FR3139901A1 - Outil de mesure de grandeurs physiques d’un flux de fluide circulant dans une veine d’écoulement. - Google Patents

Outil de mesure de grandeurs physiques d’un flux de fluide circulant dans une veine d’écoulement. Download PDF

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Abstract

Cet outil (8) de mesure de grandeurs physiques d’un flux de fluide circulant dans une veine d’écoulement d’une turbomachine comprend : une tête (10) comprenant un conduit traversant (20) ;un corps (12) allongé comprenant une portion cylindrique (24) engagée dans le conduit (20) de manière à être libre en rotation dans la tête (10) autour d’un axe longitudinal (L) du corps (12) et fixe en translation ;au moins un capteur (14) positionné dans le corps (12) ; et des moyens de limitation du mouvement de rotation du corps (12) autour de l’axe longitudinal (L). Figure pour l’abrégé : Fig 3

Description

Outil de mesure de grandeurs physiques d’un flux de fluide circulant dans une veine d’écoulement.
La présente invention concerne les outils de mesure de grandeurs physiques d’un flux de fluide circulant dans une veine d’écoulement d’une turbomachine.
En particulier, la présente invention concerne un mesureur s’insérant dans une veine d’écoulement secondaire d’une turbomachine telle qu’un moteur de développement pour mesurer les caractéristiques d’un flux d’air circulant dans la veine d’écoulement secondaire.
Techniques antérieures
Dans le cadre du développement d’un moteur, il est nécessaire de tester ses performances afin de le certifier grâce à des moteurs de développement sur lesquels des mesures de grandeurs aérodynamiques sont réalisées, notamment pour réaliser des cartographies des pressions et températures d’un flux d’air circulant dans le moteur de développement. Le moteur de développement comprend des ouvertures radiales à différentes positions longitudinales d’une veine d’écoulement secondaire du moteur de développement. Les ouvertures sont de dimensions adaptées pour permettre d’y insérer des outils mesurant les caractéristiques d’un flux d’air.
Un tel outil comprend un corps allongé et un élément de fixation pour maintenir le corps dans l’ouverture de sorte que le corps est fixe en translation et libre en rotation autour d’un axe longitudinal du corps, l’axe longitudinal étant alors sensiblement aligné avec un rayon du moteur de développement.
L’outil comprend au moins un capteur de grandeurs aérodynamiques placé dans le corps allongé, le capteur comprenant un élément sensible s’étendant en dehors du corps allongé.
La rotation du corps est assurée par un opérateur orientant le corps en fonction de la mesure à effectuer.
Il existe des ouvertures dans lesquelles un outil inséré ne peut pas effectuer une rotation complète sans que l’élément sensible du capteur n’entre en contact avec une paroi de la veine d’écoulement ou avec des aubes positionnées dans la veine d’écoulement. Chaque contact peut endommager l’outil de mesure et nuire aux mesures effectuées. Il est donc essentiel de limiter les contacts entre l’outil et les éléments se trouvant dans la veine d’écoulement.
La présente invention a donc pour objectif de pallier tout ou partie des inconvénients précités.
La présente invention a pour objet un outil de mesure de grandeurs physiques d’un flux de fluide circulant dans une veine d’écoulement d’une turbomachine, l’outil comprenant une tête comprenant un conduit traversant, un corps allongé comprenant une portion cylindrique engagée dans le conduit de manière à être libre en rotation dans la tête autour d’un axe longitudinal du corps et fixe en translation, au moins un capteur positionné dans le corps, et des moyens de limitation du mouvement de rotation du corps autour de l’axe longitudinal.
Ainsi, la présente invention permet de limiter la rotation du corps à certaines plages d’angles et ainsi d’empêcher un contact dans une autre plage d’angles à risque pouvant engendrer des dommages sur ledit outil.
Avantageusement, le corps comprend un premier moyen de limitation, la tête comprenant un deuxième moyen de limitation coopérant avec le premier moyen de limitation.
De préférence, le premier moyen de limitation comprend un premier ergot s’étendant radialement à partir du corps, le deuxième moyen de limitation comprenant une butée.
Optionnellement, la tête comprend une rainure annulaire encerclant au moins partiellement la portion cylindrique, la butée étant positionnée dans la rainure annulaire, le premier ergot étant engagé dans la rainure annulaire entre une première surface de la butée et une deuxième surface de la butée.
Dans un mode de réalisation, le corps comprend une bague cerclant la portion cylindrique et comprenant le deuxième moyen de limitation.
Avantageusement, la portion cylindrique comprend une rainure longitudinale, la bague comprenant un deuxième ergot configuré pour s’engager dans la rainure longitudinale.
De préférence, la bague est amovible.
Optionnellement, le corps comprend un épaulement venant en appui contre un premier siège de la tête ménagé autour du conduit.
Dans un mode de réalisation, l’outil comprend un moyen de fixation amovible configuré, avec l’épaulement, pour maintenir fixe longitudinalement le corps dans le conduit de la tête.
Avantageusement, la portion cylindrique comprend un filetage, le moyen de fixation amovible comprenant un écrou vissé sur la portion cylindrique, l’écrou formant un épaulement venant en appui contre un deuxième siège de la tête ménagé autour du conduit.
D’autres buts, caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à la lecture de la description suivante, donnée uniquement à titre d’exemple non limitatif et faite en référence aux dessins annexés sur lesquels :
- est une vue en coupe schématique d’un outil disposé dans une veine d’écoulement secondaire d’une turbomachine ;
- illustre schématiquement un outil selon un premier mode de réalisation de l’invention ;
- illustre schématiquement un outil selon un deuxième mode de réalisation de l’invention ; et
- illustre schématiquement la bague de l’outil représenté à la .
 Description détaillée
