WO2016120561A1 - Turbopropulseur - Google Patents

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WO2016120561A1
WO2016120561A1 PCT/FR2016/050168 FR2016050168W WO2016120561A1 WO 2016120561 A1 WO2016120561 A1 WO 2016120561A1 FR 2016050168 W FR2016050168 W FR 2016050168W WO 2016120561 A1 WO2016120561 A1 WO 2016120561A1
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WO
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blade
air flow
trailing edge
turboprop
internal
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Ceased
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PCT/FR2016/050168
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English (en)
Inventor
Paul Antoine FORESTO
Anthony BINDER
Alexandre Gérard François COUILLEAUX
Norman Bruno André Jodet
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Safran Aircraft Engines SAS
Original Assignee
SNECMA SAS
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Publication date
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Ceased legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C11/00—Propellers, e.g. of ducted type; Features common to propellers and rotors for rotorcraft
    • B64C11/16—Blades
    • B64C11/20—Constructional features
    • B64C11/24—Hollow blades
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/12—Blades
    • F01D5/14—Form or construction
    • F01D5/18—Hollow blades, i.e. blades with cooling or heating channels or cavities; Heating, heat-insulating or cooling means on blades
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C7/00—Features, components parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart form groups F02C1/00 - F02C6/00; Air intakes for jet-propulsion plants
    • F02C7/04—Air intakes for gas-turbine plants or jet-propulsion plants
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D33/00—Arrangement in aircraft of power plant parts or auxiliaries not otherwise provided for
    • B64D33/02—Arrangement in aircraft of power plant parts or auxiliaries not otherwise provided for of combustion air intakes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2240/00—Components
    • F05D2240/20—Rotors
    • F05D2240/30—Characteristics of rotor blades, i.e. of any element transforming dynamic fluid energy to or from rotational energy and being attached to a rotor
    • F05D2240/304—Characteristics of rotor blades, i.e. of any element transforming dynamic fluid energy to or from rotational energy and being attached to a rotor related to the trailing edge of a rotor blade

Definitions

  • the present invention relates to turboprop engines.
  • the role of the fan propeller is to provide a tractor effort directed towards the front of the aircraft to enable it to compensate the drag force and thus move forward.
  • the fan is located upstream of all the rest of the turboprop compared to the flow of air entering the turboprop, and is rotated by the energy recovered at the turboprop outlet of the combustion chamber by turbines.
  • the role of the air intake, on a turboprop, is to supply the engine with air and to protect it from external aggressions.
  • the air supply must be the most homogeneous in order to limit the distortion (the difference between the average total pressure and the minimum total pressure).
  • the integration of the air intake must also be done taking into account constraints specific to turboprops, such as the presence of a gearbox for the propeller (or PGB for Propeller Gear Box according to the English terminology well known), an engine-nacelle interface, a de-icing system and compliance with ingestion constraints. The compliance with these constraints results in a S-shaped air intake which is very sensitive to distortion and penalizes the efficiency.
  • the passage of the blades of the fan in front of the air intake during the rotation of the propeller creates a distortion disturbance in the air upstream of the air intake, but also a drop in the dynamic pressure, also called total pressure, (wake of the blades). This drop impairs the operation and the efficiency of the air intake by increasing the pressure losses.
  • the reduction in the efficiency of the air intake affects the efficiency of the engine.
  • the reduction of the distortion makes it possible to increase the operability of the turboprop compressor. Outside the wake of the blades, the propeller slightly compresses the flow, so as to increase the dynamic pressure. This compression has a beneficial effect on the operation of the air intake, but is mitigated by the negative effect of the wake of the blades.
  • a general object of the invention is to provide a solution for compensating the total pressure drop in the wake of the blades of the fan ingested by the air inlet. It thus aims to improve the performance of the propeller-air intake assembly.
  • the invention consists of a blade of a propeller of a turboprop engine extending in a main elongation direction, comprising a foot, a salmon, a leading edge, a trailing edge. and an internal airflow channel, characterized in that the internal airflow channel comprises an inlet which is located at the foot of the blade and an outlet which opens in the vicinity of the trailing edge of the airfoil.
  • the outlet of the internal air flow channel is directed in a direction inclined with respect to the skeleton line of the blade.
  • the internal air flow channel of the blade also opens to the salmon of the blade, so that a portion of the internal air flow circulating in the internal air flow channel is expelled. by the salmon of the blade.
  • a platform of the foot comprises a scoop, and said bailer is connected to the inlet of the internal airflow channel of the blade, so that an outside air flow can penetrate into the airfoil. scoops, circulating in the internal airflow channel forming the internal airflow, and being expelled through the outlet end forming the blown airflow.
  • the internal air flow channel comprises a plurality of outlet ends distributed along the main elongation direction on an area of the trailing edge.
  • the blade is composed of a composite material comprising a fibrous reinforcement.
  • the exit opening at the trailing edge is located only between 0% and 25% of the height of the blade.
  • the invention consists of a helix comprising a pan which comprises a nose, characterized in that it comprises a blade according to one of the characteristics mentioned above.
  • the propeller comprises:
  • a pan channel which connects the air bleed opening to the inlet end of the internal airflow channel of the blade, so that the outside air flow can enter the air intake channel; air sampling opening, circulating in the pan channel and the internal air flow channel by forming the internal flow, and being expelled by the outlet to the trailing edge of the blade forming the flow of air blown.
  • the invention consists of a turboprop comprising an air inlet which extends along a directional axis and which is shaped so that an operating air flow enters the turboprop, characterized in that it comprises a helix according to one of the features mentioned above which is rotatable about an axis of rotation and which is situated upstream of the air inlet with respect to the operating air flow.
  • the propeller comprises at least one blade which, when said propeller is rotated about the axis of rotation, creates a wake which disturbs the flow of operating air at the air inlet;
  • the outlet is located at the air inlet so that the flow of blown air is expelled at the trailing edge of the blade so as to reduce the wake of the blade at the inlet of the air intake. air.
  • Figure 1 shows a turboprop according to a first embodiment
  • FIG. 2 represents a blade according to the first embodiment
  • FIG. 3 shows a sectional view of a blade at an outlet end of the internal airflow channel of the blade according to any embodiment
  • FIG. 4 represents a blade according to a second embodiment
  • Figure 5 shows a helix according to a third embodiment.
  • Embodiment FIG. 1 shows the air intake 1 and the propeller 2 of the blower of a turboprop engine TP.
  • TP turboprop engine
  • the rotation of the turboprop engine drive shaft TP is sent back to the propeller 2 through a mechanical gearbox PGB (not shown) in order to drive the latter in rotation about its axis of rotation (axis ⁇ in FIG. ).
