de calage A correspondant à l’angle aigu entre la corde du profil aérodynamique de ladite ailette et un plan de rotation P2 perpendiculaire audit axe longitudinal X, ledit angle de calage A étant mesuré dans un plan P1 perpendiculaire audit axe radial R ;
- ladite ailette fait saillie suivant ledit axe radial R depuis :
• soit un becquet amont de ladite plateforme, ledit becquet amont faisant saillie longitudinalement vers l’amont depuis une léchette amont ;
• soit un becquet aval de ladite plateforme, ledit becquet aval faisant saillie longitudinalement vers l’aval depuis une léchette aval ;
• soit un plateau central de ladite plateforme, ledit plateau central étant délimité longitudinalement par une léchette amont et une léchette aval ;
- ladite ailette est configurée pour réaliser une étanchéité avec un stator situé en regard ;
- ladite ailette comprend une extrémité externe libre configurée pour coopérer avec un bloc de matière abradable porté par ledit stator ;
- ladite extrémité externe comprend une arête d’attaque longitudinale dans le prolongement radial du bord d’attaque ;
- ladite extrémité externe comprend une arête de fuite longitudinale dans le prolongement radial du bord de fuite ;
- la hauteur radiale H du profil aérodynamique de ladite ailette est supérieure ou égale à 5 mm et inférieure ou égale à 15 mm.
La présente invention concerne encore une roue pour une turbomachine d’aéronef, comportant un disque portant à sa périphérie une rangée annulaire d’aubes telles que décrites précédemment.
La présente invention concerne également une turbomachine d’aéronef comportant une aube telle que décrite précédemment ou une roue telle que décrite précédemment.
Brève description des figures
L’invention sera mieux comprise et d’autres détails, caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante faite à titre d’exemple non limitatif et en référence aux dessins annexés dans lesquels :
Description détaillée de l'invention
Sur les figures 1 à 8 est représentée partiellement une aube 1 pour une roue mobile 2 d’une turbomachine 3 d’aéronef, et plus précisément pour une roue 2 d’une turbine basse pression de la turbomachine 3. L’aube pourrait être destinée à équiper une turbine haute pression de la turbomachine.
L’aube 1 comprend une pale aérodynamique 4 s’étendant suivant un axe radial d’empilement R, ci-après dénommé « axe radial R ». La pale 4 présente une face intrados 5 et une face extrados reliées l’une à l’autre par un bord d’attaque 6 et un bord de fuite 7. Le bord d’attaque 6 est disposé en amont du bord de fuite 7, suivant le sens d’écoulement de gaz E1 (écoulement longitudinal) autour de la pale 4. Dans un plan P1 perpendiculaire à l’axe radial R, la pale 4 est profilée suivant une ligne moyenne reliant le bord d’attaque 6 au bord de fuite 7. Les faces intrados et extrados sont incurvées, et respectivement concave et convexe. Les bords d’attaque et de fuite 6, 7 se présentent chacun sous la forme d’un arrondi.
Dans la présente demande, les termes « amont » et « aval » sont définis par rapport au sens d’écoulement des gaz E1 autour de la pale 4 (et de manière plus générale dans la turbine).
L’aube 1 comprend en outre un talon externe 8 et un pied interne délimitant la pale 4 suivant l’axe radial R. Plus précisément, la pale 4 est délimitée par une plateforme interne du pied et une plateforme externe 9 du talon 8.
Une roue 2 comprend un disque portant à sa périphérie une rangée annulaire d’aubes 1. Plus précisément, chaque pied comporte par exemple un bulbe configuré pour être engagé dans une alvéole complémentaire pratiquée dans le disque.
Les plateformes externes 9 des aubes 1 d’une même roue 2 sont conformées pour s’emboîter les unes avec les autres de manière à délimiter extérieurement une veine 10 dans laquelle circule le flux de gaz E1. Les plateformes externes 9 sont ainsi disposées flanc à flanc. Chaque plateforme externe 9 est délimitée latéralement par un flanc mâle 11 apte à s’introduire dans un flanc femelle d’une aube adjacente et un flanc femelle 12 apte à recevoir un flanc mâle d’une aube adjacente. Les flancs mâle et femelle sont respectivement disposés du côté extrados et du côté intrados, par rapport à la pale 4.
