FR3139497A1 - Method for repairing a fan housing - Google Patents
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Abstract
Procédé de réparation d’un carter de soufflante L’invention concerne un procédé de réparation d’un carter de soufflante (1) en métal présentant au moins un dommage (d) sur une surface circonférentielle interne (10i) ou externe dudit carter (1), caractérisé en ce qu’il comprend : - l’enroulement d’une texture fibreuse (100) réalisée par tissage tridimensionnel autour d’une surface circonférentielle (10e) du carter (1) située en vis-à-vis de la surface circonférentielle (10i) présentant le dommage, et - la densification de la texture fibreuse (100) enroulée autour de la surface circonférentielle externe (10e) du carter (1) par formation d’une matrice dans les porosités de la texture fibreuse (100), de sorte à réaliser une ceinture en matériau composite autour du carter (1). Figure pour l’abrégé : Fig. 4Method for repairing a fan casing The invention relates to a method for repairing a fan casing (1) made of metal having at least one damage (d) on an internal (10i) or external circumferential surface of said casing (1). ), characterized in that it comprises: - the winding of a fibrous texture (100) produced by three-dimensional weaving around a circumferential surface (10e) of the casing (1) located opposite the surface circumferential (10i) presenting the damage, and - the densification of the fibrous texture (100) wrapped around the external circumferential surface (10e) of the casing (1) by formation of a matrix in the porosities of the fibrous texture (100) , so as to create a belt of composite material around the casing (1). Figure for abstract: Fig. 4
Description
L’invention concerne la réparation des carters de soufflante de moteur d’avion, et en particulier la réparation des carters de soufflante métalliques.The invention relates to the repair of aircraft engine fan casings, and in particular the repair of metal fan casings.
Comme illustré sur la
Le carter de soufflante 1 est dimensionné de manière à supporter les impacts d’aubes et de fragments d’aubes sans rupture critique, et de manière à retenir les fragments au sein du carter 1. De ce fait, le carter de soufflante 1 se décompose en trois parties distinctes suivant l’axe du moteur, chacune dimensionnée pour une fonction spécifique : la partie amont 10 qui est située en amont des aubes de soufflante 5, la partie intermédiaire 20 qui est située autour des aubes de soufflante 5, et la partie aval 30 qui est située en aval des aubes de soufflante 5. Lors de la perte d’une aube 5, les parties amont et aval 10 et 30, qui présentent une épaisseur réduite, permettent de contenir respectivement le sommet de l’aube et le pied de l’aube, alors que la partie intermédiaire 20 permet de contenir les fragments d’aube à plus haute énergie.The fan casing 1 is dimensioned so as to withstand the impacts of blades and blade fragments without critical rupture, and so as to retain the fragments within the casing 1. As a result, the fan casing 1 breaks down in three distinct parts along the axis of the engine, each dimensioned for a specific function: the upstream part 10 which is located upstream of the fan blades 5, the intermediate part 20 which is located around the fan blades 5, and the part downstream 30 which is located downstream of the fan blades 5. When a blade 5 is lost, the upstream and downstream parts 10 and 30, which have a reduced thickness, make it possible to respectively contain the top of the blade and the foot of the blade, while the intermediate part 20 makes it possible to contain the blade fragments with higher energy.
Au cours de la vie du moteur d’avion, des dommages apparaissent sur la surface interne du carter de soufflante 1. Ces dommages sont provoqués par les impacts de corps étrangers lors du fonctionnement en vol, mais peuvent également être provoqués par des opérations de manutention au sol ou par des contraintes exercées par les pièces adjacentes audit carter 1. Ces dommages peuvent entraîner des diminutions locales de l’épaisseur du carter 1, en particulier dans la partie amont 10, qui présente alors des zones dans lesquelles l’épaisseur minimale requise pour une bonne rétention n’est plus assurée. Même si les dommages peuvent être réparés par toilage, l’épaisseur du carter 1 reste trop faible pour le remettre en fonctionnement. Le carter de soufflante 1 doit alors être remplacé. Toutefois, certains anciens modèles de carters de soufflante - souvent métalliques - ne sont plus produits et ne peuvent donc être remplacés, ce qui peut conduire au rebut du moteur complet ou du moins à une longue indisponibilité de ce dernier.During the life of the aircraft engine, damage appears on the internal surface of the fan casing 1. This damage is caused by impacts from foreign bodies during flight operation, but can also be caused by handling operations on the ground or by constraints exerted by the parts adjacent to said casing 1. This damage can lead to local reductions in the thickness of the casing 1, in particular in the upstream part 10, which then presents zones in which the minimum thickness required for good retention is no longer guaranteed. Even if the damage can be repaired by covering, the thickness of casing 1 remains too thin to put it back into operation. Blower housing 1 must then be replaced. However, certain old models of fan housings - often metallic - are no longer produced and cannot therefore be replaced, which can lead to the scrapping of the complete engine or at least to a long unavailability of the latter.
