FR3138468A1 - Bouclier de bord d’attaque metallique pour aube de turbomachine, aube de turbomachine, procede de fabrication et d’utilisation - Google Patents

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Hugo CARTRON
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Abstract

Bouclier (40) de bord d’attaque métallique pour aube (34) de turbomachine, le bouclier (40) s’étendant selon une direction longitudinale entre un pied de bouclier et une tête de bouclier, le bouclier (40) comprenant une ailette intrados (40A), une ailette extrados (40B) et une section centrale (40D) plus épaisse, destinée à chevaucher un bord d’attaque (36C) d’un corps d’aube (36) et reliant l’ailette intrados (40A) et l’ailette extrados (40B), la section centrale (40D) comprenant une pluralité de canaux (44) s’étendant selon la direction longitudinale du pied de bouclier à la tête de bouclier. Aube comprenant le bouclier, procédé de fabrication du bouclier et procédé de dégivrage. Figure pour l’abrégé : Fig. 2

Description

BOUCLIER DE BORD D’ATTAQUE METALLIQUE POUR AUBE DE TURBOMACHINE, AUBE DE TURBOMACHINE, PROCEDE DE FABRICATION ET D’UTILISATION
Le présent exposé concerne le dégivrage d’un moteur pour aéronef et en particulier, un bouclier de bord d’attaque métallique pour aube de turbomachine, par exemple des aubes fixes ou des aubes tournantes.
On entend par dégivrage aussi bien le fait d’éviter la formation de glace (antigivrage) dans des parties du moteur que le fait de retirer de la glace (dégivrage) qui aurait pu s’y former.
On connait de FR3034145 un moteur d’aéronef comprenant un étage de compression dont des aubes directrices sont creuses et permettent la circulation dans le corps d’aube d’air chaud. Grâce à la circulation d’air chaud dans le corps d’aube, c’est-à-dire dans la pièce à dégivrer, il est possible d’éviter la formation de glace dans le compresseur et/ou de retirer la glace qui aurait pu s’y former.
On entend par aubes tournantes tant les aubes de soufflante que les pales d’hélice aérienne ou les aubes mobiles de compresseur. On entend par aubes fixes tant les aubes directrices de soufflante que les aubes directrices de compresseur.
Afin de limiter leur poids, ces aubes sont typiquement en composite à matrice en polymère renforcée par des fibres de carbone.
Le système de dégivrage par circulation d’air chaud dans le corps d’aube creuse n’est pas adapté à des aubes dont le corps d’aube est en composite à matrice en polymère renforcée par des fibres de carbone.
Pour les aubes dont le corps d’aube est en composite à matrice en polymère renforcée par des fibres de carbone sans bouclier de bord d’attaque, on connait des systèmes de dégivrage qui comprennent une couche chauffante sur la surface de la pièce, communément appelée « tapis chauffant ». Cette couche chauffante est en réalité composée de multiples couches, dont certaines sont conductrices et d’autres isolantes. Ce tapis chauffant permet de réchauffer l’aube par effet Joule en faisant circuler un courant électrique dans de multiples couches de fils conducteurs des couches conductrices séparées par des couches isolantes. Toutefois, cette solution présente des inconvénients, tels qu’une grande consommation d’énergie en mode dégivrage (en comparaison du mode antigivrage), le tapis chauffant présente également une surépaisseur sur la pièce qui est de forme moins régulière que la pièce structurelle.
Bien que les matériaux utilisés pour les aubes dont le corps d’aube est en composite à matrice en polymère renforcée par des fibres de carbone présentent des qualités mécaniques généralement très favorables, en particulier par rapport à leur masse, ils sont soumis à l’érosion et à des impacts avec des corps étrangers (graviers de la piste de décollage, grêlons, oiseaux, etc.), qui peuvent générer notamment des phénomènes de délaminage au sein du matériau.
Des boucliers, typiquement en matériau métallique hautement résistant, comme les alliages de titane, sont donc normalement installés sur les bords d’attaque de telles aubes, afin de les protéger contre ces impacts. Ces boucliers prennent normalement la forme d’une fine ailette intrados et une fine ailette extrados jointes par une section plus épaisse chevauchant le bord d’attaque, l’ensemble épousant la forme de l’aube sur le bord d’attaque et des sections adjacentes de l’intrados et de l’extrados. Les ailettes intrados et extrados s’étendent sur ces sections de, respectivement, l’intrados et l’extrados de l’aube, et servent principalement à assurer le positionnement et la fixation du bouclier sur le bord d’attaque.