L’aube 1 (respectivement la roue 2) est apte à être mise en rotation autour d’un axe longitudinal X coaxial avec l’axe longitudinal de la turbomachine 3. L’aube 1 (respectivement la roue 2) est élastiquement déformable entre un état non déformé et un état déformé. L’aube 1 est par exemple dans un état non déformé lorsque la turbomachine 3 ou la turbine est à l’arrêt. L’aube 1 est dans un état déformé lorsque l’aube 1 est mobile en rotation et se déforme mécaniquement sous l’effet des différentes sollicitations extérieures.
Tel qu’illustré par la flèche large référencée « S » sur les figures, l’aube 1 est mobile en rotation autour de l’axe X de l’intrados (face intrados 5) vers l’extrados (face extrados) (ou du flanc femelle 12 vers le flanc mâle 11), et autrement dit ici selon un sens de rotation trigonométrique.
Dans la présente demande, les termes « interne », « externe », « intérieur » ou « extérieur » sont définis par rapport à l’axe longitudinal X de l’aube (et de manière plus générale de la roue).
Selon l’invention, le talon 8 de l’aube 1 comprend au moins une ailette 13a, 13b en saillie suivant l’axe radial R depuis une surface externe 14 de la plateforme externe 9. L’ailette 13a, 13b présente un profil aérodynamique suivant un axe tangentiel T. L’ailette 13a, 13b présente une face intrados 15 et une face extrados 16 reliées l’une à l’autre par un bord d’attaque 17 et un bord de fuite 18. L’ailette 13a, 13b est configurée pour qu’un écoulement de gaz E2 (écoulement tangentiel) autour de l’ailette 13a, 13b génère une force aérodynamique de portance P sur l’ailette 13a, 13b lorsque l’aube 1 est mobile en rotation, la force aérodynamique de portance P permettant de redresser longitudinalement l’aube 1 dans son état non déformé.
L’écoulement de gaz E2 autour de l’ailette 13a, 13b est initié par la mise en rotation de l’aube 1, l’écoulement E2 étant qualifié à ce titre d’écoulement relatif. L’intensité de l’écoulement de gaz E2 dépend directement de la vitesse de rotation de la roue 2. La direction de l’écoulement E2 est tangentielle et correspond à la trajectoire définie par l’ailette 13a, 13b. Le sens de l’écoulement E2 est opposé au sens de rotation S de la roue 2. Le sens de rotation S de l’aube 1 (et de manière plus générale de la roue 2) est ainsi défini tangentiellement depuis le bord de fuite 18 de l’ailette 13a, 13b vers le bord d’attaque 17 de l’ailette 13a, 13b. L’écoulement de gaz E2 s’effectue hors de la veine 10, à savoir entre les plateformes externes 9 et un carter externe de la turbine.
La force de portance générée P s’oppose à l’effort longitudinal résultant F des sollicitations extérieures, de manière à équilibrer l’aube (respectivement la roue 2), et autrement dit réduire son déplacement longitudinal. La direction de la force de portance P est ainsi longitudinale. En outre, dans la cas où l’effort résultant F est dirigé de l’amont vers l’aval, la force de portance P doit être dirigée de l’aval vers l’amont. A l’inverse, dans le cas où l’effort résultant F est dirigé de l’aval vers l’amont, la force de portance P doit être dirigée de l’amont vers l’aval.
Une ailette 13a, 13b présentant une face intrados 15 orientée vers l’amont permet de générer une force aérodynamique de portance P dirigée de l’amont vers l’aval (figures 1, 2, 3, 4, 6 et 8). Inversement, une ailette 13a, 13b présentant une face extrados 16 orientée vers l’amont permet de générer une force aérodynamique de portance P dirigée de l’aval vers l’amont (figure 5).
Selon le premier mode de réalisation illustré sur les figures 1 à 5, le talon 8 de l’aube 1 comprend au moins une ailette indépendante 13a, et autrement dit une ailette dissociée d’une léchette destinée à coopérer avec un bloc de matière abradable.