  • the propeller 2 comprises several blades 3 distributed around the axis cp, each blade 3 extending in a direction of main elongation a and having a height, a radius, a leading edge 31, a trailing edge 32 , a lower surface 33, an upper surface 34, a foot 35, a top, and salmon 36 ( Figures 2 and 3).
  • Salmon 36 of the dawn means the surface of the top of the blade 3 for which the blade 3 has its maximum radius.
  • the propeller 2 also comprises a propeller pan 21 which is centered with respect to the axis of rotation ⁇ and which has a conical nose 22 disposed upstream of the blades 3.
  • This propeller pan 21 has at its nose 22 an air sampling opening 23, which extends inside the pan 21 by different pan channels 24, which guide the incoming air through the opening 23, to the feet 35 of the blades 3 .
  • Each blade 3 comprises an internal air flow channel 4 which extends inside said blade 3 from its foot 35 to the salmon 36 of the blade 3.
  • This internal air flow channel 4 opens at the bottom of the foot 35 of the blade 3 through an inlet 41 in the extension of the pan channel 24 which corresponds to said blade 3.
  • this internal air flow channel 4 opens out of the blade 3 by one or more outlet (s) 42 which is (are) located at the trailing edge 32 and / or which is ( are) located in its immediate vicinity.
  • This (these) outlet (s) 42 is (are) directed transversely to the main elongation direction a of the blade 3, the axes of these outlets 42 being for example, but not necessarily, perpendicular to the general direction of the trailing edge 32.
  • the internal air flow channel 4 comprises four outlets 42 opening out from the trailing edge 32 of the blade 3. These outlets 42 are arranged in a region of the trailing edge 32 capable of to be found at the right of the air inlet 1 during the rotation of the propeller 2.
  • the outlets 42 are preferably located between 0% and 25% of the height of the blade 3. They are distributed therein. preferably evenly spaced relative to each other.
  • the outlets 42 are preferably located only between 0% and 25% of the height of the blade 3. This reduces the wake of the blade 3 only to the right of the air inlet 1.
  • the outlets 42 are located in a region of the trailing edge 32 starting from the foot 35 of the blade 3 and which is a quarter of the total height of said blade 3.
  • the number of outputs 42 can of course be different: typically from one to ten.
  • the internal flow 51 circulates in the pan 21 inside the pan channels 24, through which it is conveyed to each of the feet 35 of the blades 3; the internal flow 51 enters the internal air flow channel 4 of each of the blades 3 via its inlet 41;
  • the blast air flows 52 thus formed in the wake of the blades 3 make it possible to limit the unsteady effects associated with the passage of the blades.
  • turboprop compressor TP by reducing the noise of unsteady charges created by the distortions created by the wake of the blades 3 in the operating air flow 53;
  • the supply air flows 52 have a direction of flow transverse to the main elongation axis a of the blade 3 which moves away from the trailing edge 32 and which has a component in the direction of a skeleton line S of the blade 3 at the trailing edge 32, so that they can enter the air inlet 1, and thus limit the pressure drop of the wake of the blades 3 of the propeller 2.
  • the outlet ends 42 are also directed transversely to the main elongation direction a of the blade 3.
  • the supply air flows 52 have a flow direction which has a main component which is directed in the direction of the skeleton line S at the trailing edge 32, so that the flows of blown air 52 are located in the wake of the blade 3, so as to reduce the speed deficit of the wake of the blade 3.
  • the blades 3 of the propeller 2 are pivotable with respect to a stall axis, which is directed in the main elongation direction a in this embodiment, in order to be able to adapt the shape of the propeller 2 during the different phases. of use of the aircraft (takeoff, cruising flight phase ...) -
  • This possibility of pivoting each of the blades 3 is realized by the fact that the foot 35 of each of the blades 3 comprises a platform which forms a pivot with the pan 21 of the propeller 2.
  • An angle of inclination of the blade 3 about the axis of wedging, here the main direction of elongation a, relative to its rest position is called “angle of wedging ".
  • the direction of the blown air flows 52 changes with respect to the directional axis ⁇ of the air inlet 1, so that it is possible for the flows blowing air 52 do not enter the air inlet 1.
  • the variation of the wedge angle of the blade 3 varies the angle of the wake of the blade 3.
  • the flows of blown air 52 are directed in a direction inclined by a blow angle ⁇ with respect to the skeleton line S of the blade 3.
  • the skeleton line S of the blade 3 is composed of the points which are equidistant from the underside 33 and the extrados 34 of the blade 3.
  • the blowing angle ⁇ is determined according to the model of the turboprop LP, so that the flows of blown air 52 are directed towards the air inlet 1 when the blades pass to the right of the air intake. 1 during the rotation of the propeller 2 during the phase of use of the desired aircraft.
  • the blowing angle ⁇ is varied according to the shape of the blades 3, the position of the air inlet 1 relative to the propeller 2, and according to the variation of the angle of rigidity imposed by the model of the propeller 2 between the different phases of use of the aircraft.
  • the angle ⁇ is between -15 ° and 15 °.
  • the inlet 41 of the internal air flow channel 4 is directed along the wedge axis of the blade 3, and therefore, in this embodiment, the inlet 41 is directed in the direction of 3.
  • Such a direction of the inlet 41 of the internal channel 4 allows that during the rotation of the blade 3 for wedging, the inlet 41 remains aligned with the pan channel 24, thus allowing continue to ensure the flow of the internal flow 51.
  • the internal air flow channel 4 of the blade 3 also opens to the salmon 36 of the blade 3 (salmon end outlet 43).
  • This end of salmon 43 makes it possible to expel part of the internal air flow 51 through the salmon 36 of the blade 3.
  • the expulsion of a part of the internal air flow 51 by the salmon 36 of the blade 3 makes it possible to reduce the intensity of the vortex that is created with the salmon 36 of the blade 3, thus increasing the aerodynamic and acoustic performances of the aircraft.
  • the vortex that is created with the salmon 36 of the blades 3 impact the flow at the level of the wing of the aircraft, and more particularly for aircraft.
  • the part of the internal air flow 51 which is expelled to the salmon 36 of the blade 3 is in particular conveyed to said salmon 36 by centrifugation when the propeller 2 is rotated about the axis of rotation ⁇ .
  • the platform of the foot 35 of the blades 3 comprises a scoop 350 which is connected to the inlet end 41 of the internal air flow channel 4.
  • the external air flow 5 can enter the internal air flow channel 4 of each of the blades 3 by the scoop 350.
  • the scoop 350 is composed of one or more holes made in the platform of the foot 35 of the blade 3, so that the flow of outside air 5 can penetrate into said holes.