De tels boucliers de bord d’attaque sont typiquement destinés à protéger les bords d’attaque d’aubes tournantes ou fixes contre les impacts.
Ces boucliers augmentent la quantité de matériau métallique présente et augmentent donc la consommation électrique nécessaire lors d’un chauffage par effet Joule.
En outre, l’ajout d’un tapis chauffant entre l’aube et le bouclier peut être source de difficultés supplémentaires, notamment lors de la production de l’aube. Cet ajout peut également être à l’origine d’une moins bonne tenue mécanique entre le bouclier et l’aube, ce qui n’est pas souhaitable.
Il demeure donc désirable de trouver une solution de dégivrage d’une aube comprenant un bouclier métallique qui consommerait moins d’énergie que les tapis chauffants de l’art antérieur.
Le présent exposé vise à remédier au moins en partie à ces inconvénients.
A cet effet, le présent exposé concerne un bouclier de bord d’attaque métallique pour aube de turbomachine, le bouclier s’étendant selon une direction longitudinale entre un pied de bouclier et une tête de bouclier, le bouclier comprenant une ailette intrados, une ailette extrados et une section centrale plus épaisse, destinée à chevaucher un bord d’attaque d’un corps d’aube et reliant l’ailette intrados et l’ailette extrados, la section centrale comprenant une pluralité de canaux s’étendant selon la direction longitudinale du pied de bouclier à la tête de bouclier.
Grâce à la présence des canaux dans la section centrale du bouclier, il est possible de faire circuler un fluide chauffant le long du bouclier et ainsi dégivrer et/ou empêcher la formation de givre sur l’aube (antigivrage). A titre d’exemple non limitatif, le fluide chauffant peut être un gaz chaud, provenant d’une partie de la turbomachine, par exemple provenant d’un compresseur de la turbomachine. A titre d’exemple non limitatif, le fluide chauffant peut être de l’eau, du kérosène ou un fluide caloporteur.
On comprend que lorsque le bouclier de bord d’attaque est assemblé sur un corps d’aube, et que l’aube ainsi formée est montée dans une turbomachine, la direction longitudinale du bouclier correspond à la direction radiale de la turbomachine.
Dans certains modes de réalisation, la section centrale comprend une zone sacrificielle, la zone sacrificielle étant exempte de canaux.
La zone sacrificielle correspond à la zone du bouclier qui peut être érodée lors du fonctionnement de la turbomachine lorsque le bouclier est assemblé sur un corps d’aube et que l’aube ainsi formée est montée dans une turbomachine. Cela permet de réduire les risques que des canaux soient exposés lors de l’usure du bouclier.
Dans certains modes de réalisation, une distance minimale entre deux canaux est supérieure ou égale à 1,5 fois un diamètre d’un cercle circonscrivant une section transversale maximale du plus large des deux canaux.
Cela permet de réduire les risques de rupture du bouclier au niveau des canaux.
Dans certains modes de réalisation, une distance minimale entre un canal et une surface extérieure du bouclier est supérieure ou égale à 1,5 fois un diamètre d’un cercle circonscrivant une section transversale maximale du canal.
Cela permet de réduire les risques de rupture du bouclier au niveau des canaux.
On comprend que lorsque le bouclier comprend une zone sacrificielle, la surface extérieure du bouclier est la surface après usure.
Dans certains modes de réalisation, lorsque trois canaux sont alignés, la distance minimale entre les trois canaux, pris deux à deux, est supérieure ou égale à 3 fois un diamètre d’un cercle circonscrivant une section transversale maximale du plus large des canaux.
On comprend qu’il est préférable d’éviter d’aligner trois canaux. Toutefois, lorsque trois canaux sont alignés, il est préférable de les espacer ainsi pour réduire les risques de rupture du bouclier au niveau des canaux.
Dans certains modes de réalisation, la pluralité de canaux comprend au moins une jonction ou une bifurcation entre le pied de bouclier et la tête de bouclier.