La représente schématiquement une veine d’écoulement 2 secondaire d’une turbomachine 4 d’un aéronef, par exemple un turboréacteur ou un turbopropulseur, l’aéronef étant par exemple un hélicoptère ou un avion. La turbomachine 4 est par exemple une turbomachine de développement.
La veine d’écoulement 2 secondaire comprend une ouverture 6 de dimensions transverses permettant d’insérer un outil 8 de mesure de grandeurs physiques d’un flux de fluide, notamment le flux de fluide circulant dans la veine d’écoulement 2.
L’outil 8 comprend une tête 10 et un corps 12 allongé inséré dans la tête 10.
Le corps 12 allongé est libre en rotation dans la tête 10 autour d’un axe longitudinal L du corps 12 et fixe en translation.
L’outil 8 comprend une pluralité de capteurs 14 positionnés dans le corps 12, les capteurs 14 étant par exemple capables de mesurer la pression et/ou la température du flux d’air dans la veine d’écoulement 2 secondaire. Les capteurs 14 sont par exemple aptes à visualiser un lâcher de peinture dans la veine d’écoulement 2 secondaire et à recueillir en temps réel des informations sur le comportement aérodynamique de l’écoulement, en observant en particulier l’instant précis de figeage de la peinture.
Avantageusement, la tête 10 de l’outil 8 est fixée à un carter de la turbomachine 4 de sorte que la tête 10 est fixe en translation et en rotation, par exemple par des vis et écrous.
Le corps 12 allongé est au moins partiellement disposé dans la veine d’écoulement 2 secondaire, les capteurs 14 comprenant chacun un élément sensible 16 s’étendant en dehors du corps 12 allongé.
La veine d’écoulement 2 secondaire comprend optionnellement une paroi proche 18 de l’ouverture 6.
L’outil 8 comprend des moyens de limitation du mouvement de rotation du corps 12 autour de l’axe longitudinal L. Les moyens de limitation du mouvement de rotation permettent un déplacement angulaire maximum de l’outil 8 autour de l’axe longitudinal L inférieur à 360 degrés de sorte que les éléments sensibles 16 des capteurs 14 n’entrent pas en contact avec la paroi proche 18 car limités en rotation au préalable.
La illustre schématiquement un premier mode de réalisation de l’outil 8. La tête 10 de l’outil 8 comprend un conduit traversant 20. Le corps 12 allongé comprend une portion cylindrique 24 engagée dans le conduit traversant 20.
Le corps 12 comprend un premier moyen de limitation 26 de la rotation du corps 12 comprenant un premier ergot 28 s’étendant radialement à partir du corps 12.
Le corps 12 comprend un épaulement (non représenté sur la et identique à un épaulement 30 illustré sur la ) formé entre la portion cylindrique 24 et les capteurs 14, l’épaulement venant en appui contre un premier siège (non représenté sur la et identique à un premier siège 32 illustré sur la ) de la tête 10 ménagé autour du conduit 20. L’épaulement permet de maintenir longitudinalement fixe le corps 12 dans le conduit 20, par exemple en coopérant avec le premier ergot 28.
La tête 10 comprend un deuxième moyen de limitation 34 de la rotation du corps 12 comprenant une butée 36. Lors du mouvement de rotation du corps 12 dans un premier sens, le premier ergot 28 vient en appui contre une première surface 38 de la butée 36 afin de limiter le mouvement de rotation du corps 12 autour de l’axe longitudinal L. Lors du mouvement de rotation du corps 12 dans un deuxième sens, le premier ergot 28 vient en appui contre une deuxième surface 40 de la butée 36 afin de limiter le mouvement de rotation du corps 12 autour de l’axe longitudinal L.
Avantageusement, la tête 10 comprend une rainure annulaire 42 encerclant au moins partiellement la portion cylindrique 24, la rainure annulaire 42 débouchant par exemple sur le conduit 20.
La butée 36 est positionnée dans la rainure annulaire 42 de manière à diminuer l’encombrement de l’outil 8 selon la direction longitudinale. Dans ce but, le premier ergot 28 est engagé dans la rainure annulaire 42 entre la première surface 38 de la butée 36 et la deuxième surface 40 de la butée 36.
La illustre schématiquement un deuxième mode de réalisation de l’outil 8.
Dans ce mode de réalisation, l’outil est similaire au mode de réalisation illustré sur la . La portion cylindrique 24 du corps 12 comprend néanmoins une rainure longitudinale 44 s’étendant le long de la portion cylindrique 24, et le corps 12 comprend une bague 46 cerclant la portion cylindrique 24 et comprenant le premier ergot 28 s’engageant dans la rainure annulaire 42.
La bague 46 comprend un deuxième ergot 48 (illustré sur la ) s’étendant radialement vers l’intérieur. En outre, le deuxième ergot 48 s’engage dans la rainure longitudinale 44 de l’outil 8 et rend solidaire en rotation la bague 46 et le corps 12.
Avantageusement, la bague 46 est amovible, par exemple la bague 46 est libre en translation le long de la portion cylindrique 24.
Une bague 46 amovible permet d’ôter ladite bague 46 pour la remplacer par une seconde bague 46 comprenant un premier ergot 28 de dimensions différentes. En outre, la dimension de l’arc de cercle 50 formé par le premier ergot 28 définit, avec la butée 36, le déplacement angulaire maximum de l’outil 8. Il est alors aisé pour un opérateur de modifier le déplacement angulaire maximum de l’outil 8 en changeant la bague 46.
Lorsque la bague 46 est amovible, l’outil 8 comprend un moyen de fixation amovible 52 coopérant avec l’épaulement 30 de manière à maintenir fixe longitudinalement le corps 12 dans le conduit 20.
Avantageusement, la portion cylindrique 24 comprend un filetage 54, le moyen de fixation amovible 52 comprenant un écrou 56 vissé sur la portion cylindrique 24. L’écrou 56 forme un épaulement venant en appui contre la bague 46 amovible, elle-même en appui contre un deuxième siège 58 de la tête 10 ménagé autour du conduit 20 de manière à maintenir fixe longitudinalement le corps 12 dans le conduit 20.
La illustre schématiquement la bague 46 de l’outil 8 représenté à la .
Le premier ergot 28 est formé sur la bague 46 de manière à prolonger axialement la bague 46. Le deuxième ergot 48 est formé sur la bague 46 de manière à prolonger radialement vers l’intérieur la bague 46 et le premier ergot 28.
Dans un autre mode de réalisation, les premier et deuxième ergots 28, 48 sont disjoints. En outre, le premier ergot 28 prolonge axialement la bague 46 en regard de la rainure annulaire 42 formée dans la tête 10.

