WO2016132041A1 - Dispositif pour le reglage individuel d'une pluralite d'aubes radiales fixes a calage variable dans une turbomachine - Google Patents

Dispositif pour le reglage individuel d'une pluralite d'aubes radiales fixes a calage variable dans une turbomachine Download PDF

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WO2016132041A1
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axis
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PCT/FR2016/050272
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Nils BORDONI
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Snecma
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Definitions

  • variable-pitch stator radial vanes To improve the performance of this turbomachine, it has been proposed to mount upstream of the mobile blower a plurality of variable-pitch stator radial vanes, the variable-pitch radial vanes being configured to deflect the incident axial air and the blower. mobile being configured to straighten axially this deflected air in the secondary vein.
  • the introduction of variable-stator radial stator vanes notably makes it possible to improve the performance of the turbomachine for a set of flight conditions and to reduce its acoustic impact.
  • the variable pitch setting devices of blades already commonly present in the turbomachines allow only a uniform variation of blade setting. Indeed, each blade is connected to a control ring by a lever or rod.
  • variable-pitch stator vane of this type is described in the document FR 2,688,827 of the Applicant. However, they do not make it possible to adapt, in dynamics, the setting of the blades to inhomogeneities of the flow entering in azimuth.
  • the object of the invention is to propose a solution for orienting the vanes of a turbomachine stator, for straightening the flow through the vanes by individually adapting the wedging of the blades to at least a certain number of flight conditions and variations of the turbine. desired effect as a function of the azimuth of the vanes around the axis of the stator.
  • the invention aims to achieve this objective by limiting the complexity of the means used.
  • the proposed solution is applicable in particular to the example presented but not exclusively. It may concern, for example, the adaptation of the setting of the OGV as a function of downstream obstructions, to preserve the operability of the turbomachine, or the adaptation of the setting of the vanes of a rectifier at the input of a compressor. It may allow, in particular, to increase the margin pumping compressor or fan, placed upstream or downstream stator blades thus driven, by straightening the flow more accurately.
  • variable setting of the radial stator vanes it is possible to adapt the deflection of the incident air flow as a function of the needs of the turbomachine, that is to say, of its operating state.
  • the individual adjustment system of the blade setting with at least two control rings makes it possible to change the setting of the blades with different laws according to their position in azimuth.
  • the adjustment system has at least two degrees of freedom allowing a more refined optimization of the aerodynamic criteria, each control ring corresponding to a degree of freedom.
  • the connecting rods of said assembly being successively articulated in pairs around substantially radial axes of articulation, a first connecting rod is mounted to rotate about a first and a second substantially radial pivot axis, the first axis with the pivot pin being mounted on said first control ring and the second pivot axis being configured to be positioned independently of the position of the first control ring, and a second connecting rod is pivotally mounted on the first link about a first axis. articulation, located at a first distance from said second pivot axis, determined for each blade.
  • This assembly of the first connecting rod pivoting about an axis independent of the first control ring makes it possible to transform the movement of the first control ring relative to the other pivot axis of the first connecting rod into a movement of the second connecting rod with a amplification factor directly connected to the position of its articulation on the first connecting rod. This movement of the second link can then be transmitted to the dawn substantially decoupled from the movement of the second ring.
  • modifiable link means make it possible to move the first hinge axis on the first link during a maintenance or tuning operation of the turbomachine.
  • a pivot connection is arranged to connect said blade to said set of rods about a third pivot axis, substantially radial, connected to the blade and offset along said axis of the blade. turbomachine with respect to a wedge axis of said blade.
  • Pivoting the first connecting rod on the fixed casing gives a determined amplification ratio between the movement of the first control ring and the pivot point fixed on this first connecting rod, while the articulation between the first connecting rod and the third connecting rod by the second rod gives the degree of freedom then necessary for the second control ring can act independently on the set of rods.
  • the fourth pivot axis is substantially in the same plane perpendicular to said axis of the turbomachine as a wedge axis of the blade.
  • the first and third links are substantially parallel to said axis of the turbomachine for at least one position of the control rings.
  • the second and fourth connecting rods are substantially perpendicular to said axis of the turbomachine for at least one position of the control rings.
  • the second pivot axis is mounted on the second control ring and the second link of said assembly is pivotally mounted about the third pivot axis.
  • the relative displacement of the first ring relative to the second which can induce differentiated calibration variations as a function of the azimuth of each blade to take account of the variable inhomogeneity of the incoming flow, while common displacement of the first and second rings can adjust the blade pitch substantially uniformly in azimuth for adaptation according to the flight regime.
  • said sets of connecting rods are arranged in such a way that the ratios between the variation of the wedging angle induced by a unitary displacement of the first control ring and the variation of the wedging angle induced by a unit displacement of the second control ring is different for at least two of said vanes.
  • the invention also relates to a turbomachine module, comprising at least one annular row of variable-pitch stator vanes, extending substantially radially about an axis of the turbomachine, at least one stator casing extending radially to the inside or outside of the blades, and a device for adjusting the setting of said at least one annular row of vanes, as described above.
  • the invention also relates to a turbomachine, characterized in that it comprises at least one device as described above, or a module as described above and placed, for example, upstream of a fan, downstream of a fan or in a compressor.
  • Radial stator vanes capable of straightening a flow in a vein are distributed in a ring in rectifier modules.
  • rectifier modules capable of straightening a flow in a vein are distributed in a ring in rectifier modules.
  • non-rectifier structural modules comprising radial arms between the housings by the following characteristics:
  • the value of the "spacing" is greater than 0.8 for a rectifier module, while it is less than 0.5 for a non-rectifier module; and the angle of incidence of the radial vanes of a rectifier module along the axis of the turbomachine depends on the fan propeller but must be at least 15 ° to have a rectifying effect, while remaining normally less than 65 °.
  • the invention also relates to a method for adjusting the setting of at least one annular row of blades with variable pitch, with a device as described above, during a maintenance or development operation of the turbomachine, comprising a preliminary step of determining, for each blade, values of said first distance on the first link and a second distance, defined by the difference between the third pivot axis and an axis of articulation of the connecting rod of said set mounted on said third pivot axis, said values making it possible to obtain a given law of evolution of the wedging angles as a function of the evolution of the positions of the first and second control rings, the method then comprising a step a) of adjust the second distance for at least one blade, and / or a step b) of adjusting the first distance, for at least one blade.
  • FIG. 1 is a sectional view of a turbomachine turbofan according to the prior art
  • FIG. 2 is a sectional view of a turbofan engine according to the invention
  • Figure 3 is a schematic sectional representation of the radial stator vanes during takeoff
  • FIG. 5A is a diagrammatic representation of a plurality of clamping positions of a radial stator vane of one-piece stator according to the invention comprising a movable body;
  • FIG. 5B is a diagrammatic representation of several stall positions of a radial stator vane according to the invention comprising a fixed body and a movable flap;
  • Figure 6 is a schematic side view of a radial stator vane according to the invention comprising a fixed body and a movable flap;
  • Figure 7 is a sectional view of another embodiment of a turbofan engine according to the invention.
  • Figure 8 is a schematic representation, seen radially from above, of a first embodiment of a radial stator blade and means for adjusting its wedging according to the invention
  • Figure 9A is a schematic representation of a plurality of blade stagger positions shown in Figure 8 for different displacements of a first control ring;
  • FIG. 10 is a diagrammatic representation of a plurality of blade setting positions shown in FIG. 8 for different geometrical parameters in the adjusting means when one of the control rings is moving;
  • FIG. 11A represents several successive stator radial blades equipped with adjustment means, as represented in FIG. 8;
  • Figure 12 is a schematic representation, seen radially from above, of a second embodiment of a radial stator blade and means for adjusting its wedging according to the invention
  • FIGS. 14A and 14B are a diagrammatic representation of several wedging positions of a blade represented in FIG. 12, for different displacements of a first control ring and different geometries of connecting rods;
  • the turbomachine 1 extends axially along an axis XX and comprises an inner casing January 1, an inter-vein casing 12 and an outer casing 13 of in order to define a primary vein V1 between the inter-vein crankcase 12 and the inner crankcase 11 and a secondary vein V2 between the crankcase 12 and the outer crankcase 13.
  • the secondary vein V2 and the primary vein V1 are annular and are separated by the intervertebral casing 12.
  • the turbomachine 1 comprises a LP low-pressure rotary shaft and a HP high-pressure rotary shaft, the LP low-pressure rotary shaft comprising a fan upstream mobile 2 comprising radial vanes 20 whose free end is facing the outer casing 13 of the turbomachine so as to compress a flow of incident air F at least in the secondary vein V2.
  • the mobile blower 2 accelerates an air flow in the secondary vein V2 and in the primary vein V1.
  • the turbomachine 1 comprises a plurality of fixed radial vanes or stator 5 mounted upstream of the mobile fan 2 so as to deflect the incident axial air F prior to its axial recovery by the mobile fan 2 in the secondary vein V2 as shown in Figure 2.
  • the turbomachine comprises at least twenty radial vanes stator 5 distributed circumferentially.
  • the radial stator vanes 5 extend in the same plane transverse to the axis of the turbomachine 1 between the inner casing 1 1 and the outer casing 13 of the turbomachine 1 so as to completely deflect the incident axial flow F received by the turbomachine 1.
  • the presence of radial stator vanes 5 upstream of the fan 2 makes it possible to deflect the incident air flow F prior to its compression by the mobile fan 2.
  • the plurality of radial stator vanes 5 mounted upstream of the mobile fan 2 enable the incident air flow F to be deflected so that the deflected air flow Fb comprises an axial and tangential component.
  • the deflected air flow Fb is straightened axially by the blades 20 and compressed so that the flow of air F2 flowing in the secondary duct V2 is oriented axially as shown in Figure 3.
  • the air flow F2 at the fan outlet 2 mainly comprises only one axial component.
  • each radial stator blade 5 has an elongated shape, preferably three-dimensional, extending in a radial direction.
  • Each radial stator blade 5 has a substantially constant rope along its length.
  • each radial stator blade 5 comprises an aerodynamic body having a leading edge BA and a trailing edge BF so as, on the one hand, to deflect any incident air flow F received by the radial blade of stator 5 and, on the other hand, accelerate the incident airflow continuously to keep a laminar flow.
  • the profile allows an acceleration of the airflow incident on at least 75% of the rope of the blade.
  • the radial stator vane 5 comprises a foot mounted in the inter-vein crankcase 12 and a head mounted in the outer casing 13 by screw-nut type connection means, but it is obvious that other connection means could also agree.
  • the radial stator vanes 5 are variably timed so as to allow optimum deflection of the incident air flow F for any operating state of the turbomachine (takeoff TO (FIG. 3), cruise C (FIG. ) or braking L ( Figure 4)).
  • Variable setting means the orientation of the stator vane 5 or a portion of the stator vane 5 around a substantially radial axis 33 of wedging.
  • the upstream and downstream terms are understood here with respect to the direction of the main flow in the turbomachine along its longitudinal axis X-X.