  • the scoops 350 are formed in the platforms of the feet 35 of the blades 3 so that when the pitch angle of the blades 3 is set for a phase of use of the desired aircraft, for example the cruising flight phase of the aircraft.
  • the scoops 350 comprise at least one hole that is located facing the outside air flow 5 so that the flow rate of the internal flow 51 flowing in the internal air flow channel 4 is maximum.
  • the blade 3 of the third embodiment may comprise an internal air flow channel 4 which opens to the salmon 36 of the blade 3 by a salmon end outlet 43, thus making it possible to expel a part of the internal air flow 51 by the salmon 36 of the blade 3.
  • the internal air flow channel of the blade 3 comprises a salmon end outlet 43 as well as outlets 42 leading to the trailing edge 32 only between 0% and 25% of the height of the blade 3.
  • the internal air flow 51 flowing in the internal airflow channel 4 of the blades 3 can be both formed by an outside air flow 5 which enters the inlet opening of air 23 of the nose 22 of the pan 21, and at the same time by a flow of air outside 5 which enters the scoop 350 made on the platform of the foot 35 of the blades 3.
  • the blades 3 may be made of a composite material comprising a fibrous reinforcement, for example a composite obtained by resin transfer molding with a three-dimensional weaving (or 3D RTM for "three-dimensional resin transfer molding” according to the name well-known Anglo-Saxon).
  • a composite material comprising a fibrous reinforcement for example a composite obtained by resin transfer molding with a three-dimensional weaving (or 3D RTM for "three-dimensional resin transfer molding” according to the name well-known Anglo-Saxon).
  • the internal air flow channel 4 of the blades 3 can be made by decomposing certain fibers of the fibrous reinforcement, thus creating a cavity inside the blades 3.
  • the internal air flow channel 4 can be obtained according to two possible variants.
  • the first variant comprises the following steps:
  • the warp threads are the threads directed in the main elongation direction a of the blade 3
  • the weft son are the son directed transversely to the warp son.
  • at least one weft yarn and at least one carbon warp yarn are substituted with a yarn intended to form a channel (for example a hollow fiber or a fleeting fiber). removable by a suitable treatment).
  • the warp thread intended to form a channel will thus form a first portion of the internal air flow channel 4 which is directed in the direction of main elongation a and which opens at the foot 35 of the blade 3 and forms thus an inlet 41.
  • the weft thread intended to form a channel will thus form a second portion of the internal air flow channel 4 which is directed transversely with respect to the main elongation direction a and which opens at the edge of the channel. 31 and at the trailing edge 32 of the blade 3 thus forming an outlet 42.
  • the warp yarn and the weft yarn for forming channels intersect and are brought into contact so that the first and second portions of the internal channel air flow 4 are assembled and open into one another.
  • channel-forming wires are fugitive fibers, remove the wires by suitable treatment (such as heat treatment or chemical treatment).
  • the height at which the internal air flow channel 4 opens out of the trailing edge 32 is adjusted by choosing the height at which a weft yarn is substituted by a thread adapted to form a channel.
  • the number of outlets 42 at the trailing edge 32 of the internal flow channel 4 can be increased by increasing the number of weft yarns intended to form channels which cross the warp yarn intended to form a channel and who come to his touch.
  • the second variant comprises the following steps:
  • warp threads are the threads directed in the main elongation direction a of the blade 3, the weft son are the son directed transversely to the warp son.
  • the warp threads In order to vary the thickness of the fibrous blank (and therefore ultimately the blade 3), not all warp threads are woven over their entire length.
  • certain warp threads comprise two portions, a first portion which is woven with the weft yarns, and a nonwoven free portion which is intended to be cut.
  • warp yarns intended not to be woven over their entire length, at least one carbon thread is substituted by a warp thread adapted to form a channel.
  • This warp for forming a channel therefore comprises a woven portion with the weft son, and a free portion that is not woven.
  • the woven portion with the weft threads is intended to form a first portion of the internal air flow channel 4 which is directed in the main elongation direction a and which opens at the foot 35 of the blade 3 and forms thus an entry 41.
  • the warp thread intended to form a channel forms an L extending from the portion of the fibrous blank to form the foot 35 to the portion of the fibrous blank for forming the trailing edge 32.
  • the free portion of the warp thread intended to form a channel is folded, it can be woven with the warp threads, or simply be placed on the fibrous blank.
  • the free portion of the warp thread intended to form a channel thus folded down will form a second portion of the internal air flow channel 4 which is directed transversely with respect to the main elongation direction a and which opens at the trailing edge 32 of the blade 3.
  • the chain yarn intended to form a channel is a fugitive fiber, remove the yarn by carrying out a suitable treatment (such as a heat treatment or a chemical treatment).
  • a suitable treatment such as a heat treatment or a chemical treatment.
  • the height at which the internal air flow channel 4 emerges from the trailing edge 32 is adjusted by choosing the height at which the warp thread intended to form a channel is folded.
  • the number of outlets 42 at the trailing edge 32 of the internal flow channel 4 can be increased by increasing the number of chain yarns intended to form channels which comprise a free portion which is folded down.
  • the warp and / or weft son intended to form channels are hollow fibers, it is possible to increase the diameter of the fibers to increase the diameter of the channels created.

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Abstract

L'invention concerne un turbopropulseur (TP) comprenant une hélice (2) qui comprend une pale qui s'étend selon une direction(α), et qui comprend un pied (35), un bord d'attaque (31), un bord de fuite (32), et un saumon(36),et un canal interne d'écoulement d'air (4), ledit canal interne d'écoulement d'air (4) comprend une entrée (41) qui est située au niveau du pied (35) de la pale(3) et une sortie (42) qui débouche au bord de fuite (32) de la pale(3) et qui est dirigée transversalement par rapport à la direction d'élongation principale (α), de sorte qu'un écoulement d'air interne (51) qui circule dans le canal interne d'écoulement d'air (4) en entrant par l'entrée (41) au voisinage du pied (35) de la pale(3) soit expulsé par la sortie (42) au voisinage du bord de fuite (32) de la pale(3) en formant un écoulement d'air soufflé (52) qui s'éloigne du bord de fuite (32) selon une direction qui est transversale par rapport à la direction d'élongation principale (α)et qui présente une composante selon la direction d'une ligne de squelette de la pale(3) au niveau du bord de fuite (32).

Description

TURBOPROPULSEUR
La présente invention concerne les turbopropulseurs.
Plus précisément, elle concerne une structure particulière d'une pale d'une hélice de turbopropulseur d'un aéronef.