On peut ainsi dédoubler certains canaux en partant du pied du bouclier vers la tête du bouclier ou vice versa. Par exemple, un canal en pied de bouclier peut se scinder en deux canaux qui déboucheront en tête de bouclier ou deux canaux en pied de bouclier peuvent se rejoindre en un seul débouchant en tête de bouclier.
Dans certains modes de réalisation, une section transversale d’au moins un des canaux diminue à une extrémité de canal débouchant au pied de bouclier ou à la tête de bouclier.
On peut ainsi accélerer l’écoulement du fluide chauffant à cette extrémité pour faciliter son incorporation au flux d’air environnant lors de sa sortie du canal.
Le présent exposé concerne également une aube de turbomachine comprenant un corps d’aube en matériau composite à matrice organique renforcée par des fibres et un bouclier tel que défini précédemment, le bouclier étant assemblé sur le corps d’aube.
On comprend que le corps d’aube comprend un extrados et un intrados reliés par un bord d’attaque du corps d’aube. Lorsque le bouclier est assemblé sur le corps d’aube, l’ailette intrados du bouclier est fixée sur l’intrados du corps d’aube, l’ailette extrados du bouclier est fixée sur l’extrados du corps d’aube et la section centrale chevauche le bord d’attaque du corps d’aube.
L’aube peut être une aube fixe ou une aube tournante.
Le présent exposé concerne également un procédé de fabrication d’un bouclier tel que défini précédemment, comprenant une étape de formation de noyaux en matériau fugitif, une étape de formation du bouclier, et une étape de suppression des noyaux pour former les canaux.
L’étape de suppression des noyaux peut être effectuée, par exemple, par solubilisation ou fusion, et peut être suivie d’une étape de parachèvement et de finition du bouclier.
L’étape de formation du bouclier peut comprendre plusieurs étapes.
A titre d’exemple non limitatif, lorsque le bouclier est fabriqué par un procédé d’électrodéposition, l’étape de formation du bouclier peut comprend une sous-étape de positionnement des noyaux en matériau fugitif dans un outillage spécifique d’électrodéposition, une sous-étape d’électrodéposition de la matière métallique autour des noyaux en matériau fugitif et d’un mandrin définissant la forme intérieure du bouclier, destinée à recevoir le bord d’attaque de la pale, une sous-étape de démoulage et d’ébavurage du bouclier brut comprenant les noyaux en matériau fugitif.
A titre d’exemple non limitatif, lorsque le bouclier est fabriqué par coulée en moule carapace, l’étape de formation du bouclier peut comprend une sous-étape de positionnement des noyaux en matériau fugitif dans une matrice en cire, une sous-étape de formation du moule carapace autour de la matrice en cire, une sous-étape de fusion de la cire, une sous-étape de coulée du métal en fusion, une sous-étape de refroidissement et une sous-étape de démoulage du bouclier brut comprenant les noyaux en matériau fugitif.
A titre d’exemple non limitatif, lorsque le bouclier est fabriqué par soudure de tôles métalliques, l’étape de formation du bouclier peut comprend une sous-étape d’empilage des tôles métalliques alternés avec les noyaux en matériau fugitif, une sous-étape de compactage des tôles et de soudure par soudage-diffusion ou par soudure par faisceau d’électrons pour obtenir un bouclier brut comprenant les noyaux en matériau fugitif.
Le présent exposé concerne également un procédé de fabrication d’un bouclier tel que défini précédemment, le bouclier étant obtenu par un procédé de fabrication additive, par exemple par fusion sélective sur lit de poudre.
Le présent exposé concerne également un procédé de dégivrage ou d’antigivrage d’une turbomachine comprenant une aube telle que définie précédemment, le procédé comprenant une étape de circulation d’un fluide chauffant dans les canaux du bouclier.
Dans certains modes de réalisation, le fluide chauffant peut être un gaz chaud prélevé sur un compresseur de la turbomachine. Alternativement, toutefois, le procédé peut comprendre une étape de réchauffement du fluide chauffant dans un échangeur de chaleur avant sa circulation dans les canaux du bouclier. Le fluide chauffant pourrait alors être un fluide caloporteur tel que, par exemple, un lubrifiant ou un carburant de la turbomachine, voire même circuler en circuit fermé entre l’échangeur de chaleur et les canaux du bouclier.