Le talon 8 peut comprendre une ou plusieurs ailettes indépendantes 13a. Le nombre d’ailettes 13a dépend notamment de l’intensité nécessaire pour s’opposer à l’effort longitudinal résultant F des sollicitations extérieures. Cet effort longitudinal résultant F est bien évidemment déterminé à partir d’une aube qui ne comprend pas d’ailettes. Chaque ailette 13a peut être disposée soit sur un becquet amont 19, soit sur un plateau central 20, ou soit sur un becquet aval 21.
Selon le premier mode de réalisation illustré sur les figures 1 à 5, le talon 8 de l’aube 1 comprend une léchette amont 22 et une léchette aval 23 distantes l’une de l’autre. Les léchettes 22, 23 font saillie vers l’extérieur depuis la surface externe 14 de la plateforme externe 9. Les léchettes amont et aval 22, 23 s’étendent suivant l’axe tangentiel T. Les léchettes amont et aval 22, 23 sont inclinées vers l’amont d’un angle aigu par rapport à l’axe radial R. Tel qu’indiqué ci-dessus, les léchettes amont et aval 22, 23 sont destinées à coopérer par complémentarité de forme avec un bloc annulaire de matière abradable (par exemple une structure en nid d’abeille) fixé sur le carter externe (stator) entourant la roue 2, pour former un joint d’étanchéité de type labyrinthe.
La plateforme externe 9 de l’aube 1 comprend, d’amont en aval, un becquet amont 19 faisant saillie longitudinalement vers l’amont depuis la léchette amont 22, un plateau central 20 s’étendant longitudinalement entre la léchette amont 22 et la léchette aval 23, et un becquet aval 21 faisant saillie longitudinalement vers aval depuis la léchette aval 23.
Selon le premier mode de réalisation illustré sur les figures 1 à 5, le bord d’attaque 17 de chacune des ailettes 13a est à fleur du flanc mâle 11 et le bord de fuite 18 de chacune des ailettes 13a est à fleur du flanc femelle 12. Le profil aérodynamique de chacune des ailettes 13a est constant suivant l’axe radial R.
Tel qu’illustré sur les figures 1 et 2, le talon externe 8 de l’aube 1 comprend une première ailette 13a disposée sur le becquet amont 19 et une seconde ailette 13a disposée sur le becquet aval 21. La face intrados 15 de chacune des ailettes 13a est orientée vers l’amont. L’écoulement de gaz E2 génère sur chacune des ailettes 13a une force aérodynamique de portance P dirigée de l’amont vers l’aval, lorsque l’aube 1 est mobile en rotation autour de l’axe X.
Les figures 3 à 5 illustrent différentes variantes du premier mode de réalisation.
Selon une première variante du premier mode de réalisation illustrée sur la figure 3, le talon externe 8 de l’aube 1 comprend une unique ailette 13a disposée sur le becquet amont 19. La face intrados 15 de l’ailette 13a est orientée vers l’amont. L’écoulement de gaz E2 génère sur l’ailette 13a une force aérodynamique de portance P dirigée de l’amont vers l’aval, lorsque l’aube 1 est mobile en rotation autour de l’axe X.
Selon une seconde variante du premier mode de réalisation illustrée sur la figure 4, le talon externe 8 de l’aube 1 comprend une première ailette 13a et une seconde ailette 13a disposées sur le plateau central 20 et une troisième ailette 13a disposée sur le becquet aval 21. La face intrados 15 de chacune des ailettes 13a est orientée vers l’amont. L’écoulement de gaz E2 génère sur chacune des ailettes 13a une force aérodynamique de portance P dirigée de l’amont vers l’aval, lorsque l’aube 1 est mobile en rotation autour de l’axe X.
Selon une troisième variante du premier mode de réalisation illustrée sur la figure 5, le talon externe 8 de l’aube 1 comprend une première ailette 13a disposée sur le becquet amont 19 et une seconde ailette 13a disposée sur le becquet aval 21. La face extrados 15 de chacune des ailettes 13a est orientée vers l’amont. L’écoulement de gaz E2 génère sur chacune des ailettes 13a une force aérodynamique de portance P dirigée de l’aval vers l’amont, lorsque l’aube 1 est mobile en rotation autour de l’axe X.