DOMAINE TECHNIQUE GÉNÉRAL ET ETAT DE LA TECHNIQUE
Les turbopropulseurs actuels pour aéronefs, et plus particulièrement les turbopropulseurs pour avion, rencontrent un problème d'interférences entre l'hélice de la soufflante et l'entrée d'air.
En effet, pour des contraintes d'intégration et de masse, ces deux composants du turbopropulseur sont très proches l'un de l'autre, par exemple de l'ordre de quelques centimètres. On comprendra alors que le fonctionnement de l'entrée d'air est fortement impacté par le passage des pales en rotation. Il en va de même pour le fonctionnement de l'hélice qui est modifié très localement lors de son passage devant la nacelle et l'entrée d'air.
Le rôle de l'hélice de la soufflante est de fournir un effort tracteur dirigée vers l'avant de l'aéronef pour lui permettre de compenser la force de traînée et ainsi se mouvoir vers l'avant. La soufflante est située en amont de tout le reste du turbopropulseur par rapport au flux d'air entrant dans le turbopropulseur, et est entraînée en rotation grâce à l'énergie récupérée en sortie de la chambre de combustion du turbopropulseur par des turbines.
Le rôle de l'entrée d'air, sur un turbopropulseur, est d'alimenter le moteur avec de l'air et de le protéger des agressions externes. Pour des raisons de performances et d'opérabilité du compresseur, l'alimentation en air doit être la plus homogène, afin de limiter la distorsion (l'écart entre la pression totale moyenne et la pression totale minimum). L'intégration de l'entrée d'air doit aussi se faire en prenant en compte des contraintes propres aux turbopropulseurs, comme la présence d'une boîte de vitesse pour l'hélice (ou PGB pour Propeller Gear Box selon la terminologie anglo-saxonne bien connue), une interface moteur-nacelle, un système de dégivrage et un respect des contraintes d'ingestion. Le respect de ces contraintes entraîne une forme d'entrée d'air en S qui est très sensible à la distorsion et pénalisant sur le rendement.
Le passage des pales de la soufflante devant l'entrée d'air durant la rotation de l'hélice crée une perturbation de distorsion dans l'air en amont de l'entrée d'air, mais aussi une chute de la pression dynamique, également appelée pression totale, (sillage des pales). Cette chute nuit au fonctionnement et au rendement de l'entrée d'air par augmentation des pertes de charges. La diminution du rendement de l'entrée d'air impacte le rendement du moteur. La réduction de la distorsion permet quant à elle d'augmenter l'opérabilité du compresseur du turbopropulseur. En dehors du sillage des pales, l'hélice comprime légèrement l'écoulement, de façon à augmenter la pression dynamique. Cette compression a un effet bénéfique sur le fonctionnement de l'entrée d'air, mais qui est atténué par l'effet négatif du sillage des pales.
PRÉSENTATION GÉNÉRALE DE L'INVENTION
Un but général de l'invention est de proposer une solution permettant de compenser la chute de pression totale dans le sillage des pales de la soufflante ingéré par l'entrée d'air. Elle vise ainsi à améliorer les performances de l'ensemble hélice-entrée d'air.
Plus particulièrement, selon un premier aspect, l'invention consiste une pale d'une hélice d'un turbopropulseur s'étendant selon une direction d'élongation principale, comprenant un pied, un saumon, un bord d'attaque, un bord de fuite et un canal interne d'écoulement d'air, caractérisée en ce que le canal interne d'écoulement d'air comprend une entrée qui est située au niveau du pied de la pale et une sortie qui débouche au voisinage du bord de fuite de la pale et qui est dirigée transversalement par rapport à la direction d'élongation principale, de sorte qu'un écoulement d'air interne qui circule dans le canal interne en entrant par l'entrée au voisinage du pied de la pale soit expulsé par la sortie au voisinage du bord de fuite de la pale en formant un écoulement d'air soufflé qui s'éloigne du bord de fuite selon une direction qui est transversale par rapport à la direction d'élongation principale et qui présente une composante selon la direction d'une ligne de squelette de la pale au niveau du bord de fuite.
Selon une caractéristique supplémentaire, la sortie du canal interne d'écoulement d'air est dirigée selon une direction inclinée par rapport à la ligne de squelette de la pale.
Selon une caractéristique additionnelle, le canal interne d'écoulement d'air de la pale débouche également au saumon de la pale, de sorte qu'une partie du flux d'air interne circulant dans le canal interne d'écoulement d'air soit expulsée par le saumon de la pale.
Selon une caractéristique particulière, une plateforme du pied comprend une écope, et ladite écope est reliée à l'entrée du canal interne d'écoulement d'air de la pale, de sorte qu'un écoulement d'air extérieur puisse pénétrer dans l'écope, circuler dans le canal interne d'écoulement d'air en formant l'écoulement d'air interne, et être expulsé par l'extrémité de sortie en formant l'écoulement d'air soufflé.
Selon une autre caractéristique, le canal interne d'écoulement d'air comprend plusieurs extrémités de sortie réparties le long de la direction d'élongation principale sur une zone du bord de fuite.
Selon une caractéristique supplémentaire, la pale est composée d'un matériau composite comprenant un renfort fibreux.
Selon une caractéristique additionnelle, la sortie débouchant au bord de fuite est située uniquement entre 0% et 25% de la hauteur de la pale.
Selon un deuxième aspect, l'invention consiste en une hélice comprenant une casserole qui comprend un nez, caractérisée en ce qu'elle comprend une pale selon l'une des caractéristiques citées précédemment.
Selon une autre caractéristique, l'hélice comprend :
- une ouverture de prélèvement d'air située sur le nez de la casserole ;
- un canal de casserole qui relie l'ouverture de prélèvement d'air à l'extrémité d'entrée du canal interne d'écoulement d'air de la pale, de sorte que l'écoulement d'air extérieur puisse pénétrer dans l'ouverture de prélèvement d'air, circuler dans le canal de casserole et le canal interne d'écoulement d'air en formant l'écoulement interne, et être expulsé par la sortie au bord de fuite de la pale en formant l'écoulement d'air soufflé.
Selon un troisième aspect, l'invention consiste en un turbopropulseur comprenant une entrée d'air qui s'étend selon un axe directionnel et qui est conformée pour qu'un écoulement d'air de fonctionnement entre dans le turbopropulseur, caractérisé en ce qu'il comprend une hélice selon l'une des caractéristiques citées précédemment qui est rotative autour d'un axe de rotation et qui est située en amont de l'entrée d'air par rapport à l'écoulement d'air de fonctionnement.
Selon une caractéristique additionnelle :
- l'hélice comprend au moins une pale qui, lorsque ladite hélice est mise en rotation autour de l'axe de rotation, crée un sillage qui perturbe l'écoulement d'air de fonctionnement au niveau de l'entrée d'air ;
- la sortie est située au niveau de l'entrée d'air de sorte que l'écoulement d'air soufflé soit expulsé au bord de fuite de la pale de manière à réduire le sillage de la pale au niveau de l'entrée d'air.