Afin de remédier aux problématiques précitées, l’invention propose un procédé de réparation d’un carter de soufflante présentant au moins un dommage sur une surface circonférentielle interne ou externe dudit carter, caractérisé en ce qu’il comprend :In order to remedy the aforementioned problems, the invention proposes a method of repairing a fan casing presenting at least one damage on an internal or external circumferential surface of said casing, characterized in that it comprises:
- l’enroulement d’une texture fibreuse réalisée par tissage tridimensionnel autour d’une surface circonférentielle externe du carter située en vis-à-vis de la surface circonférentielle interne si le dommage est présent sur la surface circonférentielle interne, ou contre une surface circonférentielle interne du carter située en vis-à-vis de la surface circonférentielle externe si le dommage est présent sur la surface circonférentielle externe, et- the winding of a fibrous texture produced by three-dimensional weaving around an external circumferential surface of the casing located opposite the internal circumferential surface if the damage is present on the internal circumferential surface, or against a circumferential surface internal part of the casing located opposite the external circumferential surface if the damage is present on the external circumferential surface, and
- la densification de la texture fibreuse enroulée autour de la surface circonférentielle externe ou contre la surface circonférentielle interne du carter par formation d’une matrice dans les porosités de la texture fibreuse, de sorte à réaliser une ceinture en matériau composite.- the densification of the fibrous texture wrapped around the external circumferential surface or against the internal circumferential surface of the casing by formation of a matrix in the porosities of the fibrous texture, so as to produce a belt of composite material.
Ainsi, la réalisation d’une ceinture en matériau composite sur la surface externe du carter, autour du ou des dommages, permet de restituer les caractéristiques mécaniques de rétention dudit carter et de retrouver une épaisseur suffisante en tout point de la peau du carter. Par conséquent, on restitue sa fonction de rétention audit carter de soufflante. L’utilisation du matériau composite pour la réalisation de la ceinture permet d’apporter d’excellentes caractéristiques mécaniques à ladite ceinture, tout en limitant sa masse.Thus, the production of a belt in composite material on the external surface of the casing, around the damage(s), makes it possible to restore the mechanical retention characteristics of said casing and to find sufficient thickness at all points of the casing skin. Consequently, its retention function is restored to said fan casing. The use of composite material for the production of the belt makes it possible to provide excellent mechanical characteristics to said belt, while limiting its mass.
Ce procédé de réparation présente également l’avantage de pouvoir s’adapter à des dommages sur la surface du carter de différents types et de différentes tailles, et d’être applicable à tous les types de carter de soufflante, y compris les carters de soufflante en métal ou les carters de soufflante anciens. On augmente ainsi le nombre de carters pouvant être réparés, et on limite le nombre de carters endommagés devant être rebutés et remplacés. Dans le cas de modèles anciens de moteur aéronautique, un tel procédé de réparation permet de remettre en service lesdits moteurs aéronautiques même lorsque les carters de soufflante correspondants ne sont plus produits. Ce procédé de réparation est également facile et relativement rapide à mettre en œuvre. Par conséquent, le procédé de réparation permet une réduction des coûts importante.This repair method also has the advantage that it can accommodate damages on the casing surface of different types and sizes, and is applicable to all types of fan casings, including fan casings. metal or old blower housings. This increases the number of casings that can be repaired, and limits the number of damaged casings that must be scrapped and replaced. In the case of older models of aeronautical engines, such a repair process makes it possible to put said aeronautical engines back into service even when the corresponding fan casings are no longer produced. This repair process is also easy and relatively quick to implement. Therefore, the repair process allows for significant cost reduction.
L’invention propose en outre un procédé de réparation d’un carter de soufflante présentant au moins un dommage sur une surface circonférentielle interne dudit carter, caractérisé en ce qu’il comprend :The invention further proposes a method for repairing a fan casing presenting at least one damage on an internal circumferential surface of said casing, characterized in that it comprises:
- l’enroulement d’une texture fibreuse réalisée par tissage tridimensionnel autour d’une surface circonférentielle externe du carter située en vis-à-vis de la surface circonférentielle interne, et- the winding of a fibrous texture produced by three-dimensional weaving around an external circumferential surface of the casing located opposite the internal circumferential surface, and
- la densification de la texture fibreuse enroulée autour de la surface circonférentielle externe du carter par formation d’une matrice dans les porosités de la texture fibreuse, de sorte à réaliser une ceinture en matériau composite autour du carter.- densification of the fibrous texture wrapped around the external circumferential surface of the casing by formation of a matrix in the porosities of the fibrous texture, so as to produce a belt of composite material around the casing.
Lorsque le procédé de réparation est réalisé sur la surface externe du carter, et non sur la surface interne du carter, on s’assure de ne pas modifier l’écoulement de l’air à l’intérieur dudit carter et donc de ne pas modifier les caractéristiques aérodynamiques dudit carter et de la turbomachine.When the repair process is carried out on the external surface of the casing, and not on the internal surface of the casing, we ensure not to modify the flow of air inside said casing and therefore not to modify the aerodynamic characteristics of said casing and the turbomachine.
Selon un mode particulier de réalisation de l’invention, le carter de soufflante est en métal. En effet, l’invention est particulièrement pertinente dans le cas des carters de soufflante en métal, qui ne sont généralement plus produits, alors qu’ils sont sensibles aux dommages sur leur surface interne ou externe et difficile à réparer en conservant un bon compromis entre propriétés mécaniques et masse.According to a particular embodiment of the invention, the fan casing is made of metal. Indeed, the invention is particularly relevant in the case of metal fan casings, which are generally no longer produced, although they are sensitive to damage on their internal or external surface and difficult to repair while maintaining a good compromise between mechanical properties and mass.