Selon le second mode de réalisation illustré sur les figures 6 et 7, le talon 8 de l’aube 1 comprend au moins une ailette 13b associée à une léchette destinée à coopérer avec un bloc de matière abradable. Plus précisément, chaque ailette 13b comprend une extrémité externe libre 27 (représentée en pointillé sur la figure 6) configurée pour coopérer avec un bloc de matière abradable. L’extrémité externe libre 27 forme ainsi la léchette. Une telle ailette 13b est ci-après dénommée « ailette combinée ».
Une telle ailette combinée 13b permet d’optimiser la masse de l’aube 1, et de manière plus générale de la roue 2, au bénéfice du rendement de la turbomachine.
Le talon 8 peut comprendre en outre une ou plusieurs ailettes indépendantes 13a et/ou une ou plusieurs léchettes indépendantes 22, 23. Le nombre d’ailettes combinées 13b (et éventuellement indépendantes 13a) dépend notamment de l’intensité nécessaire pour s’opposer à l’effort longitudinal résultant F des sollicitations extérieures. Cet effort longitudinal résultant F est bien évidemment déterminé à partir d’une aube qui ne comprend pas d’ailettes.
Selon le second mode de réalisation illustré sur les figures 6 et 7, le talon 8 de l’aube 1 comprend une ailette combinée amont 13b et une ailette combinée aval 13b distantes l’une de l’autre. Chacune des ailettes amont et aval 13b est configurée pour réaliser une étanchéité avec un stator (ou carter externe) situé en regard. Tel qu’indiqué ci-dessus, chacune des ailettes amont et aval 13b comprend une extrémité externe libre 27 destinée à coopérer par complémentarité de forme avec un bloc annulaire de matière abradable (par exemple une structure en nid d’abeille) fixé sur le carter externe (stator) entourant la roue 2, pour former un joint d’étanchéité de type labyrinthe.
La plateforme externe 9 de l’aube 1 comprend, d’amont en aval, un becquet amont 19 faisant saillie longitudinalement vers l’amont depuis l’ailette amont 13b, un plateau central 20 s’étendant longitudinalement entre l’ailette amont 13b et l’ailette aval 13b, et un becquet aval 21 faisant saillie longitudinalement vers aval depuis l’ailette aval 13b.
Selon le second mode de réalisation illustré sur les figures 6 et 7, le bord d’attaque 17 du profil aérodynamique de chacune des ailettes 13b est à fleur du flanc mâle 11 et le bord de fuite 18 du profil aérodynamique de chacune des ailettes 13b est à fleur du flanc femelle 12. Le profil aérodynamique de chacune des ailettes 13b est constant suivant l’axe radial R. La face intrados 15 de chacun des profils aérodynamiques est orientée vers l’amont. L’écoulement de gaz E2 génère sur chacune des ailettes 13b une force aérodynamique de portance P dirigée de l’amont vers l’aval, lorsque l’aube 1 est mobile en rotation autour de l’axe X.
Tel qu’illustré sur la figure 7, l’extrémité externe 27 présente une face externe 28 délimitée par un contour fermé et composé d’arêtes 29-33. Le contour de la face externe 28 comprend plus précisément une arête d’attaque 29 longitudinale dans le prolongement radial du bord d’attaque 17 et une arête de fuite 30 longitudinale dans le prolongement radial du bord de fuite 18. L’arête d’attaque 29 présente une longueur supérieure à celle de l’arête de fuite 30. L’arête d’attaque 29 est reliée à l’arête de fuite 30, d’une part, par une arête rectiligne 31 tangentielle, et d’autre part, par une suite d’arêtes 32, 33 comportant deux arêtes rectilignes 32 tangentielles connectées via une arête inclinée 33. La largeur de la face externe 28 diminue depuis l’arête d’attaque 29 jusqu’à l’arête de fuite 30.
Avantageusement, tel qu’illustré sur la figure 7, la hauteur radiale H du profil aérodynamique de chaque ailette combinée 13b est supérieure ou égale à 5 mm et inférieure ou égale à 15 mm. La haute radiale H du profil aérodynamique est égale à la hauteur radiale du bord d’attaque 17.
Les caractéristiques géométriques et dimensionnelles énoncées dans la suite de la description sont compatibles avec les premier et second modes de réalisation.