Claims (10)

  1. Outil (8) de mesure de grandeurs physiques d’un flux de fluide circulant dans une veine d’écoulement (2) d’une turbomachine (4), comprenant :
    • une tête (10) comprenant un conduit traversant (20) ;
    • un corps (12) allongé comprenant une portion cylindrique (24) engagée dans le conduit (20) de manière à être libre en rotation dans la tête (10) autour d’un axe longitudinal (L) du corps (12) et fixe en translation ;
    • au moins un capteur (14) positionné dans le corps (12) ;
    caractérisé en ce qu’il comprend des moyens de limitation (26, 34) du mouvement de rotation du corps (12) autour de l’axe longitudinal (L).
  2. Outil (8) selon la revendication 1, dans lequel le corps (12) comprend un premier moyen de limitation (26) et dans lequel la tête (10) comprend un deuxième moyen de limitation (34) coopérant avec le premier moyen de limitation (26).
  3. Outil (8) selon la revendication 2, dans lequel le premier moyen de limitation (26) comprend un premier ergot (28) s’étendant radialement à partir du corps (12), le deuxième moyen de limitation (34) comprenant une butée (36).
  4. Outil (8) selon la revendication 3, dans lequel la tête (10) comprend une rainure annulaire (42) encerclant au moins partiellement la portion cylindrique (24), la butée (36) étant positionnée dans la rainure annulaire (42), le premier ergot (28) étant engagé dans la rainure annulaire (42) entre une première surface (38) de la butée (36) et une deuxième surface (40) de la butée (36).
  5. Outil (8) selon l’une quelconque des revendications 2 à 4, dans lequel le corps (12) comprend une bague (46) cerclant la portion cylindrique (24) et comprenant le deuxième moyen de limitation (34).
  6. Outil (8) selon la revendication 5, dans lequel la portion cylindrique (24) comprend une rainure longitudinale (44), la bague (46) comprenant un deuxième ergot (48) configuré pour s’engager dans la rainure longitudinale (44).
  7. Outil (8) selon l’une des revendications 5 et 6, dans lequel la bague (46) est amovible.
  8. Outil (8) selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel le corps (12) comprend un épaulement (30) venant en appui contre un premier siège (32) de la tête (10) ménagé autour du conduit (20).
  9. Outil (8) selon la revendication 8, comprenant un moyen de fixation amovible (52) configuré, avec l’épaulement (30), pour maintenir fixe longitudinalement le corps (12) dans le conduit (20) de la tête (10).
  10. Outil (8) selon la revendication 9, dans lequel la portion cylindrique (24) comprend un filetage (54), le moyen de fixation amovible (52) comprenant un écrou (56) vissé sur la portion cylindrique (24), l’écrou (56) formant un épaulement venant en appui contre un deuxième siège (58) de la tête (10) ménagé autour du conduit (20).
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US20040173030A1 (en) * 2003-03-05 2004-09-09 Harman Eric J. Device and method enabling fluid characteristic measurement utilizing fluid acceleration
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