D'autres caractéristiques et avantages de l'objet du présent exposé ressortiront de la description suivante de modes de réalisation, donnés à titre d'exemples non limitatifs, en référence aux figures annexées.
La est une vue schématique en coupe longitudinale d’une turbomachine.
La est une vue en coupe schématique d’une aube comprenant un bouclier de bord d’attaque selon un premier mode de réalisation.
La une vue schématique en perspective d’un bouclier de bord d’attaque selon un deuxième mode de réalisation.
La est une vue en coupe schématique d’un bouclier de bord d’attaque selon un troisième mode de réalisation.
La est une vue schématique d’un bouclier de bord d’attaque et d’un circuit de dégivrage selon un quatrième mode de réalisation.
La est un ordinogramme représentant les étapes d’un procédé de fabrication du bouclier de bord d’attaque.
La est une vue de détail d’une extrémité d’un canal du bouclier de bord d’attaque suivant l’un quelconque des premier à troisième modes de réalisation.
Sur l’ensemble des figures, les éléments en commun sont repérés par des références numériques identiques.
 Description détaillée
La représente en coupe selon un plan vertical passant par son axe principal A, un turboréacteur à double flux 10 qui est un exemple de turbomachine. Le turboréacteur à double flux 10 comporte, d’amont en aval selon la circulation du flux d’air F, une soufflante 12, un compresseur basse pression 14, un compresseur haute pression 16, une chambre de combustion 18, une turbine haute pression 20, et une turbine basse pression 22.
Les termes « amont » et « aval » sont définis par rapport au sens de circulation de l'air dans la turbomachine, dans le cas d’espèce, selon la circulation du flux d’air F dans le turboréacteur 10.
Le turboréacteur 10 comporte un carter de soufflante 24 prolongé vers l'arrière, c’est-à-dire vers l’aval, par un carter intermédiaire 26, comprenant une virole externe 28 ainsi qu'une virole interne 30 parallèle et disposée, selon une direction radiale R, intérieurement par rapport à la virole externe 28. La direction radiale R est perpendiculaire à l’axe principal A.
Les termes « externe » et « interne » sont définis par rapport à la direction radiale R de sorte que la partie interne d'un élément est, suivant la direction radiale, plus proche de l'axe principal A que la partie externe du même élément.
Le carter intermédiaire 26 comprend en outre des bras structuraux 32 répartis circonférentiellement et s'étendant radialement entre la virole interne 30 jusqu'à la virole externe 28. Par exemple, les bras structuraux 32 sont boulonnés sur la virole externe 28 et sur la virole interne 30. Les bras structuraux 32 permettent de rigidifier la structure du carter intermédiaire 26, quoiqu’ils peuvent aussi former des aubes fixes avec une fonction aérodynamique de redressement de l’écoulement sortant de la soufflante 12. Alternativement toutefois, le turboréacteur pourrait comprendre un ensemble d’aubes fixes, dissocié des bras structuraux 32, formant un redresseur d’écoulement en aval de la soufflante 12.
Chacun des compresseurs basse et haute pression 14, 16 et des turbines haute et basse pression 20, 22 comprend une pluralité de roues à aubes qui forment leurs rotors respectifs.
L’axe principal A est l’axe de rotation de la soufflante 12 et des rotors des compresseurs basse et haute pression 14, 16 et des turbines haute et basse pression 20, 22. Cet axe principal A est donc parallèle à la direction axiale.
La une vue en coupe schématique partielle d’une aube 34 comprenant un bouclier 40 de bord d’attaque selon un premier mode de réalisation. L’aube 34 peut notamment être une aube de la soufflante 12, une aube fixe de redressement de l’écoulement de la soufflante 12 formée par un bras structural 32 ou dissociée de ceux-ci, ou une aube fixe ou rotative du compresseur basse pression 14.
L’aube 34 comprend un corps d’aube 36 en matériau composite à matrice organique renforcée par des fibres, et notamment des fibres de carbone, quoique d’autres matériaux de renfort tels que par exemple le PPD-T (aussi connu sous les marques Kevlar®et Twaron®), ou l’UHMPE (aussi connu sous les marques Spectra®et Dyneema®) sont également envisageables.