DESCRIPTIF DES FIGURES
D'autres caractéristiques, buts et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre, et en regard des dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs et sur lesquels :
• la figure 1 représente un turbopropulseur selon un premier mode de réalisation ;
· la figure 2 représente une pale selon le premier mode de réalisation ;
• la figure 3 représente une vue en coupe d'une pale au niveau d'une extrémité de sortie du canal interne d'écoulement d'air de la pale selon un quelconque mode de réalisation ;
· la figure 4 représente une pale selon un deuxième mode de réalisation ;
• la figure 5 représente une hélice selon un troisième mode de réalisation. DESCRIPTION D'UN OU PLUSIEURS EXEMPLES DE MODE DE
REALISATION On a représenté sur la figure 1, l'entrée d'air 1 et l'hélice 2 de la soufflante d'un turbopropulseur TP. De façon classique, lorsque l'aéronef est en marche, un écoulement d'air de fonctionnement 53 se forme et pénètre dans l'entrée d'air 1 après avoir traversé l'hélice 2 afin d'alimenter le compresseur et la turbine du turbopropulseur TP. La rotation de l'arbre moteur du turbopropulseur TP est renvoyée vers l'hélice 2 au travers d'un réducteur mécanique PGB (non représenté) afin d'entraîner celle-ci en rotation autour de son axe de rotation (axe φ sur la figure).
L'hélice 2 comprend plusieurs pales 3 réparties autour de l'axe cp, chaque pale 3 s'étendant selon une direction d'élongation principale a et présentant une hauteur, un rayon, un bord d'attaque 31, un bord de fuite 32, un intrados 33, un extrados 34, un pied 35, un sommet, et saumon 36 (figures 2 et 3). On entend par saumon 36 de l'aube la surface du sommet de la pale 3 pour laquelle la pale 3 a son rayon maximal .
L'hélice 2 comporte également une casserole d'hélice 21 qui est centrée par rapport à l'axe de rotation φ et qui présente un nez conique 22 disposé en amont des pales 3. Cette casserole d'hélice 21 comporte au niveau de son nez 22 une ouverture de prélèvement d'air 23, qui se prolonge à l'intérieur de la casserole 21 par différents canaux de casserole 24, qui permettent de guider l'air entrant par l'ouverture 23, jusqu'aux pieds 35 des pales 3.
Chaque pale 3 comprend quant à elle un canal interne d'écoulement d'air 4 qui s'étend, à l'intérieur de ladite pale 3, à partir de son pied 35 vers le saumon 36 de la pale 3. Ce canal interne d'écoulement d'air 4 débouche au niveau du fond du pied 35 de la pale 3 par une entrée 41 dans le prolongement du canal de casserole 24 qui correspond à ladite pale 3.
A son extrémité, ce canal interne d'écoulement d'air 4 débouche de la pale 3 par une ou plusieurs sortie(s) 42 qui est (sont) située(s) au niveau du bord de fuite 32 et/ou qui est (sont) située(s) en son voisinage immédiat.
Cette (ces) sortie(s) 42 est (sont) dirigée(s) transversalement par rapport à la direction d'élongation principale a de la pale 3, les axes de ces sorties 42 étant par exemple, mais pas nécessairement, perpendiculaires à la direction générale du bord de fuite 32.
Dans l'exemple des figures 1 à 3, le canal interne d'écoulement d'air 4 comprend quatre sorties 42 débouchant du bord de fuite 32 de la pale 3. Ces sorties 42 sont disposées dans une zone du bord de fuite 32 susceptible de se retrouver au droit de l'entrée d'air 1 lors de la rotation de l'hélice 2. Ainsi, les sorties 42 sont préférentiellement situées entre 0% et 25% de la hauteur de la pale 3. Elles y sont réparties en étant de préférence régulièrement espacées les unes par rapport aux autres. Les sorties 42 sont situées de manière préférentielle uniquement entre 0% et 25% de la hauteur de la pale 3. Cela permet de réduire le sillage de la pale 3 uniquement au droit de l'entrée d'air 1. Par « entre 0% et 25% de la hauteur de la pale 3 » on comprend que les sorties 42 sont situées dans une région du bord de fuite 32 partant du pied 35 de l'aube 3 et qui fait un quart de la hauteur totale de ladite aube 3.
Le nombre de sorties 42 peut bien entendu être différent : typiquement de un à dix.
En rotation de l'hélice 2, la circulation d'air est la suivante :
- un écoulement d'air extérieur 5 pénètre dans la casserole 21 par l'ouverture de prélèvement d'air 23 réalisé dans le nez 22 de ladite casserole 21, et forme ainsi l'écoulement interne
51 ;
- l'écoulement interne 51 circule dans la casserole 21 à l'intérieur des canaux de casserole 24, par lesquels il est acheminé jusqu'à chacun des pieds 35 des pales 3 ; - l'écoulement interne 51 pénètre dans le canal interne d'écoulement d'air 4 de chacune des pales 3 par son entrée 41 ;
- il est expulsé de chacune des pales 3 par la ou les sorties 42 du canal interne d'écoulement d'air 4, qui crée un écoulement d'air soufflé 52 qui sort transversalement du bord de fuite 32, au niveau de la zone de celui-ci qui est destiné à passer au droit de l'entrée d'air 1.
Les écoulements d'air soufflé 52 ainsi formés dans le sillage des pales 3 permettent de limiter les effets instationnaires liés au passage des pales
3 devant l'entrée d'air 1. La limitation de ces effets aura pour conséquence d'améliorer les performances de l'entrée d'air 1 en augmentant le rendement.
On notera en outre que ceci permet également d'améliorer les performances acoustiques de l'aéronef, grâce à la réduction :
- du bruit d'interaction entre l'hélice 2 et l'entrée d'air 1 en réduisant le gradient de vitesse de l'écoulement de fonctionnement 53 lorsqu'il arrive dans l'entrée d'air 1 ;
- du compresseur du turbopropulseur TP en réduisant les bruits de charges instationnaires créés par les distorsions crées par le sillage des pales 3 dans l'écoulement d'air de fonctionnement 53 ;
- du bruit d'interaction entre l'hélice 2 et la voilure de l'aéronef selon le même mécanisme que la réduction du bruit d'interaction entre l'hélice 2 et l'entrée d'air 1.