  • each radial stator vane 5 comprises a one-piece mobile body rotated about a radial wedge axis 23 (FIG. 5A).
  • the set of the radial stator vane 5 is oriented around the stall axis 23 in which it extends, to be wedged according to the angles cranking in cruise 9 C , takeoff ⁇ ⁇ 0 or during a slowdown 9 L.
  • each radial blade 5 is connected both to the control rings 24, 28 by a set of four rods 25, 36, 32 and 30 successively hinged together in pairs pivotally around each other. hinge pins 37, 35, 31, 33 substantially radial.
  • a first link 25 is mounted, at one of its ends 28, in rotation about a first substantially radial pivot axis 29 integral with the first control ring 24, and at its other end 26, rotation about a second substantially radial pivot axis 27 and mounted on the radially outer wall of the outer casing 13.
  • the first pivot axis 29 may be, for example, a pin 29 inserted in a longitudinal slot at the end 28 of the connecting rod 25. In this way, when the first control ring 24 rotates, the movement of the pin 29 can cause the connecting rod 25 to rotate about the second pivot axis 27, at its other end 26.
  • the second pivot axis 27 of the first link 25 is offset in azimuth with respect to the wedge axis 23 of the blade 5 and, here, upstream of the latter.
  • the first link 25 is substantially aligned with the longitudinal axis XX, thus substantially perpendicular to the first control ring 24, for an average position A 0 of the latter corresponding to a mean setting of the blade 5.
  • a second connecting rod 36 is pivotally mounted on the first link 25 about a first articulation axis 37.
  • said first articulation axis 37 of the second connecting rod 36 on the first connecting rod 25 is at a distance d2 from the second pivot axis 27 of the first connecting rod 25 which places it upstream of the wedge axis 23 of the radial blade 5.
  • the second link 36 is pivotally articulated with a fourth link 32 about a second axis of articulation 35 close to one of its ends.
  • said third link 32 is itself hinged pivotally about a third hinge pin 31, with a fourth and last connecting rod 30.
  • the fourth link 30 is hinged, near its end opposite the third axis d hinge 31, pivotally about a third pivot axis 33 mounted on the blade 5.
  • the third pivot axis 33 is placed at a non-zero distance dO from the wedge axis 23 of the blade 5, so as to provide a lever arm to transform the movement of the fourth rod 30 into a rotational movement of the blade 5, so a change in its angle cal wedging.
  • This offset can be provided by a rod 34 fixed relative to the blade or by any other means.
  • the third pivot axis 33 is substantially on the rope of the blade 5, without this example being limiting.
  • the fourth pivot axis 39 passes substantially through the center of the third link 32, midway between the second 35 and third hinge pins.
  • the geometry of the different links 25, 36, 32, 30 is configured such that, for an average position G 0 of the second control ring 38, the first connecting rod 25 being substantially parallel to the axis XX, the third connecting rod 32 is also substantially parallel to the axis XX while the second 36 and fourth 30 connecting rods are substantially perpendicular to the axis XX.
  • the first link 25 is held fixed by the first control ring 24 and maintains the second connecting rod 36 substantially fixed.
  • driving the center of the third connecting rod 32 by the third pivot axis 39, mounted on the second control ring 38 prints this rod a rotational movement about the second axis of articulation 35.
  • a first adjustment parameter of the control of the setting of the blade 5 is available by varying the distance d1 between the third hinge axis 31 and the third axis pivot point 33, on the fourth rod 30.
  • This distance d1 has an immediate influence, as can be seen by looking at Figure 8, the wedge angle ⁇ of the blade 5 for a given position G of the second control ring 38.
  • This distance d1 can be modified, for example, either by changing the fourth connecting rod 30 or by installing connecting means on the fourth connecting rod 30 making it possible to move on the latter, for example the third pivot axis 33 .
  • ⁇ 0 is the value of the wedging obtained with the length d1 of the second connecting rod 30 for an average position of the control ring 38. It may also be noted, that one could have played on the length of the second connecting rod 36 to modify the initial position of the third connecting rod 32 and, therefore, the value ⁇ 0 of the initial calibration.
  • FIG. 9B it is the second control ring 38 which is held stationary around an average position G 0 .
  • three positions, Ai, A 2 , A 3 of the first control ring 24 are shown.
  • the first link 25 pivots about the second pivot axis 27 fixed on the casing 13.
  • the displacement of the first hinge pin 37 is proportional to the displacement A of the first control ring 24 substantially in the ratio between the distance d2 and the length of the first connecting rod 25. In the approximation of small movements, this displacement is here perpendicular to the axis XX.
  • the displacement of the first articulation axis 37 causes a similar displacement, perpendicular to the axis XX and in the opposite direction, for the third pivot axis 33, connected to the blade 5.
  • the third link 32 rotating substantially in its center about the fourth pivot axis 39, maintained by the second control ring 38, these movements are symmetrical.
  • the displacement of the first control ring 24 in three positions, A 1 , A 2 , A 3 therefore causes the positioning of the wedging of the blade 5 in different corresponding values ⁇ - ⁇ , ⁇ 2 and ⁇ 3 .
  • the dependence of the wedge ⁇ of the blade 5 to the displacements A of the first control ring can be considered linear.
  • FIG. 10 illustrates this adjustment factor, where it can be seen that the calibration variations 9 for a distance of 2 are smaller than the calibration variations D9 for another distance d2 that is larger, with the same displacements DA. of the first control ring 24.
  • the first rod 25 may be, for example, successive holes in the first rod 25 in which can be inserted a hinge pin for specific positions. It can also be a means mounted on a collar enclosing the connecting rod 25 for continuous movement. It may be, again, to change connecting rod 25 according to the length d2 chosen.
  • the fact that the first link 25 is substantially parallel to the axis XX and that the fourth link 30 is substantially parallel to the control rings 24, 38 for an average control position decouples, in a first approximation, the effects of the two parameters d 1, d 2 for small movements. It is thus possible, for example, adjust a timing means 9 0 of the blade 5 by adjusting the length d1 of the fourth link 30, and then adjusting the amplitude Amp of timing changes based on displacements A of the first control ring 24 by adjusting the distance d2 on the first connecting rod 25 between the second pivot axis 27 and the first articulation axis 37. As illustrated in FIG.
  • the blades 5, 5 ', 5 "with variable pitch of the stator can In the presented configuration, the geometries of the sets of connecting rods connecting the blades 5, 5 ', 5 "to the first 24 and second 38 control rings are similar.
  • the vector ⁇ calibration angles ⁇ , ⁇ ', ⁇ "blades 5, 5', 5" is a linear function of the two commands A and G that are the movements of the two rings 24, 38.:
  • the coefficients ⁇ 0 , K and Amp are vectors whose components may vary according to the dawn 5, 5 ', 5 ".
  • the vector ⁇ 0 here has for components the values of the initial average timing ⁇ 0 of each blade 5, for a zero average value of the displacements of the control rings.
  • the two controls are independent and make it possible to change the wedging of the radial vanes 5 according to two degrees of freedom. For example, it is possible, for example, to order an overall setting of the radial vanes 5 with a control G and to control variations in azimuth around this wedging with the other control A.
  • Figure 1 1 B shows the differentiated changes in the wedging ⁇ , ⁇ ', ⁇ "of the blades 5, 5', 5" shown in Figure 1 1A.
  • a method for adapting this system, for example, to a turbomachine subjected to variations in speed in flight of the aircraft on which it is installed by taking into account a crosswind can be done simply by associating the second ring 38 with a control a global setting of the vanes 5 as a function of the speed and the first ring to an azimuthal correction command as a function of the direction of the wind.
  • first position A- ⁇ of the first control ring 24 corresponding to the differentiated adaptation of the setting of the blades to a first type of singularities and a second position A2 2 of the control ring 24 corresponding to a second type of singularities.
  • these two positions Ai and A 2 are chosen so that they are close to being able to process small movements. Even more preferably, they are chosen surrounding an average position Ao for which the first 25 and fourth 30 rods make an angle close to 90 ° for the vanes 5, 5 ', 5 "of the stator.
  • the values of the distances d 1, d 1, d 1 and d 2, of 2, d 2 are determined for each radial blade 5, 5 ', 5 "providing the components of the vectors ⁇ 0 and Amp in the formula (5) for obtaining the desired angles ⁇ - ⁇ , ⁇ , ⁇ ' ⁇ for the position Ai and ⁇ 2 , ⁇ ' 2 , ⁇ " 2 for the position A 2 of the first control ring 24, the second control ring 38 being in the average position G 0 .
  • the distance d1, of 1, d "1 is adjusted to the fourth connecting rod 30, 30 ', 30" and the distance d2, of 2, d “2 to the first connecting rod 25, 25', 25 "for each radial blade 5, 5 ', 5" to the values previously found
  • the adjustment term corresponds either to the fact of using adjustment means previously installed on the first 25, 25', 25 “and the fourth connecting rod 30 , 30 ', 30 “connecting rods, or to install first 25, 25', 25” and fourth connecting rod 30, 30 ', 30 "rods having the required geometry.
  • control A of the first ring 24 can be used with positive or negative values depending on the direction of the wind, while maintaining the capacity of the control G of the second ring 38 to adapt to all phases of flight.
  • the device can also be used to correct distortions due to boundary layer ingestion independently of flight conditions or operability constraints.
  • the means for individual adjustment of the blade wedging always comprise a first control ring 40 and a second control ring 41 are mounted so that they can rotate relative to each other.
  • the axis XX of the turbomachine on the radially outer wall of the casing 13.
  • the first control ring 41 is mounted, as before, downstream of the stall axes 23 of the radial vanes 5.
  • the second control ring 41 is located substantially upstream of the wedging axes 23 of the radial vanes 5,
  • each radial blade 5 is connected to the control rings 40, 41 by a set of two rods 42 and 43 hinged together around a first and only hinge pin 44 for the set of rods, substantially radial.
  • the first connecting rod 42 is mounted at one of its ends in rotation about a first substantially radial pivot axis 45 integral with the first control ring 24, and at its other end rotates around a second pivot axis 46 substantially radial and integral and secured to the second control ring 41.
  • the first link 42 is here substantially parallel to the longitudinal axis XX and offset in azimuth with respect to the stall axis 23 of the blade 5.
  • the second connecting rod 43 is mounted, near its opposite end to said first pivot axis 44, pivotally about a third pivot axis 33 integral with the blade 5.
  • the third pivot axis 33 is placed at a non-zero distance dO from the stall axis 23 of the blade 5, so as to provide a lever arm for transforming the movement of the fourth link 30 into a rotational movement of the dawn 5, so in a modification of its wedging angle ⁇ .
  • the third pivot axis 33 is also substantially on the rope of the blade 5, without this example being limiting.
  • the third pivot axis 33 is downstream of the wedge axis 23 of the radial blade 5.
  • the geometry of the different rods 42, 43, as well as the position of the first 45, second 46 and third 33 pivot axes, and said first hinge axis 44 is configured such that, for an average position G 0 of second control ring 41, the first connecting rod 42 being substantially parallel to the axis XX, the second connecting rod 43 is substantially perpendicular to the axis XX.