Selon un mode particulier de réalisation de l’invention, la densification de la texture fibreuse enroulée comprend :According to a particular embodiment of the invention, the densification of the rolled fibrous texture comprises:
- l’imprégnation de la texture fibreuse enroulée autour de la surface circonférentielle externe ou contre la surface circonférentielle interne du carter par un fluide d’imprégnation comprenant un ou plusieurs précurseurs de matrice, et- the impregnation of the fibrous texture wound around the external circumferential surface or against the internal circumferential surface of the casing by an impregnation fluid comprising one or more matrix precursors, and
- le traitement du ou des précurseurs de matrice de sorte à former une matrice dans les porosités de la texture fibreuse.- the treatment of the matrix precursor(s) so as to form a matrix in the porosities of the fibrous texture.
Ainsi, on enroule une texture fibreuse dite « sèche » autour du carter qui sera imprégnée après enroulement. Une telle texture fibreuse sèche présente une meilleure tenue qu’une stratification de plis pré-imprégnés. En outre, en enroulant une texture fibreuse sèche qui sera ensuite imprégnée, plutôt que d’enrouler une texture fibreuse pré-imprégnée, il est possible d’utiliser des textures fibreuses plus épaisses, et donc permettant une meilleure rétention.Thus, a so-called “dry” fibrous texture is wrapped around the casing which will be impregnated after winding. Such a dry fibrous texture has better hold than a lamination of pre-impregnated plies. In addition, by rolling up a dry fibrous texture which will then be impregnated, rather than rolling up a pre-impregnated fibrous texture, it is possible to use thicker fibrous textures, and therefore allowing better retention.
Selon un autre mode particulier de réalisation de l’invention, le fluide d’imprégnation est une résine de précurseur de matrice organique et dans lequel le traitement comprend la polymérisation de la résine de sorte à réaliser une ceinture en matériau composite à matrice organique.According to another particular embodiment of the invention, the impregnation fluid is an organic matrix precursor resin and in which the treatment comprises the polymerization of the resin so as to produce a belt of composite material with an organic matrix.
L’utilisation d’un matériau composite à matrice organique (CMO) permet de réaliser une ceinture relativement légère. En outre, le procédé de fabrication d’une telle ceinture en matériau composite à matrice organique (CMO) est compatible avec tout type de métal dont pourrait être fait le carter, en particulier concernant les produits utilisés pour le procédé et les températures de cuisson.The use of an organic matrix composite (CMO) material makes it possible to produce a relatively lightweight belt. In addition, the process for manufacturing such a belt in organic matrix composite material (CMO) is compatible with any type of metal from which the casing could be made, in particular regarding the products used for the process and the cooking temperatures.
L’utilisation d’un matériau composite à matrice organique (CMO) est ainsi plus avantageuse que celle d’un matériau composite à matrice céramique (CMC), notamment parce que les matériaux CMO résistent mieux aux chocs et aux déformations. La formation des matériaux CMO nécessite également des températures de cuisson et des produits moins susceptibles d’endommager le carter en métal que les matériaux CMC.The use of an organic matrix composite material (CMO) is therefore more advantageous than that of a ceramic matrix composite material (CMC), in particular because CMO materials are better resistant to shocks and deformations. Forming CMO materials also requires baking temperatures and products that are less likely to damage the metal casing than CMC materials.
Selon un autre mode particulier de réalisation de l’invention, l’imprégnation de la texture fibreuse enroulée comprend :According to another particular embodiment of the invention, the impregnation of the rolled up fibrous texture comprises:
- la mise en place d’une membrane autour de la texture fibreuse enroulée de sorte à réaliser une chambre d’imprégnation délimitée d’une part par la membrane et d’autre part par la surface circonférentielle externe ou interne du carter, la membrane étant disposée contre la texture fibreuse,- the installation of a membrane around the fibrous texture wound so as to create an impregnation chamber delimited on the one hand by the membrane and on the other hand by the external or internal circumferential surface of the casing, the membrane being placed against the fibrous texture,
- l’injection du fluide d’imprégnation dans la chambre d’imprégnation en maintenant la membrane contre la texture fibreuse.- the injection of the impregnation fluid into the impregnation chamber while maintaining the membrane against the fibrous texture.
L’utilisation d’une membrane permet de réaliser l’imprégnation directement sur le carter à réparer, avec un procédé simple et peu coûteux. En outre, l’utilisation d’une telle membrane permet d’assurer les bonnes dimensions à la ceinture en matériau composite et un état de surface satisfaisant.The use of a membrane allows the impregnation to be carried out directly on the crankcase to be repaired, with a simple and inexpensive process. In addition, the use of such a membrane ensures the correct dimensions for the composite material belt and a satisfactory surface finish.
Selon un autre mode particulier de réalisation de l’invention, la texture fibreuse est enroulée autour de la surface circonférentielle externe ou contre la surface circonférentielle interne du carter au moins sur deux tours complets dudit carter.According to another particular embodiment of the invention, the fibrous texture is wound around the external circumferential surface or against the internal circumferential surface of the casing at least over two complete revolutions of said casing.
On permet ainsi un ajout d’épaisseur suffisant sur le carter de soufflante et on améliore les propriétés mécaniques de cisaillement ajoutées en surface externe du carter de soufflante.This allows sufficient thickness to be added to the fan casing and improves the mechanical shear properties added to the external surface of the fan casing.
Selon un autre mode particulier de réalisation de l’invention, les surfaces circonférentielles interne et externe sont présentes sur la partie amont du carter suivant la direction d’écoulement de l’air dans la soufflante. En effet, l’invention est particulièrement pertinente dans le cas d’une ceinture en matériau composite réalisée sur la partie amont du carter, car il s’agit de la partie du carter très sensible aux impacts alors qu’elle est très peu épaisse.According to another particular embodiment of the invention, the internal and external circumferential surfaces are present on the upstream part of the casing following the direction of flow of the air in the fan. Indeed, the invention is particularly relevant in the case of a composite material belt made on the upstream part of the casing, because this is the part of the casing which is very sensitive to impacts even though it is very thin.