Enfin, une telle solution ne nécessite pas de prélever une partie de l'air en sortie du compresseur, solution qui diminue directement le rendement du compresseur. Les écoulements d'air soufflé 52 ont une direction d'écoulement transversale à l'axe d'élongation principale a de la pale 3 qui s'éloigne du bord de fuite 32 et qui présente une composante selon la direction d'une ligne de squelette S de la pale 3 au niveau du bord de fuite 32, de sorte qu'ils puissent pénétrer dans l'entrée d'air 1, et ainsi limiter la chute de pression du sillage des pales 3 de l'hélice 2. Afin de donner une telle direction aux écoulements d'air soufflé 52 à la sortie du bord de fuite 32 de la pale 3, les extrémités de sortie 42 sont également dirigées transversalement par rapport à la direction d'élongation principale a de la pale 3.
D'une manière préférentielle, les écoulements d'air soufflé 52 ont une direction d'écoulement qui présente une composante principale qui est dirigée selon la direction de la ligne de squelette S au niveau du bord de fuite 32, de sorte que les écoulements d'air soufflé 52 soient situés dans le sillage de la pale 3, de manière à réduire le déficit de vitesse du sillage de la pale 3.
Les pales 3 de l'hélice 2 sont pivotables par rapport à un axe de calage, qui est dirigé selon la direction d'élongation principale a dans ce mode de réalisation, afin de pouvoir adapter la forme de l'hélice 2 pendant les différentes phases d'utilisation de l'aéronef (le décollage, la phase de vol de croisière...)- Cette possibilité de pivotement de chacune des pales 3 est réalisée par le fait que le pied 35 de chacune des pales 3 comprend une plateforme qui forme un pivot avec la casserole 21 de l'hélice 2. Un angle d'inclinaison de la pale 3 autour de l'axe de calage, ici la direction d'élongation principale a, par rapport à sa position au repos est appelé « angle de calage ».
En fonction de l'angle de calage de la pale 3, la direction des écoulements d'air soufflé 52 change par rapport à l'axe directionnel γ de l'entrée d'air 1, de sorte qu'il est possible que les écoulements d'air soufflé 52 n'entrent pas dans l'entrée d'air 1. De plus, la variation de l'angle de calage de la pale 3 fait varier l'angle du sillage de la pale 3. Ainsi, afin d'assurer d'une part que les écoulements d'air soufflé 52 rentrent bien dans l'entrée d'air 1 durant la phase d'utilisation de l'aéronef souhaitée, par exemple la phase de vol de croisière ; et d'autre part que les écoulements d'air soufflé 52 soient bien dirigés dans le sillage de la pale 3 durant ladite phase d'utilisation de l'aéronef souhaitée, comme représenté sur la figure 3, les écoulements d'air soufflé 52 sont dirigés selon une direction inclinée d'un angle de soufflage β par rapport à la ligne de squelette S de la pale 3. La ligne de squelette S de la pale 3 est composée des points qui sont équidistants de l'intrados 33 et de l'extrados 34 de la pale 3. Une telle solution permet de maximiser l'efficacité du soufflage des écoulements d'air soufflé 52 par le bord de fuite 32 des pales 3 durant une phase d'utilisation de l'aéronef choisie. Afin que les écoulements d'air soufflé 52 soient dirigés selon une telle direction, les extrémités de sortie 42 sont dirigées selon une direction inclinée de l'angle de soufflage β par rapport à la ligne de squelette S.
L'angle de soufflage β est déterminé selon le modèle du turbopropulseur TP, de sorte que les écoulements d'air soufflé 52 soient dirigés en direction de l'entrée d'air 1 lorsque les pales passent au droit de l'entrée d'air 1 lors de la rotation de l'hélice 2 lors de la phase d'utilisation de l'aéronef désirée. L'angle de soufflage β est amené à varier suivant la forme des pales 3, la position de l'entrée d'air 1 par rapport à l'hélice 2, et suivant la variation de l'angle de calage imposée par le modèle de l'hélice 2 entre les différentes phases d'utilisation de l'aéronef. De préférence, l'angle β est compris entre -15° et 15°.
De plus, l'entrée 41 du canal interne d'écoulement d'air 4 est dirigée selon l'axe de calage de la pale 3, et donc, dans ce mode de réalisation, l'entrée 41 est dirigée selon la direction d'élongation principale a de la pale 3. Une telle direction de l'entrée 41 du canal interne 4 permet que lors de la rotation de la pale 3 pour le calage, l'entrée 41 reste alignée avec le canal de casserole 24, permettant ainsi de continuer à assurer la circulation de l'écoulement interne 51.
Selon un autre mode de réalisation représenté sur la figure 4, le canal interne d'écoulement d'air 4 de la pale 3 débouche également au saumon 36 de la pale 3 (sortie d'extrémité de saumon 43). Cette extrémité de saumon 43 permet d'expulser une partie de l'écoulement d'air interne 51 par le saumon 36 de la pale 3. Le fait d'expulser une partie de l'écoulement d'air interne 51 par le saumon 36 de la pale 3 permet de réduire l'intensité du tourbillon qui se créé au saumon 36 de la pale 3, augmentant ainsi les performances aérodynamiques et acoustiques de l'aéronef. En effet, le tourbillon qui se crée au saumon 36 des pales 3 impact l'écoulement au niveau de la voilure de l'aéronef, et plus particulièrement pour les avions. La partie de l'écoulement d'air interne 51 qui est expulsée au saumon 36 de la pale 3 est notamment acheminée audit saumon 36 par centrifugation lorsque l'hélice 2 est mise en rotation autour de l'axe de rotation φ.
Selon un autre mode de réalisation encore illustré sur la figure 5, la plateforme du pied 35 des pales 3 comprend une écope 350 qui est reliée à l'extrémité d'entrée 41 du canal interne d'écoulement d'air 4. Ainsi, l'écoulement d'air extérieur 5 peut pénétrer dans le canal interne d'écoulement d'air 4 de chacune des pales 3 par l'écope 350.
L'écope 350 est composée d'un ou plusieurs trous réalisés dans la plateforme du pied 35 de la pale 3, de sorte que l'écoulement d'air extérieur 5 peut pénétrer dans lesdits trous.
Les écopes 350 sont formées dans les plateformes des pieds 35 des pales 3 de sorte que lorsque l'angle de calage des pales 3 est réglé pour une phase d'utilisation de l'aéronef désirée, par exemple la phase de vol de croisière de l'aéronef, les écopes 350 comprennent au moins un trou qui est situé face à l'écoulement d'air extérieur 5 de sorte que le débit de l'écoulement interne 51 circulant dans le canal interne d'écoulement d'air 4 soit maximal.