  • the first control ring 40 and the second control ring 41 move in the same way.
  • the first rod 42 and the second rod 43 substantially maintain the same relative position, in the approximation of small movements.
  • the common translation of the positions A and G of the two control rings 40, 41 therefore results in an equivalent translation of the third pivot axis 33 on the radial blade 5 and, therefore, the positioning of the wedging angle ⁇ of the dawn 5.
  • ⁇ K. (G + A) + ⁇ 0 .
  • ⁇ 0 is the value of the wedging obtained with the length d1 of the second connecting rod 43 for an average position of the control rings40, 41.
  • the second control ring 41 is held stationary around a mean position.
  • the position A first control ring 40 varies.
  • the first link 42 pivots around the second pivot axis 46 held fixed by the second control ring 41.
  • the displacement of said first hinge axis 44 is proportional to the displacement A of the first control ring 40 substantially by a factor equal to the distance d2, between the second pivot axis 46 and said first hinge axis 44, divided by the distance between the first 45 and second 46 pivot axes. In the approximation of small movements, this displacement is here perpendicular to the X-X axis.
  • the distance d2 can be adjusted to the first link by means 47 similar to those used in the previous mode.
  • the two embodiments presented provide two ways to decouple the controls from the two control rings.
  • these exemplary embodiments are not limiting, other geometries, possibly with three successive rods, can be used to control the radial vanes 5 with two degrees of freedom but with other couplings between the commands A and G.
  • the turbomachine 1 comprises means for controlling the setting of the radial stator vanes as a function of the detection of a heterogeneity of the air flow in the secondary vein V 2.
  • the pilot or an onboard computer of the aircraft, on which the turbomachine is mounted detects such heterogeneity, he can control the servo means to compensate for this heterogeneity.
  • the air flow in the secondary vein V2 downstream of the blower is homogeneous through adaptation.
  • Such circumferential adaptive wedging advantageously makes it possible to limit the risks of stalling or pumping of the turbomachine 1, which improves its performance as well as its safety.
  • Stalling of the stator radial vanes 5 can be performed individually or in a grouped manner, for example, a plurality of consecutive vanes having the same wedging.
  • the stator vanes are keyed "block by block".
  • the sets of rods that have been described for the first or the second implementation variant can be shared by several successive radial vanes in azimuth. In this case, one of them is connected in the manner described above to the control rings 24, 38 and it drives the others in a known manner by a connecting rod.
  • An implementation of this type can be made by extending the last connecting rod 30 of the assembly, so as to see the articulate
  • Such a device makes it possible to reduce the mass and the complexity of the means for adjusting the wedging of the blades and is useful in particular if the variations in the azimuth wedges are not very important for the blades considered.
  • each radial stator blade 5 ' comprises a fixed body 50' and a movable flap 51 'as illustrated in FIGS. 5B and 6.
  • the flap 51' comprises the trailing edge BF of the radial blade 5 'and is articulated around an axis 23 on the body 50' of dawn 5 'which remains fixed.
  • the movable flap 51 ' has a section increasing along its length as illustrated in FIG. 6.
  • the section is increasing from the foot 5P' of the stator vane 5 to its head 5T 'as illustrated. in FIG. 6 so as to allow the secondary vein V2 to be plugged into the landing position 9 L while allowing feeding of the primary vein V1.
  • variable pitch setting means of the blades which have been described above are adaptable to this second embodiment in which the pitch shaft 33 drives the movable flap 51 '.
  • the invention By acting on the joints between the connecting rods, the invention is adaptable to a rotation shaft of the movable flap 51 'slightly inclined relative to the radial direction, as indicated in FIG.
  • the mobile blower 2 ' comprises moving blades 20' which extend radially between the inter-vein casing 12 and the outer casing 13 so as to compress an air flow only in the secondary vein V2, the primary vein V1 not receiving compressed air flow by the mobile blower 2 '.
  • the radial stator vanes 5 are mounted between the inter-vein casing 12 and the outer casing 13 to deflect the incident air flow F prior to their compression by the mobile blower 2 '.
  • the radial stator vanes 5 can be monoblock or comprise a movable flap in this configuration of the turbomachine 1.
  • variable pitch setting means of the blades as described for the first embodiment is here directly transferable by installing these means either on the outer casing 13 or on the inter-vein 12 housing.

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Abstract

Un dispositif de réglage du calage d'au moins une rangée annulaire d'aubes (5) de stator pour un module de turbomachine, le dispositif comprenant des moyens de réglage individuel du calage desdites aubes (5) qui comprennent un premier anneau de commande (24) monté mobile en rotation autour d'un axe (X-X) de la turbomachine, des bielles (25-30) de liaison dudit premier anneau de commande (24) aux aubes (5), et un deuxième anneau de commande (38) monté mobile en rotation autour dudit axe (X-X), chaque aube (5) de ladite au moins une rangée étant reliée à la fois auxdits premier (24) et deuxième (38) anneaux de commande par un ensemble d'au moins deux bielles (25). Un module et une turbomachine comprenant ce dispositif, ainsi qu'un procédé de réglage du calage des aubes de la rangée annulaire.

Description

DOMAINE TECHNIQUE GENERAL ET ART ANTERIEUR
La présente invention concerne le domaine des turbomachines à double flux, notamment pour aéronef, dans lequel circulent des flux d'air d'amont en aval. Il concerne plus particulièrement des moyens de réglage du calage d'aubes fixes configurées pour dévier l'air axial incident dans une veine de la turbomachine en fonction des conditions de vol.
De manière classique, en référence à la figure 1 , une turbomachine 1 , telle décrite dans la demande FR2902142 de la société SNECMA, s'étend axialement selon un axe X-X et comporte un carter intérieur 1 1 , un carter inter-veine 12 et un carter extérieur 13 de manière à délimiter une veine primaire V1 entre le carter inter-veine 12 et le carter intérieur 1 1 et une veine secondaire V2 entre le carter inter-veine 12 et le carter extérieur 13. Autrement dit, la veine secondaire V2 et la veine primaire V1 sont annulaires et sont séparées par le carter inter-veine 12.
La turbomachine 1 comporte un arbre rotatif comportant en amont une soufflante mobile 2 pour comprimer un flux d'air incident F, la soufflante mobile 2 comprenant des aubes radiales 20 dont l'extrémité libre est en regard du carter extérieur 13 de la turbomachine 1 de manière à comprimer un flux d'air au moins dans la veine secondaire V2 et, de préférence, également dans la veine primaire V1. De manière classique, la turbomachine 1 est dite à soufflante carénée.
Le flux d'air circulant dans la veine primaire V1 est classiquement comprimé par des étages de compresseur de la turbomachine 1 avant d'entrer dans la chambre de combustion. L'énergie de combustion est récupérée par des étages de turbine qui participent à l'entraînement des étages de compresseur et de la soufflante mobile amont 2. Le flux d'air circulant dans la veine secondaire V2 participe pour sa part à la poussée de la turbomachine 1.
De manière classique, la veine secondaire V2 comporte, en aval de la soufflante mobile 2, des aubes radiales fixes ou de stator 3 connues de l'homme du métier sous la désignation de « Outlet Guide Vanes (OGV) » pour redresser le flux d'air dévié F0 par la soufflante mobile 2 au cours de sa rotation. De manière similaire, la veine primaire V1 comporte, en aval de la soufflante mobile 2, des aubes radiales fixes ou de stator 4 connues de l'homme du métier sous la désignation de « Inlet Guide Vanes (IGV) ». Par « aube fixe » ou « aube de stator », on entend une aube qui n'est pas entraînée en rotation autour de l'axe X-X de la turbomachine 1 , c'est-à-dire, en opposition à une aube mobile ou de rotor d'un étage de rotor de la turbomachine 1.
Pour améliorer les performances de cette turbomachine, il a été proposé de monter en amont de la soufflante mobile une pluralité d'aubes radiales de stator à calage variable, les aubes radiales à calage variable étant configurées pour dévier l'air axial incident et la soufflante mobile étant configurée pour redresser axialement cet air dévié dans la veine secondaire. L'introduction des aubes radiales de stator à calage variable permet notamment d'améliorer les performances de la turbomachine pour un ensemble de conditions de vols et de diminuer son impact acoustique. Cependant, les dispositifs de réglage du calage variable des aubes déjà couramment présents dans les turbomachines ne permettent qu'une variation uniforme du calage des aubes. En effet, chaque aube est reliée à un anneau de commande par un levier ou bielle. L'anneau de commande impose le même déplacement à l'extrémité de chaque levier. Etant d'égale longueur, tous les leviers pivotent donc de la même amplitude angulaire. Un exemple de d'aube de stator à calage variable de ce type est décrit dans le document FR 2 688 827 de la demanderesse. Toutefois, ils ne permettent pas d'adapter, en dynamique, le calage des aubes à des inhomogénéités du flux entrant en azimut.
Il existe donc un besoin de régler individuellement le calage des aubes radiales fixes pour tenir compte des distorsions du flux d'air entrant dans la turbomachine, par exemple à cause de l'ingestion de couche limite ou à cause de la présence de vent de travers. Le fait de pouvoir modifier individuellement le calage des aubes en fonction de leur position azimutale dans la turbomachine permet ainsi d'adapter le flux entrant dans la soufflante à la fois aux conditions de vol (décollage, vol de croisière, voire mode inversion de flux) et aux conditions externes. Cependant, un réglage individuel de chaque aube, notamment dans un stator en amont d'une soufflante, conduit à une multiplication d'actionneurs qui diminuent la fiabilité du système.
L'invention a pour objectif de proposer une solution pour orienter les aubes d'un stator de turbomachine, pour redresser l'écoulement traversant les aubes en adaptant individuellement le calage des aubes au moins un certain nombre de conditions de vol et de variations de l'effet désiré en fonction de l'azimut des aubes autour de l'axe du stator. De plus, l'invention vise à atteindre cet objectif en limitant la complexité des moyens utilisés.
La solution proposée est applicable notamment à l'exemple présenté mais pas exclusivement. Elle peut concerner par exemple, l'adaptation du calage des OGV en fonction d'obstructions en aval, pour préserver l'opérabilité de la turbomachine, ou encore l'adaptation du calage des aubes d'un redresseur en entrée d'un compresseur. Elle peut permettre, notamment, d'augmenter la marge au pompage du compresseur ou du fan, placé en amont ou en aval des aubes de stator ainsi pilotées, en redressant le flux de manière plus précise.
PRESENTATION GENERALE DE L'INVENTION
A cet effet, l'invention concerne un dispositif de réglage du calage d'au moins une rangée annulaire d'aubes de stator pour un module de turbomachine, le dispositif comprenant des moyens de réglage individuel du calage desdites aubes qui comprennent un premier anneau de commande monté mobile en rotation autour d'un axe de la turbomachine, des bielles de liaison dudit premier anneau de commande aux aubes, et un deuxième anneau de commande monté mobile en rotation autour dudit axe, chaque aube de ladite au moins une rangée étant reliée à la fois auxdits premier et deuxième anneaux de commande par un ensemble d'au moins deux bielles.