Selon un autre mode particulier de réalisation de l’invention, la partie amont du carter comprend au moins deux raidisseurs, la texture fibreuse étant enroulée de sorte à recouvrir au moins une partie des raidisseurs de la partie amont.According to another particular embodiment of the invention, the upstream part of the casing comprises at least two stiffeners, the fibrous texture being wound so as to cover at least part of the stiffeners of the upstream part.
Ce mode de réalisation est particulièrement avantageux dans le cas où le dommage est situé juste en dessous d’un rayon de raccordement d’un raidisseur.This embodiment is particularly advantageous in the case where the damage is located just below a connection radius of a stiffener.
Selon un autre mode particulier de réalisation de l’invention, la texture fibreuse comprend des fibres de verre ou d’aramide.According to another particular embodiment of the invention, the fibrous texture comprises glass or aramid fibers.
Ainsi, l’utilisation de fibres de verre ou d’aramide dans la ceinture en matériau composite permet une excellente résistance au cisaillement. En effet, une bonne résistance au cisaillement est nécessaire pour assurer la fonction de rétention lors de l’impact d’une aube, de fragments ou de corps étrangers.Thus, the use of glass or aramid fibers in the composite material belt provides excellent shear resistance. Indeed, good shear resistance is necessary to ensure the retention function during the impact of a blade, fragments or foreign bodies.
L’invention propose en outre un carter de soufflante en métal présentant au moins un dommage sur une surface circonférentielle interne ou externe dudit carter, caractérisé en ce qu’il comprend une ceinture en matériau composite autour d’une surface circonférentielle externe ou contre une surface circonférentielle interne du carter située en vis-à-vis de la surface circonférentielle interne ou externe présentant le dommage.The invention further proposes a metal fan casing having at least one damage on an internal or external circumferential surface of said casing, characterized in that it comprises a belt of composite material around an external circumferential surface or against a surface internal circumferential surface of the casing located opposite the internal or external circumferential surface presenting the damage.
L’invention propose en outre un carter de soufflante en métal présentant au moins un dommage sur une surface circonférentielle interne dudit carter, caractérisé en ce qu’il comprend une ceinture en matériau composite autour d’une surface circonférentielle externe du carter située en vis-à-vis de la surface circonférentielle interne.The invention further proposes a metal fan casing having at least one damage on an internal circumferential surface of said casing, characterized in that it comprises a belt of composite material around an external circumferential surface of the casing located opposite with respect to the internal circumferential surface.
La
On définit un sens d’écoulement E correspondant au sens d’écoulement de l’air à l’intérieur du carter 1, une direction axiale DAs’étendant dans la même direction que l’axe du carter 1 et une direction radiale DRs’étendant dans la même direction que les rayons du carter 1. Les termes « amont » et « aval » sont définis par rapport au sens d’écoulement E de l’air à l’intérieur du carter de soufflante 1.We define a flow direction E corresponding to the direction of flow of the air inside the casing 1, an axial direction D A extending in the same direction as the axis of the casing 1 and a radial direction D R extending in the same direction as the radii of the casing 1. The terms “upstream” and “downstream” are defined in relation to the direction of flow E of the air inside the fan casing 1.
Comme expliqué précédemment, le carter de soufflante 1 comprend trois parties successives suivant la direction axiale DA: la partie amont 10, la partie intermédiaire 20 et la partie aval 30.As explained previously, the fan casing 1 comprises three successive parts in the axial direction D A : the upstream part 10, the intermediate part 20 and the downstream part 30.
La partie amont 10 est située en amont des aubes de soufflante, et s’étend circonférentiellement autour de l’axe du carter 1. La partie amont 10 comprend une surface circonférentielle externe 10e et une surface circonférentielle interne 10i. Les surfaces circonférentielles externe 10e et interne 10i s’étendent circonférentiellement autour de l’axe du carter 1. La surface circonférentielle externe 10e de la partie amont 10 appartient à la surface externe 1e du carter de soufflante 1 et la surface circonférentielle interne 10i de la partie amont 10 appartient à la surface interne 1i du carter de soufflante 1. La partie amont 10 comprend de préférence un ou plusieurs raidisseurs 11 qui s’étendent depuis la surface circonférentielle externe 10e, comme illustré sur la
La partie intermédiaire 20 est située autour des aubes de soufflante, et s’étend circonférentiellement autour de l’axe du carter 1. La partie intermédiaire 20 comprend une surface circonférentielle externe 20e et une surface circonférentielle interne 20i. Les surfaces circonférentielles externe 20e et interne 20i s’étendent circonférentiellement autour de l’axe du carter 1. La surface circonférentielle externe 20e de la partie intermédiaire 20 appartient à la surface externe 1e du carter de soufflante 1 et la surface circonférentielle interne 20i de la partie intermédiaire 20 appartient à la surface interne 1i du carter de soufflante 1. La partie intermédiaire 20 comprend de préférence un ou plusieurs raidisseurs 21 qui s’étendent depuis la surface circonférentielle externe 20e, comme illustré sur la
De préférence, le carter 1 comprend une couche de matériau abradable 22 présente sur la surface circonférentielle interne 20i de la partie intermédiaire 20. En effet, afin d'assurer une étanchéité aérodynamique entre le sommet des aubes de soufflante et la partie intermédiaire 20, il est connu de déposer une couche en un matériau abradable formant une piste pour le parcours du sommet des aubes le long du carter de soufflante 1. Par abradable on désigne ici le fait que le matériau est prévu pour s'user par abrasion lors du contact avec les aubes. Le revêtement abradable est érodé par le passage des aubes, permettant ainsi au carter d'épouser la forme réelle des sommets des aubes.Preferably, the casing 1 comprises a layer of abradable material 22 present on the internal circumferential surface 20i of the intermediate part 20. Indeed, in order to ensure an aerodynamic seal between the top of the fan blades and the intermediate part 20, it is known to deposit a layer of an abradable material forming a track for the path of the top of the blades along the fan casing 1. By abradable we mean here the fact that the material is intended to wear by abrasion during contact with the blades. The abradable coating is eroded by the passage of the blades, thus allowing the casing to match the actual shape of the blade tips.