Selon les modes de réalisation illustrés sur les figures et en référence à la figure 8, la corde C du profil aérodynamique de chaque ailette 13a, 13b est comprise entre 15 mm et 50 mm. La corde C est mesurée dans le plan P1 perpendiculaire à l’axe radial R. La corde représente la distance linéaire entre le bord d'attaque 17 et le bord de fuite 18.
Selon les modes de réalisation illustrés sur les figures et en référence à la figure 8, l’épaisseur Ep maximale du profil aérodynamique de chaque ailette 13a, 13b est comprise entre 1 mm et 3 mm. L’épaisseur Ep est mesurée dans le plan P1 perpendiculaire à l’axe radial R. L’épaisseur maximale est plus communément appelée l’épaisseur au maître couple.
Selon les modes de réalisation illustrés sur les figures et en référence à la figure 8, l’angle de calage A du profil aérodynamique de chaque ailette 13a, 13b est compris entre 0° et 30°. L’angle de calage A correspond à l’angle aigu entre la corde du profil aérodynamique de l’ailette 13a, 13b et un plan de rotation P2 perpendiculaire à l’axe longitudinal X. L’angle de calage A est mesuré dans un plan P1 perpendiculaire audit axe radial R. L’angle de calage A peut être constant ou évolutif suivant l’axe radial R. Le calage est défini en tenant compte d’éventuelles déformations en rotation du talon autour de l’axe radial R (vrillage de l’aube).
Selon les modes de réalisation illustrés sur les figures, les ailettes d’une même aube 1 présentent des caractéristiques dimensionnelles et géométriques identiques. Les caractéristiques dimensionnelles et géométriques de chacune des ailettes pourraient être différentes.
L’aube 1 est par exemple réalisée via un procédé comprenant premièrement l’obtention d’une aube brute de fonderie via un procédé de moulage en cire perdue, et deuxièmement diverses opérations d’usinage réalisées sur l’aube brute afin d’obtenir une aube présentant des cotes définitives telles que détaillées sur le dessin de définition. Les ailettes peuvent être obtenues en fonderie ou lors d’une opération ultérieure d’usinage.
Claims (14)
- Aube (1) pour une roue (2) d’une turbomachine (3) d’aéronef, ladite aube (1) étant apte à être mise en rotation autour d’un axe longitudinal (X), ladite aube (1) comportant une pale aérodynamique (4) s’étendant suivant un axe radial d’empilement (R) et un talon externe (8) délimitant ladite pale (4) suivant ledit axe radial (R), ledit talon (8) comportant une plateforme (9), ladite aube (1) étant élastiquement déformable entre un état non déformé et un état déformé, caractérisée en ce que le talon (8) comprend au moins une ailette (13a, 13b) en saillie suivant ledit axe radial (R) depuis une surface externe (14) de ladite plateforme (9), ladite ailette (13a, 13b) présentant un profil aérodynamique suivant un axe tangentiel (T), ladite ailette (13a, 13b) présentant une face intrados (15) et une face extrados (16) reliées l’une à l’autre par un bord d’attaque (17) et un bord de fuite (18), ladite ailette (13a, 13b) étant configurée pour qu’un écoulement de gaz (E2) autour de ladite ailette (13a, 13b) génère une force aérodynamique de portance (P) sur ladite ailette (13a, 13b) lorsque l’aube (1) est mobile en rotation, ladite force aérodynamique de portance (P) permettant de redresser longitudinalement ladite aube (1) dans son état non déformé.
- Aube (1) selon la revendication 1, caractérisée en ce que l’aube (1) est mobile en rotation autour de l’axe longitudinal (X) suivant un sens de rotation (S) défini tangentiellement depuis ledit bord de fuite (18) de ladite ailette (13a, 13b) vers ledit bord d’attaque (17) de ladite ailette (13a, 13b).
- Aube (1) selon l’une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la plateforme (9) est délimitée latéralement par un flanc mâle (11) apte à s’introduire dans un flanc femelle d’une aube adjacente et un flanc femelle (12) apte à recevoir un flanc mâle d’une aube adjacente, ledit bord d’attaque (17) de ladite ailette (13a, 13b) étant disposé du côté du flanc mâle (11) et le bord de fuite (18) de ladite ailette (13a, 13b) étant disposé du côté du flanc femelle (12).
