WO2022096805A1 - Aube de turbomachine comprenant un connecteur électrique placé au niveau d'un pivot - Google Patents

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WO2022096805A1
WO2022096805A1 PCT/FR2021/051893 FR2021051893W WO2022096805A1 WO 2022096805 A1 WO2022096805 A1 WO 2022096805A1 FR 2021051893 W FR2021051893 W FR 2021051893W WO 2022096805 A1 WO2022096805 A1 WO 2022096805A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
blade
cable
pivot
disc
rotor
Prior art date
Application number
PCT/FR2021/051893
Other languages
English (en)
Inventor
Clément Raphaël LAROCHE
Ulrich Vincent Max DUBOIS
Kévin Emilien André MINJOT
Original Assignee
Safran Aircraft Engines
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Safran Aircraft Engines filed Critical Safran Aircraft Engines
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D7/00—Rotors with blades adjustable in operation; Control thereof
    • F01D7/02—Rotors with blades adjustable in operation; Control thereof having adjustment responsive to speed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C11/00—Propellers, e.g. of ducted type; Features common to propellers and rotors for rotorcraft
    • B64C11/02—Hub construction
    • B64C11/04—Blade mountings
    • B64C11/06—Blade mountings for variable-pitch blades
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2260/00—Function
    • F05D2260/70—Adjusting of angle of incidence or attack of rotating blades
    • F05D2260/74—Adjusting of angle of incidence or attack of rotating blades by turning around an axis perpendicular the rotor centre line
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T50/00—Aeronautics or air transport
    • Y02T50/60—Efficient propulsion technologies, e.g. for aircraft

Definitions

  • the present invention relates to the electrical connection of turbomachine blades, in particular for the electrical connection of an electronic component present at the level of the blade.
  • the invention relates to a turbomachine blade with adjustable pitch whose electrical connections are improved, as well as to a turbomachine rotor comprising such a blade, and to an aircraft comprising such a rotor.
  • a turbomachine rotor comprises a disk having an axis of revolution typically corresponding to the longitudinal axis of the turbomachine, on which are mounted a plurality of vanes distributed regularly around the axis of revolution.
  • the fan comprises a plurality of blades which can be adjustable in pitch, that is to say that the inclination of the blade surfaces with respect to the The longitudinal axis of the turbomachine can be adjusted to modulate interactions with the airflow.
  • a rotor blade blade can directly integrate electrical and/or electronic components.
  • one or more sensors for measuring operational parameters relating to the air flow or the state of the turbomachine can be placed there. These can be sensors for temperature, pressure, air flow, etc.
  • Other electrical services may be present at the level of the blades, for example the supply of resistors to ensure the defrosting of the fan.
  • connection cable fixed to the blade on the one hand, and to the disc on the other hand, in passing over the cell at the level of the blade root.
  • the connection cable is fixed at the level of the upstream fan disc, passing in front of the leading edge.
  • connection cable requires a certain excess cable length to pass over the leading edge and over the blade root.
  • the amount of cable required can therefore be optimized.
  • the blade is rotatable around its stacking axis in the frame of reference linked to the rotor disk. During this movement, the leading edge or the trailing edge may pull on the connecting cable attached to the blade components. Said cable being typically connected to another cable which is integral with the rotor disk, the two cables are likely to be disconnected.
  • connection cable linked to the blade can thus be damaged during the pivoting of the blade, for example if the connection cable is torn or undergoes significant tension.
  • turbomachine blade in particular a rotor blade with adjustable pitch, comprising an electrical connection cable which can be connected to another cable secured to the rotor disk and in which the position of the cable is adapted to a greater wide variety of possible vane orientations.
  • the position of the electrical connection cable must allow a displacement or angular movement of the leading edge and of the trailing edge of the blade preferably of at least 180 degrees with respect to the longitudinal axis of the turbine engine, during operation of the turbine engine, without risk of untimely disconnection and/or deterioration of the electrical connection cable. It is thus sought to ensure the integrity of the electrical connections of the blade during operation.