La partie aval 30 est située en aval des aubes de soufflante, et s’étend circonférentiellement autour de l’axe du carter 1. La partie aval 30 comprend une surface circonférentielle externe 30e et une surface circonférentielle interne 30i. Les surfaces circonférentielles externe 30e et interne 30i s’étendent circonférentiellement autour de l’axe du carter 1. La surface circonférentielle externe 30e de la partie aval 30 appartient à la surface externe 1e du carter de soufflante 1 et la surface circonférentielle interne 30i de la partie aval 30 appartient à la surface interne 1i du carter de soufflante 1. La partie aval 30 comprend de préférence un ou plusieurs raidisseurs 31 qui s’étendent depuis la surface circonférentielle externe 30e, comme illustré sur la
L’épaisseur générale e1de la partie amont 10 est supérieure ou égale à l’épaisseur minimale requise pour que la partie amont 10 puisse assurer correctement sa fonction de rétention. L’épaisseur générale e1de la partie amont 10 est classiquement inférieure à l’épaisseur générale de la partie intermédiaire 20.The general thickness e 1 of the upstream part 10 is greater than or equal to the minimum thickness required for the upstream part 10 to be able to correctly perform its retention function. The general thickness e 1 of the upstream part 10 is conventionally less than the general thickness of the intermediate part 20.
Le carter de soufflante 1 illustré sur la
Dans l’exemple illustré sur la
Le procédé de réparation selon l’invention comprend une étape d’enroulement d’une texture fibreuse 100 autour de la surface circonférentielle externe 10e de la partie du carter de soufflante 1 qui présente le dommage d, comme illustré sur les figures 3 et 4. Ainsi, la texture fibreuse 100 est enroulée autour de la surface circonférentielle externe 10e de la partie du carter de soufflante 1 située en vis-à-vis de la surface circonférentielle interne 10i de la partie du carter de soufflante 1 présentant le dommage d. La texture fibreuse 100 est enroulée au contact de la surface circonférentielle externe 10e. La texture fibreuse 100 est enroulée de sorte à recouvrir la zone du carter 1 présentant un manque d’épaisseur du fait du dommage d. La texture fibreuse 100 apporte ainsi une épaisseur supplémentaire dans la zone endommagée dudit carter de soufflante 1.The repair method according to the invention comprises a step of winding a fibrous texture 100 around the external circumferential surface 10e of the part of the fan casing 1 which presents the damage d, as illustrated in Figures 3 and 4. Thus, the fibrous texture 100 is wound around the external circumferential surface 10e of the part of the fan casing 1 located opposite the internal circumferential surface 10i of the part of the fan casing 1 presenting the damage d. The fibrous texture 100 is wound into contact with the external circumferential surface 10e. The fibrous texture 100 is wound so as to cover the area of the casing 1 presenting a lack of thickness due to damage d. The fibrous texture 100 thus provides additional thickness in the damaged zone of said fan casing 1.
Dans l’exemple illustré sur les figures 2, 3 et 4, comme le dommage d est localisé sur la surface circonférentielle interne 10i de la partie amont 10 du carter 1, on enroule la texture fibreuse 100 autour de la surface circonférentielle externe 10e de la partie amont 10 du carter 1. La texture fibreuse 100 peut recouvrir la totalité de la partie amont 10 du carter 1. La texture fibreuse 100 peut recouvrir seulement une portion de la partie amont 10 du carter 1. De manière générale, la texture fibreuse 100 peut recouvrir la totalité ou seulement une portion de la partie amont 10, de la partie intermédiaire 20 ou de la partie aval 30. La texture fibreuse 100 peut recouvrir une portion circonférentielle externe de la partie amont 10, de la partie intermédiaire 20 ou de la partie aval 30 s’étendant entre deux raidisseurs 11, 21 ou 31.In the example illustrated in Figures 2, 3 and 4, as the damage d is located on the internal circumferential surface 10i of the upstream part 10 of the casing 1, the fibrous texture 100 is wound around the external circumferential surface 10e of the upstream part 10 of the casing 1. The fibrous texture 100 can cover the entire upstream part 10 of the casing 1. The fibrous texture 100 can cover only a portion of the upstream part 10 of the casing 1. Generally speaking, the fibrous texture 100 can cover all or only a portion of the upstream part 10, the intermediate part 20 or the downstream part 30. The fibrous texture 100 can cover an external circumferential portion of the upstream part 10, the intermediate part 20 or the downstream part 30 extending between two stiffeners 11, 21 or 31.