Grâce au calage variable des aubes radiales de stator, on peut adapter la déviation du flux d'air incident en fonction des besoins de la turbomachine, c'est-à-dire, de son état de fonctionnement. Le système de réglage individuel du calage des aubes avec au moins deux anneaux de commande permet de faire évoluer le calage des aubes avec des lois différentes suivant leur position en azimut. Ainsi, le système de réglage présente au moins deux degrés de liberté permettant une optimisation plus fine des critères aérodynamiques, chaque anneau de commande correspondant à un degré de liberté.
Avantageusement, le nombre d'anneaux de commande est limité à deux, ce qui limite la complexité du système de réglage et d'asservissement et améliore la fiabilité. Par ailleurs, le fait qu'il y ait plusieurs bielles pour chaque aube permet, en changeant leur géométrie, d'ajuster de manière différente pour chaque aube la dépendance des variations de calage aux déplacements des anneaux de commande. Un tel système peut être utilisé, par exemple pour corriger les effets d'un vent de travers ou d'une prise d'incidence lors du décollage, en l'adaptant pour que le calage de chaque aube évolue selon une relation dépendante de sa position en azimut avec la commande d'un premier anneau, tout en maintenant la capacité d'adapter globalement le calage des aubes aux phases de vol avec la commande d'un second anneau. Dans le cas d'un turboréacteur à double flux, notamment, une amélioration des performances du redresseur en amont de la soufflante peut permettre de diminuer la longueur de l'entrée d'air usuellement aménagée pour homogénéiser le flux secondaire avant l'hélice de soufflante. De plus, de tels moyens de réglage individuel du calage des aubes radiale offre la possibilité de faire remplir une fonction d'aérofrein aux aubes radiales de stator, en les mettant dans une position de calage donnée. La turbomachine ne nécessite ainsi pas d'inverseur de poussée rapporté sur la turbomachine ce qui allège sa masse et diminue sa complexité. En combinant cet effet avec le raccourcissement de l'entrée d'air, II est ainsi possible de raccourcir significativement la nacelle de la turbomachine.
De préférence, les bielles dudit ensemble étant articulées successivement deux à deux autour d'axes d'articulation sensiblement radiaux, une première bielle est montée mobile en rotation autour d'un premier et d'un deuxième axes de pivot sensiblement radiaux, le premier axe de pivot étant monté sur ledit premier anneau de commande et le deuxième axe de pivot étant configuré pour être positionné de manière indépendante de la position du premier anneau de commande, et une deuxième bielle est montée pivotante sur la première bielle autour d'un premier axe d'articulation, situé à une première distance dudit deuxième axe de pivot, déterminée pour chaque aube. Dans la description qui suit, la dénomination « axe d'articulation » pour une bielle fait référence à un axe de liaison pivotante avec une autre bielle de l'ensemble de bielles et bougeant avec celles- ci, et de manière différenciée, la dénomination « axe de pivot » pour une bielle fait référence à un axe de le liaison pivotante avec un élément extérieur à l'ensemble de bielles, par exemple un carter, une aube ou un anneau de commande.
Ce montage de la première bielle pivotant autour d'un axe indépendant du premier anneau de commande permet de transformer le mouvement du premier anneau de commande par rapport à l'autre axe de pivot de la première bielle en un mouvement de la deuxième bielle avec un facteur d'amplification directement relié à la position de son articulation sur la première bielle. Ce mouvement de la deuxième bielle peut être ensuite transmis à l'aube de manière sensiblement découplée du mouvement du second anneau.
Par ailleurs, le système des bielles est adaptable à cas précédemment décrits d'aubes à calage variable, monobloc ou avec un volet mobile.
Avantageusement, ledit premier axe d'articulation est situé entre les premier et deuxième axes de pivot. Par ailleurs, cette première distance permet de régler un facteur d'amplification des variations de calage différent pour chaque aube, en fonction des déplacements du premier anneau de commande.
Avantageusement, des moyens de liaisons modifiables permettent de déplacer le premier axe d'articulation sur la première bielle, au cours d'une opération de maintenance ou de mise au point de la turbomachine.
De préférence, pour chaque aube de ladite au moins une rangée, une liaison pivot est agencée pour relier ladite aube audit ensemble de bielles autour d'un troisième axe de pivot, sensiblement radial, lié à l'aube et décalé selon ledit axe de la turbomachine par rapport à un axe de calage de ladite aube.
On entend ici par axe de calage, un axe sensiblement radial autour duquel tourne l'ensemble de l'aube radiale ou un volet mobile de celle-ci pour s'orienter suivant l'angle de calage. Cela permet, par effet de levier, de transformer le mouvement de la quatrième bielle en une variation de l'angle de calage.
Ce montage transforme de manière simple le déplacement du troisième axe de pivot, du à un mouvement du premier ou du deuxième anneau de commande, en une variation de calage de l'aube. Selon un mode de réalisation préféré, le deuxième axe de pivot est monté sur un carter de stator et une troisième bielle parmi ledit ensemble est montée mobile en rotation autour d'un quatrième axe de pivot sensiblement radial, monté sur ledit deuxième anneau de commande.
Le montage en pivot de la première bielle sur le carter fixe donne un rapport d'amplification déterminé entre le mouvement du premier anneau de commande et le point d'articulation fixé sur cette première bielle, tandis que l'articulation entre la première bielle et la troisième bielle par la deuxième bielle donne le degré de liberté alors nécessaire pour que le deuxième anneau de commande puisse agir indépendamment sur l'ensemble de bielles.
Avantageusement, le quatrième axe de pivot est situé sur la troisième bielle entre un deuxième axe d'articulation avec la deuxième bielle et un troisième axe d'articulation avec une quatrième bielle, ladite quatrième bielle étant montée pivotante autour du troisième axe de pivot.
Dans ce montage, l'interposition de la troisième bielle entre la première bielle et la quatrième bielle permet de découpler l'influence du déplacement du premier anneau par rapport à la position du deuxième anneau, entraînant le quatrième axe de pivot sur lequel pivote la troisième bielle. Le premier anneau de commande peut ainsi être affecté à des adaptations azimutales du calage des aubes, tandis que le deuxième anneau peut actionner la troisième bielle pour régler le calage des aubes de manière sensiblement uniforme en azimut en fonction des régimes de vol. Par exemple, dans le cas d'un stator en amont d'une soufflante, le premier anneau peut induire des variations de calage des aubes pour tenir compte de certaines variations d'inhomogénéité en azimut du flux entrant, par exemple un vent de travers.
De préférence, pour chaque aube, le quatrième axe de pivot est sensiblement dans un même plan perpendiculaire audit axe de la turbomachine qu'un axe de calage de l'aube.
Avantageusement, les première et troisième bielles sont sensiblement parallèles audit axe de la turbomachine pour au moins une position des anneaux de commande.
De manière encore plus préférentielle, les deuxième et quatrième bielles sont sensiblement perpendiculaires audit axe de la turbomachine pour au moins une position des anneaux de commande.
Dans autre mode de réalisation, pour au moins une aube de ladite au moins une rangée, le deuxième axe de pivot est monté sur le deuxième anneau de commande et la deuxième bielle dudit ensemble est montée pivotante autour du troisième axe de pivot. Dans cette variante, par exemple pour un stator en amont d'une soufflante, c'est le déplacement relatif du premier anneau par rapport au deuxième qui peut induire des variations de calage différenciées en fonction de l'azimut de chaque aube pour tenir compte d'inhomogénéité variables du flux entrant, tandis que déplacement commun du premier et du deuxième anneau peut régler le calage des aubes de manière sensiblement uniforme en azimut pour des adaptation en fonction des régime de vol.
Avantageusement, dans un tel dispositif, lesdits ensembles de bielles sont agencés de manière à ce que les rapports entre la variation de l'angle de calage induite par un déplacement unitaire du premier anneau de commande et la variation de l'angle de calage induite par un déplacement unitaire du deuxième anneau de commande soit différents pour au moins deux desdites aubes.
L'invention concerne également un module de turbomachine, comprenant au moins une rangée annulaire d'aubes de stator à calage variable, s'étendant sensiblement radialement autour d'un axe de la turbomachine, au moins un carter de stator s'étendant radialement à l'intérieur ou à l'extérieur des aubes, et un dispositif de réglage du calage de ladite au moins une rangée annulaire d'aubes, tel que décrit précédemment.
L'invention concerne aussi une turbomachine, caractérisée en ce qu'elle comprend au moins un dispositif que décrit précédemment, ou un module tel que décrit précédemment et placé, par exemple, en amont d'une soufflante, en aval d'une soufflante ou dans un compresseur.
Avantageusement, une telle turbomachine ne comporte pas d'aubes de stator montées dans la veine secondaire en aval de la soufflante mobile. Le flux d'air dévié par la soufflante mobile est redressé axialement et ne requiert pas la présence d'aubes radiales en aval ce qui allège la turbomachine et diminue sa complexité. De manière similaire, la turbomachine peut ne comporter pas d'aubes de stator montées dans la veine primaire en aval de la soufflante mobile.
Les aubes radiales de stator aptes à redresser un flux dans une veine sont réparties en couronne dans des modules redresseurs. Il est notamment possible de distinguer de tels modules redresseurs par rapport à des modules structuraux, non redresseurs, comprenant des bras radiaux entre les carters par les caractéristiques suivantes :
il y a au moins vingt bras radiaux ou aubes radiales dans un module redresseur alors que les modules structuraux ont au plus quatorze bras radiaux ;
- si l'on considère un critère aérodynamique, appelé « spacing » et qui est défini par le rapport de la longueur de corde des bras ou aubes radiaux sur la distance entre deux bras ou aubes adjacents en tête, la valeur du « spacing » est supérieure à 0,8 pour un module redresseur, tandis qu'elle est inférieure à 0,5 pour un module non redresseur ; et l'angle d'incidence qu'ont les aubes radiales d'un module redresseur en suivant l'axe de la turbomachine dépend de l'hélice de soufflante mais doit être au minimum de 15° pour avoir un effet redresseur, tout en restant normalement inférieur à 65°.
L'invention concerne également un procédé de réglage du calage d'au moins une rangée annulaire d'aubes à calage variable, avec un dispositif tel que décrit précédemment, lors d'une opération de maintenance ou de mise au point de la turbomachine, comprenant une étape préliminaire consistant à déterminer, pour chaque aube, des valeurs de ladite première distance sur la première bielle et d'une deuxième distance, définie par l'écart entre le troisième axe de pivot et un axe d'articulation de la bielle dudit ensemble montée sur ledit troisième axe de pivot, lesdites valeurs permettant d'obtenir une loi d'évolution donnée des angles de calage en fonction de l'évolution des positions du premier et du deuxième anneau de commande, procédé comprenant ensuite une étape a) consistant à régler la deuxième distance pour au moins une aube, et/ou une étape b) consistant à régler la première distance, pour au moins une aube.