  • the range of angular movement of the blade, during a modification of its pitch angle, must not be limited by the presence of the electrical connection cable.
  • the invention relates, according to a first aspect, to a turbine engine blade with adjustable pitch, the blade comprising a pivot configured to be rotatably mounted inside a cavity of a turbine engine disc , so that the pivot is rotatable relative to the disk about a stacking axis of the blade, the pivot comprising an internal wall delimiting a passage channel open towards the outside of the pivot, the dawn comprising a blade including a blade root, the blade being attached to the pivot at the blade root, and including a plurality of blade sections stacked from the blade root along the stacking axis, the blade comprising further an electrical connection cable comprising a first cable part fixed to the blade and a second cable part fixed to the pivot, the second cable part being placed inside the internal channel, the electrical connection cable extending between the first part of the cable and the second part of cable.
  • a vane comprising a pivot mobile in rotation with respect to the disk, the pitch angle of the blade being adjustable.
  • An electrical connection cable of the blade comprises a first cable part fixed to the blade, for example at the level of a sensor or of another electronic component integrated into the blade.
  • a second part of cable is, for its part, fixed directly to the pivot.
  • the pivot and the blade are integral in rotation around the blade stacking axis.
  • an electrical connector can be arranged at the level of the pivot to allow the connection of said electrical connection cable with an additional cable.
  • this electrical connector can be aligned with the axis of rotation of the pivot, so as to limit the displacements of this electrical connector during an adjustment of the pitch angle of the blade.
  • the second cable part is fixed to the internal wall.
  • a first end of the passage channel leads to an opening placed on the stacking axis of the blade.
  • the blade comprises a leading edge and a trailing edge, each blade section extending between the leading edge and the trailing edge, a second end of the passage channel emerging in the vicinity of the leading edge.
  • the first cable part is placed at a blade height greater than or equal to 0% and less than or equal to 50% along the stacking axis of the blade, preferably greater than or equal to 0% and less or equal to 25% along the blade stacking axis.
  • the second cable part comprises a connection part configured to be connected to an additional connection part of an additional cable.
  • connection part comprises a female connector configured to be connected to a male connector.
  • connection part comprises a circular connector, preferably a six-position connector.
  • connection part is of the nano-miniature type.
  • the electrical connection cable is not mechanically connected to the turbomachine disc.
  • the blade further comprises at least one sensor configured to supply a measurement signal of a turbomachine operational parameter.
  • the sensor includes an air flow sensor and/or a temperature sensor and/or a pressure sensor.
  • the sensor comprises an imaging device, for example a camera.
  • the sensor comprises a tensiometer, preferably configured to provide a signal for measuring the elongation of the blade.
  • the sensor is placed in the blade.
  • the sensor is placed near a leading edge of the blade.
  • the electrical connection cable is configured to transmit the measurement signal between the sensor and a processing unit.
  • the blade further comprises an electric element arranged in the blade, and the electric connection cable is configured to supply the electric element with an electric current.
  • the electric element is placed near a leading edge of the blade.
  • the electrical element includes a heating resistor.
  • the invention relates to a turbomachine rotor, the rotor preferably being a fan, the rotor comprising a rotor disc and further comprising at least one adjustable-pitch vane as defined above, said blade being mounted on the rotor disc.
  • the rotor further comprises at least one additional electrical connection cable configured to be removably connected to an electrical connection cable of said blade.
  • the rotor disc includes a fixing hole through which the additional cable passes.
  • the additional cable is glued, at the level of the fixing hole, using a hardened paste, for example using a paste comprising a silicone elastomer.
  • the rotor disc comprises a first half-disc and a second half-disc.
  • the fixing hole is placed at an interface between the first half-disc and the second half-disc.
  • the interface between the first half-disc and the second half-disc has a cylinder side surface shape.
  • the additional cable is configured to form, in a connection position of the additional cable with the electrical connection cable of said blade, a loop between the fixing hole and the electrical connection cable of said blade.
  • the invention relates to an aircraft comprising a turbomachine rotor as defined above.