La texture fibreuse 100 est réalisée par tissage tridimensionnel entre une pluralité de couches de fils de chaîne et une pluralité de couches de fils de trame. La texture fibreuse 100 est réalisée d’un seul tenant. Par « tissage tridimensionnel », on entend ici un mode de tissage par lequel certains au moins des fils de chaîne lient des fils de trame sur plusieurs couches de trame. On considère qu’une texture fibreuse 100 réalisée par tissage tridimensionnel peut comprendre un autre type de tissage à sa surface, par exemple du tissage bidimensionnel, afin d’améliorer son état de surface. La texture fibreuse 100 peut par exemple présenter une armure de tissage tridimensionnel de type interlock, multisergé ou multisatin. Différents modes de tissage tridimensionnels utilisables pour former la texture fibreuse 100 sont décrits dans le document WO 2006/136755. La texture fibreuse 100 peut être tissée de manière bien connue au moyen d’un métier à tisser de type Jacquard. Un tel métier à tisser est notamment décrit dans le document FR 3 074 195 A1.The fibrous texture 100 is produced by three-dimensional weaving between a plurality of layers of warp threads and a plurality of layers of weft threads. The fibrous texture 100 is made in one piece. By “three-dimensional weaving” is meant here a mode of weaving by which at least some of the warp threads bind weft threads on several weft layers. It is considered that a fibrous texture 100 produced by three-dimensional weaving may include another type of weaving on its surface, for example two-dimensional weaving, in order to improve its surface condition. The fibrous texture 100 may for example have a three-dimensional weave of interlock, multi-twill or multi-satin type. Different three-dimensional weaving modes that can be used to form the fibrous texture 100 are described in document WO 2006/136755. The fibrous texture 100 can be woven in a well-known manner using a Jacquard type loom. Such a loom is described in particular in document FR 3 074 195 A1.
Les fibres de la texture fibreuse 100 peuvent être des fibres de carbone, de céramique, de verre ou d’aramide, ou encore un mélange de telles fibres. En particulier, la texture fibreuse 100 peut être réalisée à partir de fibres constituées des matériaux suivants : le carbure de silicium, l’alumine, la mullite, la silice, un aluminosilicate, un borosilicate, ou un mélange de plusieurs de ces matériaux. De préférence, les fibres de la texture fibreuse 100 sont des fibres de verre ou d’aramide, car elles permettent une excellente résistance au cisaillement. En effet, une bonne résistance au cisaillement est nécessaire pour assurer la fonction de rétention lors de l’impact d’une aube, de fragments ou de corps étrangers.The fibers of the fibrous texture 100 may be carbon, ceramic, glass or aramid fibers, or even a mixture of such fibers. In particular, the fibrous texture 100 can be made from fibers consisting of the following materials: silicon carbide, alumina, mullite, silica, an aluminosilicate, a borosilicate, or a mixture of several of these materials. Preferably, the fibers of the fibrous texture 100 are glass or aramid fibers, because they provide excellent shear resistance. Indeed, good shear resistance is necessary to ensure the retention function during the impact of a blade, fragments or foreign bodies.
La texture fibreuse 100 peut présenter une épaisseur comprise entre 2 mm et 5 mm.The fibrous texture 100 may have a thickness of between 2 mm and 5 mm.
La texture fibreuse 100 peut être au moins partiellement pré-imprégnée avant ou lors de son enroulement sur le carter de soufflante 1, par exemple par une résine. La texture fibreuse 100 peut être au moins partiellement sèche lors de son enroulement sur le carter de soufflante 1.The fibrous texture 100 can be at least partially pre-impregnated before or during its winding on the fan casing 1, for example by a resin. The fibrous texture 100 can be at least partially dry when it is wound on the fan casing 1.
La texture fibreuse 100 est enroulée autour du carter de soufflante 1, et plus précisément autour d’une surface circonférentielle externe 10e, 20e ou 30e, sur au moins un tour complet dudit carter 1. Ainsi, la longueur de la texture fibreuse 100 est supérieure à la longueur de la circonférence de la surface circonférentielle externe 10e à recouvrir. De préférence, la texture fibreuse 100 est enroulée autour du carter de soufflante 1, et plus précisément autour d’une surface circonférentielle externe 10e, 20e ou 30e, sur au moins deux tours complets dudit carter 1. Ainsi, la longueur de la texture fibreuse 100 est de préférence supérieure à deux fois la longueur de la circonférence de la surface circonférentielle externe 10e à recouvrir. On permet ainsi un ajout d’épaisseur suffisant sur le carter de soufflante 1 et on améliore les propriétés mécaniques de cisaillement ajoutées en surface externe 1e du carter de soufflante 1.The fibrous texture 100 is wound around the fan casing 1, and more precisely around an external circumferential surface 10e, 20e or 30e, over at least one complete turn of said casing 1. Thus, the length of the fibrous texture 100 is greater to the length of the circumference of the external circumferential surface 10e to be covered. Preferably, the fibrous texture 100 is wound around the fan casing 1, and more precisely around an external circumferential surface 10e, 20e or 30e, over at least two complete turns of said casing 1. Thus, the length of the fibrous texture 100 is preferably greater than twice the length of the circumference of the external circumferential surface 10e to be covered. This allows an addition of sufficient thickness to the fan casing 1 and improves the mechanical shear properties added to the external surface 1e of the fan casing 1.