Sur la vue schématique partielle de la , le corps d’aube 36 comprend un intrados 36A et un extrados 36B reliés par un bord d’attaque 36C du corps d’aube 36.
Le bouclier 40 de bord d’attaque métallique comprend une ailette intrados 40A et une ailette extrados 40B et une section centrale 40D plus épaisse reliant l’ailette intrados 40A et l’ailette extrados 40B. La section centrale 40D comprend un bord d’attaque 40C du bouclier 40.
A titre d’exemple non limitatif, le bouclier 40 peut être en alliage à base de titane.
Lorsque le bouclier 40 est assemblé sur le corps d’aube 36, l’ailette intrados 40A du bouclier 40 est fixée sur l’intrados 36A du corps d’aube 36, l’ailette extrados 40B du bouclier 40 est fixée sur l’extrados 36B du corps d’aube 36 et la section centrale 40D chevauche le bord d’attaque 36C du corps d’aube 36.
Sur la , le bouclier 40 est assemblé par collage avec un film de colle 38 sur le corps d’aube 36.
Comme on peut le voir dans le mode de réalisation de la , la section centrale 40D comprend une pluralité de canaux 44. Dans le mode de réalisation de la , les canaux 44 présentent des diamètres qui sont tous égaux les uns avec les autres et les canaux 44 sont répartis dans la section centrale 40D du bouclier 40 de sorte que trois canaux 44 ne sont pas alignés, c’est-à-dire que trois canaux 44 ne forment pas une ligne droite ou qu’une ligne droite ne passe pas par le centre de trois canaux 44.
Dans le mode de réalisation de la , on a représenté par la ligne en pointillé 42, la limite maximale d’érosion du bouclier en service, c’est-à-dire quand le bouclier est assemblé sur un corps d’aube, l’aube étant montée dans une turbomachine et la turbomachine fonctionnant. Cette ligne en pointillé 42 délimite, avec le bord 40C d’attaque 40C du bouclier 40, une zone sacrificielle 50.
Dans le mode de réalisation de la , la zone sacrificielle 50 est exempte de canaux. On comprend que les canaux 40 sont disposés dans la section centrale 40D, hors de la zone sacrificielle 50, à une distance supérieure ou égale à 1,5 le diamètre des canaux 44 par rapport à la ligne en pointillé 42, c’est-à-dire à une distance supérieure ou égale à 1,5 le diamètre des canaux 44 par rapport à la zone sacrificielle 50.
Comme on peut le voir sur la , le bouclier 40 comprend un pied 46 de bouclier et une tête 48 de bouclier et les canaux 44 s’étendent du pied 46 de bouclier à la tête 48 de bouclier, c’est-à-dire que les canaux 44 traversent tout le bouclier 40 du pied 46 de bouclier à la tête 48 de bouclier selon la direction longitudinale du bouclier 40 qui correspond à la direction radiale R de la turbomachine quand le bouclier 40 est assemblé sur un corps d’aube 36 et que l’aube 34 ainsi formée est montée dans la turbomachine 10.
La représente un autre mode de réalisation du bouclier 40. La différence avec les boucliers 40 des figures 2 et 3 est la répartition géométrique et le diamètre des canaux 44.
La représente encore un autre mode de réalisation du bouclier 40, dans lequel les canaux 44 ne sont pas droits, comme dans les modes de réalisation des figures 2 à 4, mais coudés de manière à former des serpentins. Dans le mode de réalisation illustré, les canaux 44 sont coudés du côté de la tête de bouclier 48, de manière à entrer dans le bouclier 40 et en ressortir par le pied de bouclier 46. Néanmoins, il est également envisageable que les canaux 44 soient à l’inverse coudés du côté du pied de bouclier 46, de manière à entrer dans le bouclier 40 et en ressortir par la tête de bouclier 48.
Le bouclier 40 de bord d’attaque peut être fabriqué par un procédé de fabrication additive, par exemple par fabrication additive par fusion sélective sur lit de poudre.
Comme illustré sur la , le bouclier 40 de bord d’attaque peut être fabriqué par un procédé 100 qui comprend une étape de formation de noyaux 102 en matériau fugitif, une étape de formation du bouclier 104, et une étape de suppression des noyaux 106 pour former les canaux.