  • Figure 1 is a perspective view of a turbomachine fan comprising a plurality of adjustable-pitch vanes.
  • Figure 2 is a close-up view of the blade root of an adjustable-pitch blade of the fan of Figure 1, the blade being mounted on a first half-disc of the fan. In this view, the second fan half-disc has been omitted.
  • Figure 3 is a schematic view in radial section of the pivot of the blade represented in Figure 2, on which are shown electrical connection cables present at the interface between the pivot and the fan disc.
  • Figure 4 is a close-up view of the electrical connection cables present at the interface between the pivot shown in Figure 2 and the first half-disc. In this view, the blade and the pivot have been omitted.
  • the description below relates to the example of an adjustable-pitch vane integrated into a fan at the air inlet of an aircraft turbine engine.
  • the invention finds a possible application, with the same advantages, for the blades of other turbomachine discs, in particular for a variable-pitch compressor stator vane, a variable-pitch inlet guide vane, etc.
  • turbomachine fan 10 integrated for example into a twin body turbomachine of an aircraft.
  • a twin-spool turbomachine has a longitudinal axis and comprises in particular along this longitudinal axis, from upstream to downstream in the direction of gas flow in the turbomachine: the fan 10, a low-pressure (or LP) compressor, a high pressure (or HP) compressor, a combustion chamber, a high pressure turbine, a low pressure turbine, and an exhaust nozzle.
  • the fan 10 a low-pressure (or LP) compressor, a high pressure (or HP) compressor, a combustion chamber, a high pressure turbine, a low pressure turbine, and an exhaust nozzle.
  • the LP compressor, the HP compressor, the HP turbine and the LP turbine have several stages. Each of the stages is made up of a movable member (called a rotor), and a fixed member (called a stator) straightening the flow of gas by outlet of the corresponding rotor.
  • the number of compressor stages can be a function of the desired compression ratio.
  • the fan 10 comprises a plurality of blades 1 arranged around the longitudinal axis L of the fan. This latter axis coincides with the longitudinal axis of the turbomachine when the fan 10 is mounted in the turbomachine.
  • Each blade 1 is mounted on a disk of the fan 10.
  • the disk of the fan 10 is formed of a first half-disk 10a located on the upstream side (in the direction of gas flow in the turbomachine) and of a second half-disc 10b located on the downstream side.
  • the first half-disc 10a and the second half-disc 10b both preferably have an annular shape, and both extend around the longitudinal axis L.
  • the first half-disc 10a extends radially between a first radial inner edge 100 and a first radial outer edge 101.
  • the inner side is understood here as the side closest to the longitudinal axis L and the outer side means the side farthest from the longitudinal axis L.
  • the first radial inner edge 100 and the first radial outer edge 101 are interconnected by a front face of the first half-disc 10a, as well as by a rear face of the first half-disc 10a (not visible in Figure 1).
  • the second half-disc 10b extends radially between a second radial inner edge 110 and a second radial outer edge 111 interconnected by a front face of the second half-disc 10b (not visible in Figure 1) and by a rear face of the second half-disc 10b (not visible in Figure 1).
  • the first half-disc 10a and the second half-disc 10b are assembled together.
  • the rear face of the first half-disc 10a is pressed against the front face of the second half-disc 10b.
  • the fan 10 is rotated around the longitudinal axis L.
  • the first half-disk 10a, the second half-disc 10b and each of the blades 1 are driven in rotation.
  • the air entering the jet of the turbomachine is thus set in motion at the level of the blades 1 to produce an air flow downstream of the fan 10.
  • Vane with adjustable pitch Vane with adjustable pitch
  • Each blade 1 comprises a pivot 2 and a blade 3.
  • the pivot 2 is mounted in a cavity 12 formed in the fan disk.
  • the cavity 12 is formed between the first half-disc 10a and the second half-disc 10b, and is closed by the pivot 2.
  • a blade 1 in the middle of the figure, the two cavities 12 located respectively to the left and to the right of the dawn 1 being represented empty (that is to say devoid of dawn).