PRESENTATION DES FIGURES L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple, et se référant aux dessins annexés sur lesquels :
la figure 1 est une vue en coupe d'une turbomachine à double flux selon l'art antérieur ; la figure 2 est une vue en coupe d'une turbomachine à double flux selon l'invention ;
la figure 3 est une représentation schématique en coupe des aubes radiales de stator lors du décollage ;
la figure 4 est une représentation schématique en coupe des aubes radiales de stator lors de l'inversion de poussée ;
la figure 5A est une représentation schématique de plusieurs positions de calage d'une aube radiale de stator monobloc selon l'invention comportant un corps mobile ;
- la figure 5B est une représentation schématique de plusieurs positions de calage d'une aube radiale de stator selon l'invention comportant un corps fixe et un volet mobile ;
la figure 6 est une représentation schématique de côté d'une aube radiale de stator selon l'invention comportant un corps fixe et un volet mobile ;
la figure 7 est une vue en coupe d'une autre forme de réalisation d'une turbomachine à double flux selon l'invention ;
la figure 8 est une représentation schématique, vue radialement par le dessus, d'un premier mode de réalisation d'une aube radiale de stator et des moyens de réglage de son calage selon l'invention ; la figure 9A est une représentation schématique de plusieurs positions de calage d'une aube représentée à la figure 8, pour différents déplacements d'un premier anneau de commande ;
la figure 9B est une représentation schématique de plusieurs positions de calage d'une aube représentée à la figure 8, pour différents déplacements d'un deuxième anneau de commande ;
la figure 10 est une représentation schématique de plusieurs positions de calage d'une aube représentée à la figure 8, pour des paramètres géométriques différents dans les moyens de réglage lorsque l'un des anneaux de commande bouge ;
- la figure 1 1A représente plusieurs aubes radiales de stator successives équipées de moyens de réglage, tels que représentés à la figure 8 ;
la figure 1 1 B montre différentes positions des aubes de la figure 1 1A pour différentes positions des anneaux de commande ;
la figure 12 est une représentation schématique, vue radialement par le dessus, d'un deuxième mode de réalisation d'une aube radiale de stator et des moyens de réglage de son calage selon l'invention ;
la figure 13 est une représentation schématique de plusieurs positions de calage d'une aube représentée à la figure 12, pour des déplacements simultanés des anneaux de commande ; et
- les figures 14A et 14B sont une représentation schématique de plusieurs positions de calage d'une aube représentée à la figure 12, pour différents déplacements d'un premier anneau de commande et différentes géométries de bielles ; et
la figure 15 présente schématiquement l'évolution du calage de plusieurs aubes telles que représentées aux figures 13A et 13B, en fonction de la position des anneaux de commande.
Il faut noter que les figures exposent l'invention de manière détaillée pour mettre en œuvre l'invention, lesdites figures pouvant bien entendu servir à mieux définir l'invention le cas échéant. DESCRIPTION D'UN OU PLUSIEURS MODES DE REALISATION ET DE MISE EN OEUVRE
En référence à la figure 2 représentant de manière schématique une turbomachine selon l'invention pour aéronef, la turbomachine 1 s'étend axialement selon un axe X-X et comporte un carter intérieur 1 1 , un carter inter-veine 12 et un carter extérieur 13 de manière à délimiter une veine primaire V1 entre le carter inter-veine 12 et le carter intérieur 1 1 et une veine secondaire V2 entre le carter inter-veine 12 et le carter extérieur 13. Autrement dit, la veine secondaire V2 et la veine primaire V1 sont annulaires et sont séparées par le carter inter-veine 12.
La turbomachine 1 comporte dans cet exemple un arbre rotatif basse pression BP et un arbre rotatif haute pression HP, l'arbre rotatif basse pression BP comportant en amont une soufflante mobile 2 comprenant des aubes radiales 20 dont l'extrémité libre est en regard du carter extérieur 13 de la turbomachine de manière à comprimer un flux d'air incident F au moins dans la veine secondaire V2. Dans l'exemple de la figure 2, la soufflante mobile 2 accélère un flux d'air dans la veine secondaire V2 et dans la veine primaire V1.
Le flux d'air circulant dans la veine primaire V1 est classiquement comprimé par des étages de compresseur avant d'entrer dans la chambre de combustion. L'énergie de combustion est récupérée par des étages de turbine qui assurent l'entraînement des étages de compresseur et de la soufflante mobile amont 2. Le flux d'air circulant dans la veine secondaire V2 participe pour sa part à fournir la poussée de la turbomachine 1 . Dans cet exemple, la turbomachine 1 possède un fort taux de dilution, c'est-à-dire, supérieur à 15.
Selon l'invention, la turbomachine 1 comporte une pluralité d'aubes radiales fixes ou de stator 5 montées en amont de la soufflante mobile 2 de manière à dévier l'air axial incident F préalablement à son redressement axial par la soufflante mobile 2 dans la veine secondaire V2 comme illustré à la figure 2. A titre d'exemple, la turbomachine comporte au moins vingt aubes radiales de stator 5 réparties circonférentiellement. En référence à la figure 2, les aubes radiales de stator 5 s'étendent dans un même plan transversal à l'axe de la turbomachine 1 entre le carter intérieur 1 1 et le carter extérieur 13 de la turbomachine 1 de manière à dévier entièrement le flux axial incident F reçu par la turbomachine 1 .
Dans cet exemple, la turbomachine 1 comporte, en amont de la soufflante 2, un cône axial fixe 21 qui est solidaire du carter intérieur 1 1 et dans lequel est montée la pluralité d'aubes radiales de stator 5. De préférence, la distance axiale entre la pluralité d'aubes radiales de stator 5 et la soufflante mobile 2 est comprise entre 0, 1 et 10 fois la corde moyenne d'une aube radiale de stator de manière à optimiser le redressement. De manière avantageuse, cela permet de diminuer la distance entre les aubes radiales de stator 5 et la soufflante mobile 2 afin de former une turbomachine plus compacte. En outre, du fait de la compacité de la turbomachine 1 , celle-ci peut intégrer une nacelle de dimensions réduites en lieu et place du carter extérieur 13, c'est-à-dire, du carter de soufflante.
Selon l'invention, la présence d'aubes radiales de stator 5 en amont de la soufflante 2 permet de dévier le flux d'air incident F préalablement à sa compression par la soufflante mobile 2. En effet, comme illustré à la figure 3, la pluralité d'aubes radiales de stator 5 montées en amont de la soufflante mobile 2 permettent de dévier le flux d'air incident F de manière à ce que le flux d'air dévié Fb comporte une composante axiale et tangentielle. Ensuite, le flux d'air dévié Fb est redressé axialement par les aubes mobiles 20 et comprimé de manière à ce que le flux d'air F2 circulant dans la veine secondaire V2 soit orienté axialement comme représenté à la figure 3. De manière avantageuse, le flux d'air F2 en sortie de soufflante 2 ne comporte majoritairement qu'une composante axiale. Dans cet exemple, chaque aube radiale de stator 5 possède une forme allongée, de préférence tridimensionnelle, s'étendant selon une direction radiale. Chaque aube radiale de stator 5 possède une corde sensiblement constante sur sa longueur. De préférence, chaque aube radiale de stator 5 comporte un corps aérodynamique ayant un bord d'attaque BA et un bord de fuite BF de manière à, d'une part, dévier tout flux d'air incident F reçu par l'aube radiale de stator 5 et, d'autre part, accélérer le flux d'air incident de manière continue pour garder un écoulement laminaire. De préférence, le profil permet une accélération du flux d'air incident sur au moins 75% de la corde de l'aube.
L'aube radiale de stator 5 comporte un pied monté dans le carter inter-veine 12 et une tête montée dans le carter extérieur 13 par des moyens de liaison du type vis-écrou mais il va de soi que d'autres moyens de liaison pourraient également convenir. Selon l'invention, les aubes radiales de stator 5 sont à calage variable de manière à permettre une déviation optimale du flux d'air incident F pour tout état de fonctionnement de la turbomachine (décollage TO (Figure 3), croisière C (Figure 3) ou freinage L (Figure 4)). Par calage variable, on entend l'orientation de l'aube de stator 5 ou d'une partie de l'aube de stator 5 autour d'un axe de calage 33 sensiblement radial. Par ailleurs, les termes amont et aval s'entendent ici par rapport à la direction de l'écoulement principal dans la turbomachine le long de son axe longitudinal X-X.
Selon un aspect de l'invention, des moyens de réglage individuel du calage des aubes radiales de stator 5 de manière à permettre un calage adaptatif en fonction de la configuration de la turbomachine 1 , par exemple, en présence d'un pylône 6 en aval de la soufflante mobile. Ces moyens de réglage individuel du calage des aubes sont commandés de manière à réaliser le calage des aubes radiales de stator 5 de manière adaptative afin que le flux d'air F2 circulant dans la veine secondaire V2 s'étende axialement de manière à limiter des phénomènes de pompage de la turbomachine. Selon une première forme de réalisation des aubes à calage variable, chaque aube radiale de stator 5 comporte un corps mobile monobloc en rotation autour d'un axe de calage 23 radial (Figure 5A). Ainsi, en fonction de l'état de fonctionnement de la turbomachine 1 , l'ensemble de l'aube radiale de stator 5 s'oriente autour de l'axe de calage 23 selon lequel elle s'étend, pour se caler selon les angles de calage en croisière 9C, au décollage θτ0 ou lors d'un ralentissement 9L.
Dans cette forme de réalisation, en référence à la figure 8 et à la figure 12, chaque aube radiale de stator 5 est donc montée en rotation autour d'un axe de calage 23 sensiblement radial sur un moyen de pivot 22 solidaire du carter extérieur 13, l'axe de calage 23 débouchant ici radialement à l'extérieur du carter 13. Les axes de calage 23 des aubes radiales (5) sont situés dans un même plan perpendiculaire à l'axe longitudinal X-X de la turbomachine. Dans cette première forme de réalisation, les moyens de réglage individuel du calage des aubes radiales de stator 5 sont préférentiellement localisés sur l'une des structures fixes, le carter extérieur 13 ou le cône axial fixe 21 , maintenant les aubes 5.
Un mode de réalisation préféré des moyens de réglage individuel du calage des aubes est décrit ci-après en localisant ces moyens sur le carter extérieur 13, sans exclure la possibilité de les localiser sur le cône axial fixe 21. En référence à la figure 8, dans ce mode de réalisation, un premier anneau de commande 24 et un deuxième anneau de commande 38 sont montés mobiles en rotation par rapport à l'axe X-X de la turbomachine, sur la paroi radialement externe du carter 13. Le premier anneau de commande 24 est monté en aval des axes de calage 23 des aubes radiales 5, tandis que le deuxième anneau de commande 38 est, ici, situé sensiblement dans le même plan perpendiculaire à l'axe X-X que les axes de calage 23 des aubes radiales 5,
Par ailleurs, dans ce mode de réalisation, chaque aube radiale 5 est reliée à la fois aux anneaux de commandes 24, 28 par un ensemble de quatre bielles 25, 36, 32 et 30 successivement articulées entre elles deux à deux de manière pivotante autour d'axes d'articulation 37, 35, 31 , 33 sensiblement radiaux.