On comprend que les noyaux 102sont destinés à former les canaux 44 dans le bouclier 40. Aussi, la forme et les dimensions des noyaux 102 est fonction de la forme et de la taille des canaux 44. Le matériau fugitif des noyaux peut notamment être céramique.
L’étape de formation du bouclier 104 peut comprendre plusieurs étapes.
A titre d’exemple non limitatif, lorsque le bouclier 40 est fabriqué par un procédé d’électrodéposition, l’étape de formation du bouclier 104 peut comprend une sous-étape de positionnement des noyaux en matériau céramique dans un outillage spécifique d’électrodéposition, une sous-étape d’électrodéposition de la matière métallique autour des noyaux en matériau céramique et d’un mandrin définissant la forme du bouclier, une sous-étape de démoulage et d’ébavurage du bouclier brut comprenant les noyaux en matériau céramique.
La suppression des noyaux 106 peut notamment s’effectuer par solubilisation. Après l’étape de suppression des noyaux 106, le procédé 100 peut comprendre une étape de parachèvement et de finition du bouclier 108.
Le procédé de dégivrage ou d’antigivrage de la turbomachine 10 comprenant une aube 34 comprenant le bouclier 40 assemblé sur le corps d’aube 36 comprend une étape de circulation d’un fluide chauffant dans les canaux 44 du bouclier 40.
A titre d’exemple non limitatif, le fluide chauffant peut être un gaz chaud provenant du compresseur de la turbomachine 10 et qui est amené en pied de bouclier 46. Ce gaz chaud peut alors circuler vers la tête de bouclier 48 à travers les canaux 44, et en ressortir vers l’extérieur à la tête de bouclier 48, à travers des extrémités 45 des canaux 44. Comme illustré sur la , chaque canal 44 peut être fuselé vers son extrémité 45 respective, de manière à accélérer l’écoulement du gaz chaud avant sa sortie par l’extrémité 45, et ainsi faciliter son incorporation dans le flux d’air environnant. Pour cela, le canal 44 peut comprendre un segment principal 44a de diamètre D, un segment de sortie 44c, adjacent à l’extrémité 45, de longueur Hset diamètre d inférieur au diamètre D, et un segment fuselé 44b, interposé entre le segment principal 44a et le segment de sortie 44c, de longueur Ht. Le diamètre d peut notamment être supérieur à 0,2 fois le diamètre D, et en particulier être environ la moitié du diamètre D. La longueur Hspeut être par exemple environ le double du diamètre d et la longueur Htpeut être par exemple environ le double du diamètre D.
Il est toutefois aussi envisageable que le fluide chauffant soit un autre fluide caloporteur, tel que par exemple un lubrifiant ou un carburant de la turbomachine 10, circulant par les canaux 44 après avoir été réchauffé dans un échangeur de chaleur 49. Comme illustré sur la , le fluide chauffant peut circuler en circuit fermé, retournant vers l’échangeur de chaleur 49 après son passage par les canaux 44, dans une circulation qui peut être impulsée par une pompe 51.
Quoique le présent exposé ait été décrit en se référant à un exemple de réalisation spécifique, il est évident que des différentes modifications et changements peuvent être effectués sur ces exemples sans sortir de la portée générale de l'invention telle que définie par les revendications. Par exemple, bien que la turbomachine illustrée soit un turboréacteur à double flux avec soufflante carénée, l’invention serait aussi applicable à d’autres types de turbomachines, comme par exemple les turboréacteurs à soufflante non carénée, les turbopropulseurs, ou les turbomoteurs. Par ailleurs, bien que les canaux illustrés soient à section transversale circulaire, d’autres formes de section transversale, comme par exemple ovale ou polygonale, sont également envisageables. En outre, des caractéristiques individuelles des différents modes de réalisation évoqués peuvent être combinées dans des modes de réalisation additionnels. Par conséquent, la description et les dessins doivent être considérés dans un sens illustratif plutôt que restrictif.