Selon une variante possible, la pale 3 du troisième mode de réalisation peut comprendre un canal interne d'écoulement d'air 4 qui débouche au saumon 36 de la pale 3 par une sortie d'extrémité de saumon 43, permettant ainsi d'expulser une partie de l'écoulement d'air interne 51 par le saumon 36 de la pale 3. Selon une variante avantageuse, le canal interne d'écoulement d'air de la pale 3 comprend une sortie d'extrémité de saumon 43 ainsi que des sorties 42 débouchant au bord de fuite 32 uniquement entre 0% et 25% de la hauteur de la pale 3. Les modes de réalisation présentés précédemment peuvent être combinés. Ainsi, l'écoulement d'air interne 51 circulant dans le canal interne d'écoulement d'air 4 des pales 3 peut être à la fois formé par un écoulement d'air extérieur 5 qui pénètre dans l'ouverture d'entrée d'air 23 du nez 22 de la casserole 21, et à la fois par un écoulement d'air extérieur 5 qui pénètre par l'écope 350 réalisée sur la plateforme du pied 35 des pales 3.
Enfin, les pales 3 peuvent être réalisées en un matériau composite comprenant un renfort fibreux, par exemple un composite obtenu par moulage par transfert de résine avec un tissage en trois dimensions (ou 3D RTM pour « three dimensions Resin Transfer Molding » selon l'appellation anglo-saxonne bien connue). Ainsi, le canal interne d'écoulement d'air 4 des pales 3 peut être réalisé en décomposant certaines fibres du renfort fibreux, créant ainsi une cavité à l'intérieur des pales 3.
Plus précisément, le canal interne d'écoulement d'air 4 peut être obtenu selon deux variantes possibles.
La première variante comprend les étapes suivantes :
- Tisser une pluralité de fils de trame et une pluralité de fils de chaîne de manière à obtenir une ébauche fibreuse, les dits fils étant par exemple en carbone. Les fils de chaîne sont les fils dirigés selon la direction d'élongation principale a de la pale 3, les fils de trame sont les fils dirigés transversalement par rapport aux fils de chaîne. Parmi les fils de trame et les fils de chaîne destinés à être tissés, on substitue au moins un fil de trame et au moins un fil de chaîne en carbone par un fil destiné à former un canal (par exemple une fibre creuse ou une fibre fugitive éliminable par un traitement adapté). Le fil de chaîne destiné à former un canal va ainsi former une première portion du canal interne d'écoulement d'air 4 qui est dirigée selon la direction d'élongation principale a et qui débouche au niveau du pied 35 de la pale 3 et forme ainsi une entrée 41. Le fil de trame destiné à former un canal va ainsi former une seconde portion du canal interne d'écoulement d'air 4 qui est dirigée transversalement par rapport à la direction d'élongation principale a et qui débouche au bord d'attaque 31 et au bord de fuite 32 de la pale 3 en formant ainsi une sortie 42. Le fil de chaîne et le fil trame destinés à former des canaux se croisent et sont mis en contact de manière que la première et la seconde portion du canal interne d'écoulement d'air 4 soient assemblées et débouchent l'une dans l'autre.
- Mettre en forme l'ébauche fibreuse de manière à réaliser une préforme de la pale 3.
- Densifier la préforme en imprégnant ladite préforme avec un matériau constitutif de la matrice.
- Si les fils destinés à former des canaux sont des fibres fugitives, éliminer lesdits fils en procédant à un traitement adapté (comme un traitement thermique ou un traitement chimique).
- Obturer la seconde portion du canal interne d'écoulement d'air 4 au niveau du bord d'attaque 31, par exemple en posant un film de polyuréthane anti-érosion, ou en posant un tapis chauffant de dégivrage audit bord d'attaque 31, ou par injection d'une résine, ou par injection d'une résine suivie de la pose d'un tapis chauffant de dégivrage audit bord d'attaque 31.
Dans cette première variante, la hauteur à laquelle le canal interne d'écoulement d'air 4 débouche du bord de fuite 32 est réglée en choisissant la hauteur à laquelle un fil de trame est substitué par un fil adapté à former un canal.
De plus, dans cette première variante on peut augmenter le nombre de sortie 42 au bord de fuite 32 du canal interne d'écoulement 4 en augmentant le nombre de fils de trame destinés à former des canaux qui viennent croiser le fil de chaîne destiné à former un canal et qui viennent à son contact.
La seconde variante comprend les étapes suivantes :
- Tisser une pluralité de fils de trame et une pluralité de fils de chaîne de manière à obtenir une ébauche fibreuse, les dits fils étant par exemple en carbone. Les fils de chaîne sont les fils dirigés selon la direction d'élongation principale a de la pale 3, les fils de trame sont les fils dirigés transversalement par rapport aux fils de chaîne. Afin de faire varier l'épaisseur de l'ébauche fibreuse (et donc in fine de la pale 3), les fils de chaîne ne sont pas tous tissés sur toute leur longueur. Ainsi, certains fils de chaîne comprennent deux portions, une première portion qui est tissée avec les fils de trame, et une portion libre non tissée qui est destinée à être coupée. Parmi ces fils de chaîne destinés à ne pas être tissés sur toute leur longueur, on substitue au moins un fil en carbone par un fil de chaîne adapté à former un canal. Ce fil de chaîne destiné à former un canal comprend donc une portion tissée avec les fils de trame, et une portion libre qui n'est pas tissée. La portion tissée avec les fils de trame est destinée à former une première portion du canal interne d'écoulement d'air 4 qui est dirigée selon la direction d'élongation principale a et qui débouche au niveau du pied 35 de la pale 3 et forme ainsi une entrée 41.
- Plier la portion libre du fil de chaîne destiné à former un canal en la rabattant vers la partie de l'ébauche fibreuse destinée à former le bord de fuite 32 de la pale 3. Ainsi, le fil de chaîne destiné à former un canal forme un L qui s'étend depuis la partie de l'ébauche fibreuse destinée à former le pied 35 jusqu'à la partie de l'ébauche fibreuse destinée à former le bord de fuite 32. Lorsque la portion libre du fil de chaîne destiné à former un canal est rabattue, elle peut être tissée avec les fils de chaîne, ou bien être simplement posée sur l'ébauche fibreuse. La portion libre du fil de chaîne destiné à former un canal ainsi rabattue va former une seconde portion du canal interne d'écoulement d'air 4 qui est dirigée transversalement par rapport à la direction d'élongation principale a et qui débouche au bord de fuite 32 de la pale 3.
- Mettre en forme l'ébauche fibreuse de manière à réaliser une préforme de la pale 3.
- Densifier la préforme en imprégnant ladite préforme avec un matériau constitutif de la matrice.
- Si le fil de chaîne destiné à former un canal est une fibre fugitive, éliminer ledit fil en procédant à un traitement adapté (comme un traitement thermique ou un traitement chimique).