Une première bielle 25 est montée, au niveau d'une des ses extrémités 28, en rotation autour d'un premier axe de pivot 29 sensiblement radial et solidaire du premier anneau de commande 24, et, au niveau de son autre extrémité 26, en rotation autour d'un deuxième axe de pivot 27 sensiblement radial et monté sur la paroi radialement externe du carter extérieur 13.
Le premier axe de pivot 29 peut être, par exemple, un pion 29 s'insérant dans une fente longitudinale à l'extrémité 28 de la bielle 25. De cette manière, lorsque le premier anneau de commande 24 tourne, le déplacement du pion 29 peut entraîner la bielle 25 en rotation autour du deuxième axe de pivot 27, à son autre extrémité 26.
Le deuxième axe de pivot 27 de la première bielle 25 est décalé en azimut par rapport à l'axe de calage 23 de l'aube 5 et, ici, en amont de ce dernier. Ici, la première bielle 25 est sensiblement alignée avec l'axe longitudinal X-X, donc sensiblement perpendiculaire au premier anneau de commande 24, pour une position A0 moyenne de ce dernier correspondant à un calage moyen de l'aube 5.
Une deuxième bielle 36 est montée pivotante sur la première bielle 25 autour d'un premier axe d'articulation 37. Ici, ledit premier axe d'articulation 37 de la deuxième bielle 36 sur la première bielle 25 se trouve à une distance d2 du deuxième axe de pivot 27 de la première bielle 25 qui le place en amont de l'axe de calage 23 de l'aube radiale 5.
La deuxième bielle 36 est articulée de manière pivotante avec une quatrième bielle 32 autour d'un deuxième axe d'articulation 35 proche d'une de ses extrémités.
Ici, ladite troisième bielle 32 est elle-même articulée de manière pivotante autour d'un troisième axe d'articulation 31 , avec une quatrième et dernière bielle 30. La quatrième bielle 30 est articulée, à proximité de son extrémité opposée au troisième axe d'articulation 31 , de manière pivotante autour d'un troisième axe 33 de pivot monté sur l'aube 5. Le troisième axe de pivot 33 est placé à une distance dO non nulle de l'axe de calage 23 de l'aube 5, de manière à assurer un bras de levier permettant de transformer le déplacement de la quatrième bielle 30 en un mouvement de rotation de l'aube 5, donc en une modification de son angle de calage Θ. Ce décalage peut être assuré par une bielle 34 fixe par rapport à l'aube ou par tout autre moyen. Ici, le troisième axe de pivot 33 se trouve sensiblement sur la corde de l'aube 5, sans que cet exemple soit limitatif. Sur l'exemple présenté, le troisième axe de pivot 33 se trouve en aval de l'axe de calage 23 de l'aube radiale 5. Par ailleurs, la troisième bielle 32 est articulée en rotation autour d'un quatrième axe de pivot 39, sensiblement radial et solidaire du deuxième anneau de commande 38. Comme pour la liaison de la première bielle 25 avec le premier anneau de commande 24, le quatrième axe de pivot 39 peut être, par exemple, un pion 39 s'insérant dans une fente longitudinale de la bielle 25. De cette manière, lorsque l'anneau de commande 38 tourne, le déplacement du pion 39 peut entraîner la bielle 25 et la forcer à pivoter.
Ici, le quatrième axe 39 de pivot passe sensiblement par le centre de la troisième bielle 32, à mi distance entre les deuxième 35 et troisième axes d'articulation. Ici, la géométrie des différentes bielles 25, 36, 32, 30 est configurée de telle sorte que, pour une position G0 moyenne du deuxième anneau de commande 38, la première bielle 25 étant sensiblement parallèle à l'axe X-X, la troisième bielle 32 est également sensiblement parallèle à l'axe X-X tandis que les deuxième 36 et quatrième 30 bielles sont sensiblement perpendiculaires à l'axe X-X.
Le fonctionnement des moyens de réglages en réponse aux déplacements A et G des premier 24 et deuxième 38 anneaux de commande va maintenant être détaillé, en référence aux figures 9A et 9B. Sur la figure 9A, le premier anneau de commande 24 est maintenu fixe autour d'une position moyenne A0. Par contre, trois positions G-ι , G2, G3 du deuxième anneau de commande 38 sont représentées.
Dans cette configuration, la première bielle 25 est maintenue fixe par le premier anneau de commande 24 et elle maintient sensiblement fixe la deuxième bielle 36. Dans ces conditions, l'entraînement du centre de la troisième bielle 32 par le troisième axe de pivot 39, monté sur le deuxième anneau de commande 38, imprime à cette bielle un mouvement de rotation autour du deuxième axe d'articulation 35. Dans l'approximation de petits mouvements, cela imprime à la quatrième bielle 30 un mouvement de translation perpendiculaire à l'axe X-X, donc un déplacement correspondant du troisième axe de pivot 33, solidaire de l'aube 5, et le positionnement de l'angle de calage de l'aube 5 en trois valeurs correspondantes θ-ι , θ2 et θ3.
On peut remarquer ici que, sur la troisième bielle 32, la position relative du deuxième axe d'articulation 35 et du quatrième axe de pivot 39, amplifie les mouvements G du deuxième anneau de commande 38 au niveau du troisième axe de pivot 33, sur l'aube 5. Cependant, pour des petits mouvements la dépendance du calage Θ de l'aube 5 aux déplacements G du deuxième anneau de commande 38 peut être considérée comme linéaire. On écrira donc :
(1 ) θ = K. G.
On peut également remarquer, à ce stade, que l'on dispose d'un premier paramètre d'ajustement de la commande du calage de l'aube 5 en faisant varier la distance d1 entre le troisième axe d'articulation 31 et le troisième axe de pivot 33, sur la quatrième bielle 30. Cette distance d1 a une influence immédiate, comme on peut s'en persuader en regardant la figure 8, sur l'angle de calage Θ de l'aube 5 pour une position G donnée du deuxième anneau de commande 38. Cette distance d1 peut être modifiée, par exemple, soit en changeant de quatrième bielle 30, soit en installant des moyens de liaison sur la quatrième bielle 30 permettant de déplacer sur cette dernière, par exemple le troisième axe de pivot 33.
En fonction de la longueur choisie, on déplace donc l'origine de l'angle de calage Θ de l'aube 5. On écrira donc pour représenter la variation du calage en fonction du déplacement du deuxième anneau de commande 38 :
(2) θ = K. G + Θ,
Où θ0 est la valeur du calage obtenu avec la longueur d1 de la deuxième bielle 30 pour une position moyenne de l'anneau de commande 38. On peut aussi noter, que l'on aurait pu jouer sur la longueur de la deuxième bielle 36 pour modifier la position initiale de la troisième bielle 32 et, donc, la valeur θ0 du calage initial.
Sur la figure 9B, c'est le deuxième anneau de commande 38 qui est maintenu fixe autour d'une position moyenne G0. Par contre, trois positions, A-i , A2, A3 du premier anneau de commande 24 sont représentées.
Dans cette configuration, la première bielle 25 pivote autour du deuxième axe de pivot 27 fixe sur le carter 13. Par effet de levier, le déplacement du premier axe d'articulation 37 est proportionnel au déplacement A du premier anneau de commande 24 sensiblement dans le rapport entre la distance d2 et la longueur de la première bielle 25. Dans l'approximation de petits mouvements, ce déplacement est ici perpendiculaire à l'axe X-X.
Comme la troisième bielle 32 pivote dans cette configuration autour du quatrième axe de pivot 39, lié au deuxième anneau de commande 38, le déplacement du premier axe d'articulation 37 entraîne un déplacement similaire, perpendiculaire à l'axe X-X et de sens inverse, pour le troisième axe de pivot 33, lié à l'aube 5. Ici, la troisième bielle 32 tournant sensiblement en son centre autour du quatrième axe de pivot 39, maintenu par le deuxième anneau de commande 38, ces mouvements sont symétriques.
Le déplacement du premier anneau de commande 24 en trois positions, A-i , A2, A3 entraîne donc, le positionnement du calage de l'aube 5 en différentes valeurs correspondantes θ-ι , θ2 et θ3. Pour des petits mouvements la dépendance du calage Θ de l'aube 5 aux déplacements A du premier anneau de commande peut être considérée comme linéaire. On écrira donc :
(3) Θ = Amp. A.
On peut également remarquer, à ce stade, que l'on dispose d'un deuxième paramètre d'ajustement de la commande du calage Θ en faisant varier, sur la première bielle 25, la longueur d2 entre le deuxième axe de pivot 27, sur le carter 13, et le premier axe d'articulation 37. En effet, comme il a été dit plus haut, le mouvement du premier axe d'articulation 37, donc celu i du troisième axe de pivot 33 lié à l'aube 5, est proportionnel à cette distance d2. Le facteur Amp dans la relation linéaire entre le calage et de déplacement A de l'anneau de commande 24 est donc sensiblement proportionnel à cette distance d2. La figure 10 illustre ce facteur d'ajustement où l'on voit que les variations D'9 de calage pour du distance d'2 sont plus petites que les variations D9 de calage pour une autre distance d2 plus grande, avec les mêmes déplacements DA du premier anneau de commande 24.
Une manière d'ajuster la distance d2 est d'utiliser des moyens de liaison pivotante 47, illustré sur la figure 8, configurés de manière à ce que l'on puisse déplacer le premier axe d'articulation 37 sur la première bielle 25. Ce peuvent être, par exemple, des trous successifs dans la première bielle 25 dans lesquels on peut insérer un axe d'articulation pour des positions déterminées. Ce peut être aussi un moyen monté sur un collier enserrant la bielle 25 pour un déplacement continu. Ce peut être, encore, le fait de changer de bielle 25 en fonction de la longueur d2 choisie.
Par ailleurs, ici, le fait que la première bielle 25 soit sensiblement parallèle à l'axe X-X et que la quatrième bielle 30 soit sensiblement parallèle aux anneaux de commande 24, 38 pour une position moyenne de commande permet de découpler, en première approximation, les effets des deux paramètres d 1 , d2 pour des petits mouvements. On peut ainsi, par exemple, régler un calage moyen 90 de l'aube 5 en ajustant la longueur d1 de la quatrième bielle 30, puis régler l'amplitude Amp des variations de calage en fonction des déplacements A du premier anneau de commande 24, en ajustant la distance d2 sur la première bielle 25 entre le deuxième axe de pivot 27 et le premier axe d'articulation 37. Comme illustré sur la figure 1 1A, les aubes 5, 5', 5" à calage variable du stator peuvent être organisées en grille de manière classique. Dans la configuration présentée, les géométries des ensembles de bielles reliant les aubes 5, 5', 5" au premier 24 et deuxième 38 anneaux de commande, sont semblables. Pour des petits mouvements, on pourra donc écrire que le vecteur Θ des angles de calage θ, θ', Θ" des aubes 5, 5', 5" est une fonction linéaire des deux commandes A et G que sont les déplacements des deux anneaux de commande 24, 38. :
(4) θ = θ0 + K.G + Amp. A
Si l'on ajuste les valeurs des deux paramètres d1 , d'1 , d"2 et d2, d'2, d"2 pour chaque bielle 5, 5', 5", les coefficients θ0, K et Amp sont des vecteurs dont les composantes peuvent varier en fonction de l'aube 5, 5', 5". Le vecteur θ0 a ici pour composantes les valeurs du calage moyen initial θ0 de chaque aube 5, pour une valeur moyenne nulle des déplacements des anneaux de commande.