Claims (13)

  1. Bouclier (40) de bord d’attaque métallique pour aube (34) de turbomachine (10), le bouclier (40) s’étendant selon une direction longitudinale entre un pied de bouclier (46) et une tête de bouclier (48), le bouclier (40) comprenant une ailette intrados (40A), une ailette extrados (40B) et une section centrale (40D) plus épaisse, destinée à chevaucher un bord d’attaque (36C) d’un corps d’aube (36) et reliant l’ailette intrados (40A) et l’ailette extrados (40B), la section centrale (40D) comprenant une pluralité de canaux (44) s’étendant selon la direction longitudinale du pied de bouclier (46) à la tête de bouclier (48).
  2. Bouclier (40) selon la revendication 1, dans lequel la section centrale (40D) comprend une zone sacrificielle (50), la zone sacrificielle (50) étant exempte de canaux.
  3. Bouclier (40) selon la revendication 1 ou 2, dans lequel une distance minimale entre deux canaux (44) est supérieure ou égale à 1,5 fois un diamètre d’un cercle circonscrivant une section transversale maximale du plus large des deux canaux.
  4. Bouclier (40) selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel une distance minimale entre un canal (44) et une surface extérieure du bouclier est supérieure ou égale à 1,5 fois un diamètre d’un cercle circonscrivant une section transversale maximale du canal.
  5. Bouclier (40) selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel, lorsque trois canaux sont alignés, la distance minimale entre les trois canaux, pris deux à deux, est supérieure ou égale à 3 fois un diamètre d’un cercle circonscrivant une section transversale maximale du plus large des canaux.
  6. Bouclier (40) selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel la pluralité de canaux comprend au moins une jonction ou une bifurcation entre le pied de bouclier (46) et la tête de bouclier (48).
  7. Bouclier (40) selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel au moins un des canaux (44) soit fuselé vers une extrémité (45) débouchant au pied de bouclier (46) ou à la tête de bouclier (48).
  8. Aube (34) de turbomachine (10) comprenant un corps d’aube (36) en matériau composite à matrice organique renforcée par des fibres et un bouclier (40) selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, le bouclier (40) étant assemblé sur le corps d’aube (36).
  9. Procédé (100) de fabrication du bouclier (40) selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, comprenant une étape de formation de noyaux (102) en matériau fugitif , une étape de formation du bouclier (104), et une étape de suppression des noyaux (106) pour former les canaux (44).
  10. Procédé de fabrication du bouclier (40) selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, le bouclier (40) étant obtenu par un procédé de fabrication additive.
  11. Procédé de dégivrage ou d’antigivrage d’une turbomachine (10) comprenant l’aube (34) selon la revendication 8, le procédé comprenant une étape de circulation d’un fluide chauffant dans les canaux (44) du bouclier (40).
  12. Procédé de dégivrage ou d’antigivrage selon la revendication 11, dans lequel le fluide chauffant est un gaz chaud prélevé sur un compresseur de la turbomachine (10).
  13. Procédé de dégivrage ou d’antigivrage selon la revendication 11, comprenant une étape de réchauffement du fluide chauffant dans un échangeur de chaleur (49) avant sa circulation dans les canaux (44) du bouclier (40).
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4944655A (en) * 1988-05-10 1990-07-31 Mtu Motoren- Und Turbinen-Union Munich Gmbh Propeller blade of a fiber-reinforced plastic material
FR2967646A1 (fr) * 2010-11-19 2012-05-25 Snecma Pale pour une helice de turbomachine
FR3034145A1 (fr) 2015-03-26 2016-09-30 Snecma Etage de compresseur
FR3116573A1 (fr) * 2020-11-20 2022-05-27 Safran Aircraft Engines Aube comprenant un bouclier ayant une conduite de passage d’air de dégivrage

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4944655A (en) * 1988-05-10 1990-07-31 Mtu Motoren- Und Turbinen-Union Munich Gmbh Propeller blade of a fiber-reinforced plastic material
FR2967646A1 (fr) * 2010-11-19 2012-05-25 Snecma Pale pour une helice de turbomachine
FR3034145A1 (fr) 2015-03-26 2016-09-30 Snecma Etage de compresseur
FR3116573A1 (fr) * 2020-11-20 2022-05-27 Safran Aircraft Engines Aube comprenant un bouclier ayant une conduite de passage d’air de dégivrage

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