- Aube (1) selon l’une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la corde (C) du profil aérodynamique de ladite ailette (13a, 13b) est comprise entre 15 mm et 50 mm, ladite corde (C) étant mesurée dans un plan (P1) perpendiculaire audit axe radial (R).
- Aube (1) selon l’une des revendications précédentes, caractérisée en ce que l’épaisseur (Ep) maximale du profil aérodynamique de ladite ailette (13a, 13b) est comprise entre 1 mm et 3 mm, ladite épaisseur (Ep) étant mesurée dans un plan (P1) perpendiculaire audit axe radial (R).
- Aube (1) selon l’une des revendications précédentes, caractérisée en ce que l’angle de calage (A) dudit profil aérodynamique de ladite ailette (13a, 13b) est compris entre 0° et 30°, ledit angle de calage (A) correspondant à l’angle aigu entre la corde du profil aérodynamique de ladite ailette (13a, 13b) et un plan de rotation (P2) perpendiculaire audit axe longitudinal (X), ledit angle de calage (A) étant mesuré dans un plan (P1) perpendiculaire audit axe radial (R).
- Aube (1) selon l’une des revendications précédentes, caractérisée en ce que ladite ailette (13a) fait saillie suivant ledit axe radial (R) depuis :
- soit un becquet amont (19) de ladite plateforme (9), ledit becquet amont (19) faisant saillie longitudinalement vers l’amont depuis une léchette amont (22) ;
- soit un becquet aval (21) de ladite plateforme (9), ledit becquet aval (21) faisant saillie longitudinalement vers l’aval depuis une léchette aval (23) ;
- soit un plateau central (20) de ladite plateforme (9), ledit plateau central (20) étant délimité longitudinalement par une léchette amont (22) et une léchette aval (23). - Aube (1) selon l’une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que ladite ailette (13b) est configurée pour réaliser une étanchéité avec un stator situé en regard.
- Aube (1) selon la revendication 8, caractérisée en ce que ladite ailette (13b) comprend une extrémité externe libre (27) configurée pour coopérer avec un bloc de matière abradable porté par ledit stator.
- Aube (1) selon la revendication 9, caractérisée en ce que ladite extrémité externe (27) comprend une arête d’attaque (29) longitudinale dans le prolongement radial du bord d’attaque (17).
- Aube (1) selon l’une des revendications 9 ou 10, caractérisée en ce que ladite extrémité externe (27) comprend une arête de fuite (30) longitudinale dans le prolongement radial du bord de fuite (18).
- Aube (1) selon l’une des revendications 9 à 11, caractérisée en ce que la hauteur radiale (H) du profil aérodynamique de ladite ailette (13b) est supérieure ou égale à 5 mm et inférieure ou égale à 15 mm.
- Roue (2) pour une turbomachine (3) d’aéronef, comportant un disque portant à sa périphérie une rangée annulaire d’aubes (1) selon l’une des revendications précédentes.
- Turbomachine (3) d’aéronef comportant une aube (1) selon l’une des revendications 1 à 12 ou une roue (2) selon la revendication 13.
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|---|---|---|---|
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| FR3092864B1 FR3092864B1 (fr) | 2021-01-29 |
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| FR (1) | FR3092864B1 (fr) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2021059997A (ja) * | 2019-10-04 | 2021-04-15 | 三菱重工業株式会社 | 動翼、及びこれを備えている軸流回転機械 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| EP2302169A2 (fr) * | 2009-09-23 | 2011-03-30 | General Electric Company | Contrôle de jeu des extrémités des aubes d'un rotor |
| WO2014135782A1 (fr) * | 2013-03-07 | 2014-09-12 | Snecma | Procede de fabrication d'une aube de rotor pour une turbomachine |
| WO2014137479A1 (fr) * | 2013-03-07 | 2014-09-12 | Shaffer Don L | Aubes carénées de moteur à turbine à gaz et procédés correspondants |
-
2019
- 2019-02-19 FR FR1901639A patent/FR3092864B1/fr active Active
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR3092864B1 (fr) | 2021-01-29 |
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