De préférence, afin d’assurer une résistance au cisaillement optimale, on enroule une seule texture fibreuse 100 autour d’une même surface circonférentielle extérieure du carter de soufflante 1. On ne sort toutefois pas du cadre de l’invention si plusieurs textures fibreuses concentriques réalisées par tissage tridimensionnel sont enroulées autour d’une même surface circonférentielle extérieure du carter de soufflante 1, chaque texture fibreuse étant enroulée sur au moins un tour de la surface circonférentielle extérieure.Preferably, in order to ensure optimal shear resistance, a single fibrous texture 100 is wound around the same external circumferential surface of the fan casing 1. However, it is not beyond the scope of the invention if several concentric fibrous textures produced by three-dimensional weaving are wound around the same outer circumferential surface of the fan casing 1, each fibrous texture being wound on at least one turn of the outer circumferential surface.
Dans l’exemple illustré sur la
L’ajout d’épaisseur e100au niveau du dommage d est de préférence compris entre 9 mm et 20 mm.The addition of thickness e 100 at the level of damage d is preferably between 9 mm and 20 mm.
Dans l’exemple illustré sur la
La
L’étape d’enroulement telle que décrite précédemment peut intervenir avant de réaliser ou après avoir réalisé une réparation locale du dommage d, par exemple par toilage.The winding step as described above can take place before or after carrying out local repair of the damage, for example by covering.
Lorsque l’étape d’enroulement de la texture fibreuse est terminée, on procède à la densification de la texture fibreuse enroulée sur le carter de soufflante 1 par formation d’une matrice dans les porosités de ladite texture fibreuse. On réalise ainsi une ceinture en matériau composite autour de la surface circonférentielle externe du carter 1. Le renfort fibreux de la ceinture en matériau composite est formé par la texture fibreuse.When the step of winding the fibrous texture is completed, the fibrous texture wound on the fan casing 1 is densified by forming a matrix in the porosities of said fibrous texture. A belt of composite material is thus produced around the external circumferential surface of the casing 1. The fibrous reinforcement of the belt of composite material is formed by the fibrous texture.
La densification de la texture fibreuse comprend de préférence une étape d’imprégnation de la texture fibreuse enroulée par un fluide d’imprégnation comprenant un ou plusieurs précurseurs de matrice, puis le traitement du ou des précurseurs de matrice de sorte à former une matrice dans les porosités de la texture fibreuse.The densification of the fibrous texture preferably comprises a step of impregnation of the fibrous texture wound with an impregnation fluid comprising one or more matrix precursors, then the treatment of the matrix precursor(s) so as to form a matrix in the porosities of the fibrous texture.
De préférence, le fluide d’imprégnation est une résine. En particulier, le fluide d’imprégnation peut être un polymère organique, et peut être de préférence une résine époxyde. Un tel fluide d’imprégnation permettra la réalisation d’une ceinture en matériau composite à matrice organique autour du carter de soufflante 1. La résine est transformée de manière bien connue en matrice organique par polymérisation.Preferably, the impregnation fluid is a resin. In particular, the impregnation fluid may be an organic polymer, and may preferably be an epoxy resin. Such an impregnation fluid will allow the production of a belt of composite material with an organic matrix around the fan casing 1. The resin is transformed in a well-known manner into an organic matrix by polymerization.
Les figures 6 et 7 illustrent un exemple de procédé d’imprégnation de la texture fibreuse 100 enroulée autour du carter de soufflante 1 par un fluide d’imprégnation 7. Un tel procédé comprend la mise en place d’une membrane 70, ou bâche, autour de la texture fibreuse 100 enroulée. On réalise ainsi une chambre d’imprégnation 71 délimitée d’une part par la membrane 70 et d’autre part par une portion circonférentielle de la surface externe 1e du carter de soufflante 1, la chambre d’imprégnation 71 renfermant la texture fibreuse enroulée 100.Figures 6 and 7 illustrate an example of a method of impregnating the fibrous texture 100 wound around the fan casing 1 with an impregnation fluid 7. Such a method comprises the installation of a membrane 70, or tarpaulin, around the fibrous texture 100 wrapped. We thus produce an impregnation chamber 71 delimited on the one hand by the membrane 70 and on the other hand by a circumferential portion of the external surface 1e of the fan casing 1, the impregnation chamber 71 enclosing the wound fibrous texture 100 .
La chambre d’imprégnation 71 ainsi réalisée comprend un ou plusieurs orifices d’injection 71a du fluide d’imprégnation 7. La chambre d’imprégnation 71 ainsi réalisée comprend de préférence un ou plusieurs orifices de sortie 71b du fluide d’imprégnation 7. De préférence, le ou les orifices de sortie 71b sont situés à l’opposé du ou des orifices d’injection 71a suivant la direction radiale DR.The impregnation chamber 71 thus produced comprises one or more injection orifices 71a of the impregnation fluid 7. The impregnation chamber 71 thus produced preferably comprises one or more outlet orifices 71b of the impregnation fluid 7. preferably, the outlet orifice(s) 71b are located opposite the injection orifice(s) 71a in the radial direction D R .