Dans cette seconde variante, la hauteur à laquelle le canal interne d'écoulement d'air 4 débouche du bord de fuite 32 est réglée en choisissant la hauteur à laquelle le fil de chaîne destiné à former un canal est plié. De plus, dans cette seconde variante on peut augmenter le nombre de sortie 42 au bord de fuite 32 du canal interne d'écoulement 4 en augmentant le nombre de fils de chaînes destinés à former des canaux qui comprennent une portion libre qui est rabattue.
Dans les deux variantes décrites précédemment qui permettent de former le canal interne d'écoulement d'air 4 à l'intérieur de la pale 3, afin d'augmenter le diamètre du canal interne d'écoulement d'air, il est possible d'utiliser plusieurs fils de chaîne et/ou plusieurs fils de trame destinés à former des canaux en les juxtaposant de manière à augmenter le diamètre du canal créé par l'élimination desdits fils.
Dans le cas où les fils de chaîne et/ou de trame destinés à former des canaux sont des fibres creuses, il est possible d'augmenter le diamètre des fibres pour augmenter le diamètre des canaux créés.
Enfin, dans les deux variantes décrites précédemment qui permettent de former le canal interne d'écoulement d'air 4 à l'intérieur de la pale 3, il est possible de substituer un fil de chaîne en carbone par un fil de chaîne destiné à former un canal qui sera tissé depuis la partie de l'ébauche fibreuse destinée à former le pied 35, jusqu'à la partie de l'ébauche fibreuse destinée à former le saumon 36. Une telle solution permet de faire déboucher le canal interne d'écoulement d'air 4 au saumon de la pale 3. Afin de choisir les matériaux pour les fils de chaîne et de trame, les matériaux pour les fils de chaîne et de trame destinés à former des canaux ainsi que les traitements pour les éliminer, on pourra se référer au document FR 2 955 609 qui décrit un procédé de fabrication de pales en matériau composite. Le document FR 2 955 609 décrit également les armures utilisable pour le tissage des fils.
On pourra également se référer au document WO2006/136755 pour choisir l'armure à utiliser pour le tissage, le document WO2006/136755 enseignant d'autres armures utilisables.

Claims

REVENDICATIONS
1. Turbopropulseur (TP) comprenant une entrée d'air (1) qui s'étend selon un axe directionnel (γ) et qui est conformée pour qu'un écoulement d'air de fonctionnement (53) entre dans le turbopropulseur (TP), le turbopropulseur comprenant une hélice (2) qui est rotative autour d'un axe de rotation (cp) et qui est située en amont d'une entrée d'air (1) par rapport à l'écoulement d'air de fonctionnement (53), l'hélice (2) comprenant au moins une pale (3) qui, lorsque ladite hélice (2) est mise en rotation autour de l'axe de rotation (cp), crée un sillage qui perturbe l'écoulement d'air de fonctionnement (53) au niveau de l'entrée d'air (1), ladite pale (3) s'étendant selon une direction d'élongation principale (a), ladite pale (3) comprenant un pied (35), un bord d'attaque (31), un bord de fuite (32), et un saumon (36), caractérisé en ce que ladite pale (3) comprend en outre un canal interne d'écoulement d'air (4) qui comprend une entrée (41) qui est située au niveau du pied (35) de la pale (3) et une sortie (42) qui débouche au bord de fuite (32) de la pale (3) et qui est dirigée transversalement par rapport à la direction d'élongation principale (a), de sorte qu'un écoulement d'air interne (51) qui circule dans le canal interne d'écoulement d'air (4) en entrant par l'entrée (41) au voisinage du pied (35) de la pale (3) soit expulsé par la sortie (42) au voisinage du bord de fuite (32) de la pale (3) en formant un écoulement d'air soufflé (52) qui s'éloigne du bord de fuite (32) selon une direction qui est transversale par rapport à la direction d'élongation principale (a) et qui présente une composante selon la direction d'une ligne de squelette (S) de la pale (3) au niveau du bord de fuite (32), la sortie (42) étant située au niveau de l'entrée d'air (1) de sorte que l'écoulement d'air soufflé (52) soit expulsé au bord de fuite (32) de la pale (3) de manière à réduire le sillage de la pale (3) au niveau de l'entrée d'air (1).
2. Turbopropulseur (TP) selon la revendication 1, caractérisé en ce que la sortie (42) débouchant au bord de fuite (32) est située uniquement entre 0% et 25% de la hauteur de la pale (3).
3. Turbopropulseur (TP) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la sortie (42) du canal interne d'écoulement d'air (4) est dirigée selon une direction inclinée par rapport à la ligne de squelette (S) de la pale (3).
4. Turbopropulseur (TP) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le canal interne d'écoulement d'air (4) de la pale (3) débouche également au saumon (36) de la pale (3), de sorte qu'une partie du flux d'air interne (51) circulant dans le canal interne d'écoulement d'air (4) soit expulsée par le saumon (36) de la pale (3).
5. Turbopropulseur (TP) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'une plateforme du pied (35) comprend une écope (350), et que ladite écope (350) est reliée à l'entrée (41) du canal interne d'écoulement d'air (4) de la pale (3), de sorte qu'un écoulement d'air extérieur (5) puisse pénétrer dans l'écope (350), circuler dans le canal interne d'écoulement d'air (4) en formant l'écoulement d'air interne (51), et être expulsé par l'extrémité de sortie (42) en formant l'écoulement d'air soufflé (52).
6. Turbopropulseur (TP) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le canal interne d'écoulement d'air (4) comprend plusieurs sorties (42) réparties le long de la direction d'élongation principale (a) sur une zone du bord de fuite (32).
7. Turbopropulseur (TP) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la pale (3) est composée d'un matériau composite comprenant un renfort fibreux.
8. Turbopropulseur (TP) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'hélice (2) comprend une casserole (21) qui comprend un nez (22).
9. Turbopropulseur (TP) selon la revendication 8 caractérisé en ce que l'hélice (2) comprend :
- une ouverture de prélèvement d'air (23) située sur le nez (22) de la casserole (21) ;
- un canal de casserole (24) qui relie l'ouverture de prélèvement d'air (23) à l'entrée (41) du canal interne d'écoulement d'air (4) de la pale
(3), de sorte que l'écoulement d'air extérieur (5) puisse pénétrer dans l'ouverture de prélèvement d'air (23), circuler dans le canal de casserole (24) et le canal interne d'écoulement d'air (4) en formant l'écoulement interne (51), et être expulsé par la sortie (42) au bord de fuite (32) de la pale (3) en formant l'écoulement d'air soufflé (52).
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