Ce montage se justifie en particulier si le réglage des paramètres entraîne que les vecteur K et Amp ne sont pas colinéaires. Dans ce cas, les deux commandes sont indépendantes et permettent de faire évoluer le calage des aubes radiales 5 suivant deux degrés de liberté. On peut ainsi, par exemple, envisager de commander un calage global des aubes radiales 5 avec une commande G et de commander des variations en azimut autour de ce calage avec l'autre commande A.
En particulier, sur le cas illustré aux figures 1 1A et 1 1 B, les dimensions des premières 25, 25', 25" , troisièmes 32, 32', 32" et deuxièmes 36, 36', 36" bielles, ainsi que les positions des troisièmes axes de pivot 33, 33', 33" sur les aubes radiales 5, 5', 5", sont les mêmes. Il en est de même des positions relatives des premiers 29, 29',29', deuxièmes 27, 27', 27", quatrième 39, 39', 39" axes de pivots, et des axes de calage 23, 23', 23", pour une position moyenne du premier 24 et du deuxième 38 anneau de commande. La figure 1 1 B montre les évolutions différenciées du calage Θ, θ', Θ" des aubes 5, 5', 5" présentées en figure 1 1A.
Cette première particularité entraine ici que le facteur K entre la commande du deuxième anneau 38 et le calage de chaque aube 5 est le même. En normalisant les variables, ont peut identifier le vecteur K à un vecteur identité I : (5) e = e0 + I.G + Amp.A
Par ailleurs, on a vu plus haut, dans l'approximation des petits mouvements, qu'il y a une relation directe entre le calage moyen initial θ0 et le paramètre d1 , d'une part, et entre le facteur d'amplification Amp et le paramètre d2, d'autre part, pour chaque aube 5.
Un procédé pour adapter ce système, par exemple, à une turbomachine soumise aux variations de vitesse en vol de l'avion sur lequel elle est installée en prenant en compte un vent de travers peut se faire simplement en associant le deuxième anneau 38 à une commande d'un calage global des aubes 5 en fonction de la vitesse et le premier anneau à une commande de corrections azimutales en fonction de la direction du vent.
Dans ce cas, pour tenir compte d'éventuelles singularités constantes, on peut dans une première étape, ajuster le paramètre d1 pour chaque aube pour définir en azimut une différenciation des corrections de calage et dans une autre étape, ajuster le paramètre d2 pour chaque aube, de manière à définir un vecteur Amp adapté à la correction de ce genre de distorsion.
Par exemple, pour une position moyenne G0 du deuxième anneau de commande 38, on peut définir une première position A-ι du premier anneau de commande 24 correspondant à l'adaptation différenciée du calage des aubes à un premier type de singularités et une deuxième position A22 de l'anneau de commande 24 correspondant à un second type de singularités. De préférence, on choisit ces deux positions A-i et A2 de manière à ce qu'elles soient proches pour pouvoir traiter de petits mouvements. De manière encore plus préférentielle, on les choisit entourant une position moyenne Ao pour laquelle les première 25 et quatrième 30 bielles font un angle proche de 90° pour les aubes 5, 5', 5" du stator.
Ensuite, on détermine les valeurs des distances d 1 , d'1 , d"1 et d2, d'2, d"2 pour chaque aube radiale 5, 5', 5"fournissant les composantes des vecteurs θ0 et Amp dans la formule (5) permettant d'obtenir les angles de calage désirés θ-ι , ΘΊ , Θ'Ί pour la position A-i et θ2, θ'2, θ"2 pour la position A2 du premier anneau de commande 24, le deuxième anneau de commande 38 étant dans la position moyenne G0. Dans des étapes ultérieures, on règle la distance d1 , d'1 , d" 1 sur la quatrième bielle 30, 30', 30" et la distance d2, d'2, d"2 sur la première bielle 25, 25', 25" pour chaque aube radiale 5, 5', 5" aux valeurs trouvées précédemment. Ici le terme de réglage correspond soit au fait d'utiliser des moyens de réglages préalablement installés sur les première 25, 25', 25" et quatrième bielle 30, 30', 30" bielles, soit d'installer des première 25, 25', 25" et quatrième bielle 30, 30', 30" bielles ayant la géométrie requise.
Lorsque les réglages sont terminés, les variations de l'angle θ, θ', Θ" calage des aubes 5, 5', 5" suit le résultat illustré sur la figure 15 en fonction de la position A du premier anneau de commande 24. Le déplacement G du deuxième anneau de commande 38 correspond alors à une translation verticale des courbes de la figure 15.
Ainsi, la commande A du premier anneau 24 peut être utilisée avec des valeurs positives ou négatives suivant le sens du vent, tout en maintenant la capacité de la commande G du deuxième anneau 38 à s'adapter à toutes les phases de vol.
Le dispositif peut également être utilisé afin de corriger des distorsions dues à l'ingestion de couche limite de manière indépendante des conditions de vol ou des contraintes d'opérabilité.
Dans une variante de mode de réalisation de l'invention, représentée à la figure 12, les moyens de réglage individuel du calage des aubes comportent toujours un premier anneau de commande 40 et un deuxième anneau de commande 41 sont montés mobiles en rotation par rapport à l'axe X-X de la turbomachine, sur la paroi radialement externe du carter 13. Le premier anneau de commande 41 est monté, comme précédemment, en aval des axes de calage 23 des aubes radiales 5. Par contre ici, le deuxième anneau de commande 41 est situé sensiblement en amont des axes de calage 23 des aubes radiales 5,
Par ailleurs, dans ce deuxième mode de réalisation, chaque aube radiale 5 est reliée aux anneaux de commandes 40, 41 par un ensemble de deux bielles 42 et 43 articulées entre elles autour d'un premier et unique axe d'articulation 44 pour l'ensemble de bielles, sensiblement radial.
La première bielle 42 est montée, au niveau d'une des ses extrémités, en rotation autour d'un premier axe de pivot 45 sensiblement radial et solidaire du premier anneau de commande 24, et, au niveau de son autre extrémité, en rotation autour d'un deuxième axe de pivot 46 sensiblement radial et solidaire et solidaire du deuxième anneau de commande 41.
Pour une position moyenne des deux anneaux de commande 40, 41 , la première bielle 42 est ici sensiblement parallèle à l'axe longitudinal X-X et décalée en azimut par rapport à l'axe de calage 23 de l'aube 5. La deuxième bielle 43 est montée, à proximité de son extrémité opposée audit premier axe d'articulation 44, de manière pivotante autour d'un troisième axe 33 de pivot solidaire de l'aube 5. Comme dans le précédent mode de réalisation, le troisième axe de pivot 33 est placé à une distance dO non nulle de l'axe de calage 23 de l'aube 5, de manière à assurer un bras de levier permettant de transformer le déplacement de la quatrième bielle 30 en un mouvement de rotation de l'aube 5, donc en une modification de son angle de calage Θ. Ici, le troisième axe de pivot 33 se trouve aussi sensiblement sur la corde de l'aube 5, sans que cet exemple soit limitatif. Sur l'exemple présenté, le troisième axe de pivot 33 se trouve en aval de l'axe de calage 23 de l'aube radiale 5.
Ici, la géométrie des différentes bielles 42, 43, ainsi que la position des premiers 45, deuxième 46 et troisième 33 axes de pivot, et dudit premier axe d'articulation 44 est configurée de telle sorte que, pour une position G0 moyenne du deuxième anneau de commande 41 , la première bielle 42 étant sensiblement parallèle à l'axe X-X, la deuxième bielle 43 est sensiblement perpendiculaire à l'axe X-X.
Le fonctionnement des moyens de réglage en réponse aux déplacements A et G des premier 40 et deuxième 41 anneaux de commande va maintenant être détaillé en référence aux figures 13, 14A et 14B.
Sur la figure 13, le premier anneau de commande 40 et le deuxième anneau de commande 41 bougent de la même façon. Dans cette configuration, la première bielle 42 et la deuxième bielle 43 gardent sensiblement la même position relative, dans l'approximation de petits mouvements. La translation commune des positions A et G des deux anneaux de commande 40, 41 se traduit donc par une translation équivalente du troisième axe de pivot 33 sur l'aube radiale 5 et, donc du positionnement de l'angle de calage Θ de l'aube 5.
On écrira donc :
(6) Θ = K. (G + A). On peut également remarquer, à ce stade, que l'on dispose, comme précédemment, d'un premier paramètre d'ajustement de la commande du calage de l'aube 5 en faisant varier la distance d1 entre le troisième axe de pivot 33 et ledit premier axe d'articulation 44, sur la deuxième bielle 43. Cette distance d1 a une influence immédiate, comme on peut s'en persuader en regardant la figure 13, sur l'angle de calage Θ de l'aube 5 pour une position A+G donnée des premier 40 et deuxième 41 anneau de commande. Cette distance d1 peut être modifiée, par exemple, soit en changeant de deuxième bielle 43, soit en installant des moyens de liaison sur la deuxième bielle 43 permettant de déplacer, par exemple le troisième axe de pivot 33 sur la deuxième bielle 43.
En fonction de la longueur choisie, on déplace donc l'origine de l'angle de calage Θ de l'aube 5. On écrira donc pour représenter la variation du calage en fonction du déplacement des anneaux de commande 40, 41 :
(7) Θ = K. (G + A) + θ0. Où θ0 est la valeur du calage obtenu avec la longueur d1 de la deuxième bielle 43 pour une position moyenne des anneaux de commande40, 41.
Sur la figure 14A, le deuxième anneau de commande 41 est maintenu fixe autour d'une position moyenne. Par contre, la position A premier anneau de commande 40 varie.
Dans cette configuration, la première bielle 42 pivote autour du deuxième axe de pivot 46 maintenu fixe par le deuxième anneau de commande 41. Par effet de levier, le déplacement dudit premier axe d'articulation 44 est proportionnel au déplacement A du premier anneau de commande 40 sensiblement d'un facteur égal à la distance d2, entre le deuxième axe de pivot 46 et ledit premier axe d'articulation 44, divisée par la distance entre les premier 45 et deuxième 46 axes de pivot. Dans l'approximation de petits mouvements, ce déplacement est ici perpendiculaire à l'axe X-X.
Donc, comme dans le premier mode de réalisation, On peut écrire : (8) Θ = Amp. A.