De préférence, la membrane 70 est disposée contre la surface externe 100e de la texture fibreuse 100 avant de procéder à l’injection du fluide d’imprégnation 7. La membrane 70 peut être aspirée contre la surface extérieure 100e de la texture fibreuse 100 au moyen de pompes à vide V, comme illustré sur la
Lorsque l’imprégnation est terminée, on peut installer l’ensemble comprenant le carter de soufflante 1, la texture fibreuse 100 imprégnée et la membrane 70 disposée au contact de la texture fibreuse 100 dans un four ou dans une installation pour procéder au traitement de ladite texture fibreuse 100, par exemple à une polymérisation de la résine. Afin d’éviter une déformation du carter de soufflante lors du traitement de la texture fibreuse 100, par exemple sous l’effet de la chaleur, au moins une portion circonférentielle de la surface interne 1i du carter de soufflante 1 peut être disposée au contact d’un outillage de maintien avant le lancement du traitement. L’outillage de maintien est adapté à la forme de ladite portion circonférentielle de la surface interne 1i du carter de soufflante 1, et permet de limiter voire supprimer les déformations du carter de soufflante 1.When the impregnation is completed, the assembly comprising the fan casing 1, the impregnated fibrous texture 100 and the membrane 70 placed in contact with the fibrous texture 100 can be installed in an oven or in an installation to proceed with the treatment of said fibrous texture 100, for example to polymerization of the resin. In order to avoid deformation of the fan casing during the treatment of the fibrous texture 100, for example under the effect of heat, at least one circumferential portion of the internal surface 1i of the fan casing 1 can be placed in contact with maintenance tools before starting the treatment. The holding tool is adapted to the shape of said circumferential portion of the internal surface 1i of the fan casing 1, and makes it possible to limit or even eliminate the deformations of the fan casing 1.
Lorsque le traitement est terminé, le carter de soufflante réparé comprenant une ceinture en matériau composite peut être démoulé.When the processing is completed, the repaired fan housing including a composite material belt can be demolded.
L’étape de densification telle que décrite précédemment peut intervenir avant de réaliser ou après avoir réalisé une réparation locale du dommage d, par exemple par toilage.The densification step as described above can take place before or after carrying out local repair of the damage, for example by covering.
On obtient ainsi un carter de soufflante comprenant un corps en métal, correspondant à un carter de soufflante endommagé, et comprenant une ceinture en matériau composite autour d’une surface circonférentielle externe du corps en métal situées en vis-à-vis de la surface circonférentielle interne comprenant le ou les dommages.We thus obtain a fan casing comprising a metal body, corresponding to a damaged fan casing, and comprising a belt of composite material around an external circumferential surface of the metal body located opposite the circumferential surface internal including the damage(s).
L’expression « compris(e) entre … et … » doit se comprendre comme incluant les bornes.The expression “between… and…” must be understood as including the limits.
Claims (10)
- l’enroulement d’une texture fibreuse (100 ; 200) réalisée par tissage tridimensionnel autour d’une surface circonférentielle externe (10e) du carter (1) située en vis-à-vis de la surface circonférentielle interne (10i) si le dommage (d) est présent sur la surface circonférentielle interne (10i), ou contre une surface circonférentielle interne du carter située en vis-à-vis de la surface circonférentielle externe si le dommage est présent sur la surface circonférentielle externe, et
- la densification de la texture fibreuse (100 ; 200) enroulée autour de la surface circonférentielle externe (10e) ou contre la surface circonférentielle interne du carter (1) par formation d’une matrice dans les porosités de la texture fibreuse (100 ; 200), de sorte à réaliser une ceinture en matériau composite.Method for repairing a fan casing (1) presenting at least one damage (d) on an internal (10i) or external circumferential surface of said casing (1), characterized in that it comprises:
- the winding of a fibrous texture (100; 200) produced by three-dimensional weaving around an external circumferential surface (10e) of the casing (1) located opposite the internal circumferential surface (10i) if the damage (d) is present on the internal circumferential surface (10i), or against an internal circumferential surface of the casing located opposite the external circumferential surface if the damage is present on the external circumferential surface, and
- the densification of the fibrous texture (100; 200) wrapped around the external circumferential surface (10e) or against the internal circumferential surface of the casing (1) by formation of a matrix in the porosities of the fibrous texture (100; 200 ), so as to make a belt in composite material.
- l’imprégnation de la texture fibreuse (100 ; 200) enroulée autour de la surface circonférentielle externe (10e) ou contre la surface circonférentielle interne du carter (1) par un fluide d’imprégnation (7) comprenant un ou plusieurs précurseurs de matrice, et
- le traitement du ou des précurseurs de matrice de sorte à former une matrice dans les porosités de la texture fibreuse (100 ; 200).Repair method according to claim 1 or 2, in which the densification of the wound fibrous texture (100; 200) comprises:
- the impregnation of the fibrous texture (100; 200) wound around the external circumferential surface (10e) or against the internal circumferential surface of the casing (1) by an impregnation fluid (7) comprising one or more matrix precursors , And
- the treatment of the matrix precursor(s) so as to form a matrix in the porosities of the fibrous texture (100; 200).
- la mise en place d’une membrane (70) autour de la texture fibreuse (100) enroulée de sorte à réaliser une chambre d’imprégnation (71) délimitée d’une part par la membrane (70) et d’autre part par la surface circonférentielle externe (10e) ou interne du carter (1), la membrane (70) étant disposée contre la texture fibreuse (100),
- l’injection du fluide d’imprégnation (7) dans la chambre d’imprégnation (71) en maintenant la membrane (70) contre la texture fibreuse (100).Repair method according to claim 3 or 4, in which the impregnation of the wound fibrous texture (100) comprises:
- the installation of a membrane (70) around the fibrous texture (100) wound so as to create an impregnation chamber (71) delimited on the one hand by the membrane (70) and on the other hand by the external (10e) or internal circumferential surface of the casing (1), the membrane (70) being placed against the fibrous texture (100),
- injecting the impregnation fluid (7) into the impregnation chamber (71) while maintaining the membrane (70) against the fibrous texture (100).
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