Comme dans le premier mode de réalisation, on dispose d'un deuxième paramètre d'ajustement de la commande du calage Θ en faisant varier sur la première bielle 42, la distance d2 entre le deuxième axe de pivot 46, cette fois sur le deuxième anneau de commande 41 , et ledit premier axe d'articulation 44 . La figure 14B illustre ce facteur d'ajustement pour une distance d'2 différente de celle de la figure 14A.
La distance d2 peut être ajustée sur la première bielle par des moyens 47 similaires à ceux utilisés dans le mode précédent.
Dans l'approximation des petits mouvements, on peut donc écrire
(9) θ = θ0 + K.(G + A) + Amp. A Dans les mêmes conditions d'ajustement des paramètres d1 et d2 , ce mode permet, comme le précédent de modifier individuellement le calage des aubes radiales 5 en fonction de deux degrés de liberté indépendants, qui sont ici, le déplacement solidaire des deux anneaux 40, 41 et le déplacement relatif du premier anneau 40 par rapport au deuxième 41.
Les deux modes de réalisations présentés apportent deux façons de découpler les commandes des deux anneaux de commande. Cependant ces exemple de réalisations ne sont pas limitatifs, d'autres géométries, éventuellement avec trois bielles successives, peuvent permettre de commander les aubes radiales 5 avec deux degrés de liberté mais avec d'autres couplages entre les commandes A et G.
De préférence encore, la turbomachine 1 comporte des moyens d'asservissement du calage des aubes radiales de stator en fonction de la détection d'une hétérogénéité du flux d'air dans la veine secondaire V2. Ainsi, si le pilote ou un ordinateur de bord de l'aéronef, sur lequel est montée la turbomachine, détecte une telle hétérogénéité, il peut commander les moyens d'asservissement pour compenser cette hétérogénéité. Par exemple, en cas de distorsion de l'écoulement amont (vent de travers ou ingestion de couche limite), le flux d'air dans la veine secondaire V2 en aval de la soufflante est homogène grâce à l'adaptation. Un tel calage adaptatif circonférentiel permet avantageusement de limiter les risques de décrochage ou de pompage de la turbomachine 1 ce qui améliore ses performances ainsi que sa sécurité.
Le calage des aubes radiales de stator 5 peut être réalisé de manière individuelle ou de manière groupée, par exemple, une pluralité d'aubes consécutives ayant le même calage. Autrement dit, les aubes de stator sont calées « bloc par bloc ».
Dans ce cas, par rapport à ce qui est représenté sur les figures 8 et 12, les ensembles de bielles qui ont été décrits pour la première ou la deuxième variante de mise en œuvre, peuvent être partagés par plusieurs aubes radiales successives en azimut. Dans ce cas, l'une d'elle est relié de la façon qui a été décrite précédemment aux anneaux de commande 24, 38 et elle entraîne les autres de manière connue par une bielle de liaison. Une mise en œuvre de ce type peut être faite en prolongeant la dernière bielle 30 de l'ensemble, de manière à pour voir l'articuler
successivement aux différentes aubes.
Un tel dispositif permet de diminuer la masse et la complexité des moyens de réglage du calage des aubes et est utile en particulier si les variations de calages en azimut ne sont pas très importantes pour les aubes considérées.
Selon une deuxième forme de réalisation, chaque aube radiale de stator 5' comporte un corps fixe 50' et un volet mobile 51 ' comme illustré aux figures 5B et 6. De manière préférée, le volet 51 ' comporte le bord de fuite BF de l'aube radiale 5' et est articulé autour d'un axe 23 sur le corps 50' de l'aube 5' qui demeure fixe. Dans cet exemple, le volet mobile 51 ' possède une section croissante sur sa longueur comme illustré à la figure 6. De préférence, la section est croissante du pied 5P' de l'aube de stator 5 jusqu'à sa tête 5T' comme illustré à la figure 6 de manière à permettre une obturation de la veine secondaire V2 en position de calage 9L à l'atterrissage tout en autorisant une alimentation de la veine primaire V1 .
Les modes de réalisation des moyens de calage variable des aubes qui ont été décrits plus haut sont adaptables à cette deuxième forme de réalisation dans laquelle l'arbre de calage 33 entraîne le volet mobile 51 '. En jouant sur les articulations entre les bielles, l'invention est adaptable à un arbre de rotation du volet mobile 51 ' légèrement incliné par rapport à la direction radiale, comme indiqué sur la figure 6.
Selon une autre forme de réalisation de l'invention, en référence à la figure 7, la soufflante mobile 2' comporte des aubes mobiles 20' qui s'étendent radialement entre le carter inter-veine 12 et le carter extérieur 13 de manière à comprimer un flux d'air uniquement dans la veine secondaire V2, la veine primaire V1 ne recevant pas de flux d'air comprimé par la soufflante mobile 2'. Il en résulte que les aubes radiales de stator 5 sont montées entre le carter inter-veine 12 et le carter extérieur 13 pour dévier le flux d'air incident F préalablement à leur compression par la soufflante mobile 2'. Il va de soi que les aubes radiales de stator 5 peuvent être monobloc ou comporter un volet mobile dans cette configuration de la turbomachine 1.
Le mode de réalisation des moyens de réglage du calage variable des aubes tel que décrit pour la première forme de réalisation est ici directement transposable en installant ces moyens soit sur le carter extérieur 13 soit sur le carter inter-veine 12.
Ces exemples ne sont pas limitatifs, les moyens de réglage individuel qui viennent d'être décrit peuvent ainsi également être installés, si nécessaire, pour régler le calage d'aubes radiales d'un redresseur, en entrée de la veine primaire V1 , entre le carter intérieur 1 1 et le carter inter-veine 12, ou d'OGV 3, dans la veine secondaire V2 en aval d'une soufflante 2.

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif de réglage du calage d'au moins une rangée annulaire d'aubes (5) de stator pour un module de turbomachine, le dispositif comprenant des moyens de réglage individuel du calage desdites aubes (5) qui comprennent un premier anneau de commande (24, 40) monté mobile en rotation autour d'un axe (X-X) de la turbomachine, des bielles (25-30, 42-43) de liaison dudit premier anneau de commande (24, 40) aux aubes (5), et un deuxième anneau de commande (38, 41 ) monté mobile en rotation autour dudit axe (X-X), caractérisé en ce que chaque aube (5) de ladite au moins une rangée est reliée à la fois auxdits premier (24, 40) et deuxième (38, 41 ) anneaux de commande par un ensemble d'au moins deux bielles (25-30, 42-43).
Dispositif selon la revendication précédente, dans lequel, les bielles (25-30, 42-43) dudit ensemble étant articulées successivement deux à deux autour d'axes d'articulation (37-35-31 , 44) sensiblement radiaux, une première bielle (25, 42) est montée mobile en rotation autour d'un premier (29, 45) et d'un deuxième (27, 46) axes de pivot sensiblement radiaux, le premier axe de pivot (29, 45) étant monté sur ledit premier anneau de commande (24, 40) et le deuxième axe de pivot (27, 46) étant configuré pour être positionné de manière indépendante de la position du premier anneau de commande (24, 40), et une deuxième bielle (36, 43) est montée pivotante sur la première bielle (25, 42) autour d'un premier axe d'articulation (37, 44), situé à une première distance (d2) dudit deuxième axe de pivot (27, 46), déterminée pour chaque aube (5).
Dispositif selon la revendication précédente, dans lequel ledit premier axe d'articulation (37, 44) est situé entre les premier (29, 45) et deuxième (27, 46) axes de pivot.
Dispositif selon la revendication 2 ou 3, comprenant, pour chaque aube (5) de ladite au moins une rangée, une liaison pivot agencée pour relier ladite aube (5) audit ensemble de bielles autour d'un troisième axe de pivot (33), sensiblement radial, lié à l'aube (5) et décalé par rapport à un axe de calage (23) de ladite aube (5), selon ledit axe (X-X) de la turbomachine.
Dispositif selon la revendication 4, dans lequel le deuxième axe de pivot (27) est monté sur un carter de stator (13, 21 ) et une troisième bielle (32) parmi ledit ensemble est montée mobile en rotation autour d'un quatrième axe de pivot (39) sensiblement radial, monté sur ledit deuxième anneau de commande (38, 40).
6. Dispositif selon la revendications 5, dans lequel le quatrième axe de pivot (39) est situé sur la troisième bielle (32) entre un deuxième axe d'articulation (35) avec la deuxième bielle (36) et un troisième axe d'articulation (31 ) avec une quatrième bielle (30), ladite quatrième bielle (30) étant montée pivotante autour du troisième axe de pivot (33).
7. Dispositif selon la revendication 5 ou 6, dans lequel, pour chaque aube (5), le quatrième axe de pivot (39) est sensiblement dans un même plan perpendiculaire audit axe (X-X) de la turbomachine, qu'un axe de calage (23) de l'aube (5).
8. Dispositif selon l'une des revendications 5 à 7, dans lequel les première (25) et troisième (32) bielles sont sensiblement parallèles audit axe (X-X) de la turbomachine pour au moins une position (A, G) des anneaux de commande (24, 38).
9. Dispositif selon la revendication 4, dans lequel, pour au moins une aube (5) de ladite au moins une rangée, le deuxième axe de pivot (46) est monté sur le deuxième anneau de commande (41 ) et dans lequel la deuxième bielle (43) dudit ensemble est montée pivotante autour du troisième axe de pivot (33).
10. Module de turbomachine, comprenant au moins une rangée annulaire d'aubes (5) de stator à calage variable, s'étendant sensiblement radialement autour d'un axe (X-X) de la turbomachine, au moins un carter de stator (13, 21 ) s'étendant radialement à l'intérieur ou à l'extérieur des aubes (5), et un dispositif de réglage du calage de ladite au moins une rangée annulaire d'aubes selon l'une des revendications 1 à 9.
Turbomachine, caractérisée en ce qu'elle comprend au moins un dispositif selon l'une des revendications 1 à 9, ou un module selon la revendication 10 et placé, par exemple, en amont d'une soufflante, en aval d'une soufflante ou dans un compresseur..
12. Procédé de réglage du calage d'au moins une rangée annulaire d'aubes (5) de stator, avec un dispositif selon la revendication 5 ou 9, lors d'une opération de maintenance ou de mise au point de la turbomachine, comprenant une étape préliminaire consistant à déterminer, pour chaque aube (5), des valeurs de ladite première distance (d2) sur la première bielle (25, 42) et d'une deuxième distance (d1 ), définie par l'écart entre le troisième axe de pivot (33) et un axe d'articulation (31 , 44) de la bielle (30, 43) dudit ensemble montée sur ledit troisième axe de pivot (33), lesdites valeurs permettant d'obtenir une loi d'évolution donnée des angles (Θ) de calage en fonction de l'évolution des positions (A, G) du premier (24, 40) et du deuxième (38, 41 ) anneau de commande, procédé comprenant ensuite une étape a) consistant à régler la deuxième distance (d 1 ) pour au moins une aube (5), et/ou une étape b) consistant à régler la première distance (d2), pour au moins une aube (5).
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