  • Figure 2 only the second half-disc 10b located on the downstream side has been shown, and the first half-disc 10a located on the upstream side has been omitted.
  • the blade 1 extends radially outwards from the pivot 2, along a stacking axis A of the blade.
  • the stacking axis ⁇ is substantially orthogonal to the longitudinal axis L of the fan 10.
  • the stacking axis ⁇ corresponds to a radial direction with respect to the longitudinal axis L.
  • the blade 3, positioned radially outside with respect to the pivot 2, comprises a blade root 30 at the level of which the blade 3 is fixed to the pivot 2.
  • the blade 3 extends from the blade root 30 up to a blade head 31 .
  • the blade root 30 is mounted in a socket 25 of the pivot 2.
  • the socket 25 has a shape complementary to the shape of the blade root 30.
  • a wedge 32 makes it possible to press the root of the blade 30 in cell 25.
  • the blade 3 is formed of a plurality of blade sections, orthogonal to the stacking axis A, stacked from the blade root 30 to the blade head 31 along the axis of stacking To.
  • These contiguous blade sections form two blade surfaces of the blade 3, respectively located at the level of an intrados face of the blade 3 and at the level of an extrados face of the blade 3.
  • the blade surfaces extend between a leading edge LE and a trailing edge TE. With the orientation of the blades 1 illustrated in Figure 1, the leading edges LE of the blades 1 are located upstream and the trailing edges TE of the blades 1 are located downstream.
  • the pivot 2 is rotatably mounted in the cavity 12 of the fan disk. Thus, the pivot 2 can rotate relative to the fan disk around the stacking axis A.
  • the pivot 2 is preferably guided by the walls of the cavity 12 in its rotational movement around the stacking axis A.
  • an outer surface of the pivot 2 has an annular projection 23, preferably on a 360° angular sector.
  • the walls of the cavity 12 here comprise an annular rib 120, preferably over an angular sector at 180°, and further comprise a lower corner forming a shoulder 121, preferably over an angular sector at 180°.
  • the annular projection 23 has a complementary shape with a channel formed between the annular rib 120 and the shoulder 121 of the walls of the cavity 12.
  • the blade 1 is guided when adjusting the pitch angle.
  • the first half-disc 10a (not shown in Figure 2) may comprise a rib similar to the annular rib 120 and/or a shoulder similar to the shoulder 121.
  • a platform 24 When the pivot 2 is mounted in the fan disk, an upper surface of the pivot 2 is covered by a platform 24.
  • the platform 24 seals the two sides of the cavity 12 on either side of the blade 3.
  • the platform 24 acts as a cover, and covers the blade root 30.
  • the platform 24 has been omitted from Figure 2 in order to better illustrate the elements present under the platform 24.
  • the pivot 2 is integral with the blade 3 in its rotation around the stacking axis A.
  • a rotary movement of the pivot 2 around the stacking axis A also drives the blade 3 around the stacking axis HAS.
  • pitch angle is meant here the angle of inclination of the blade surfaces of the blade 3 with respect to the longitudinal axis L of the fan 10. More specifically, in a blade section plane perpendicular to the stacking axis A, the pitch angle corresponds to the angle formed between, on the one hand, a segment called “ chord” connecting the leading edge LE and the trailing edge TE within said section plane, and, on the other hand, the projection of longitudinal L on said section plane.
  • An advantage of using vanes 1 with adjustable pitch is to be able to control the inclination of the blade surfaces with respect to a direction of the incident air flow.
  • the inclination of the blades can in particular be controlled according to the engine speed and the flight conditions, to optimize the aerodynamic operation of the blades.
  • a sensor 5 of the blade 1 provides a measurement signal of an operational parameter of the turbine engine.
  • the sensor 5 is placed in the blade 3, for example on one of the blade surfaces. More precisely, the sensor 5 is here placed in the vicinity of the leading edge LE of the blade 3.
  • Sensor 5 here includes an airflow sensor.
  • the sensor 5 can include a temperature and/or pressure sensor and/or any other operational parameter.
  • Such an instrumented blade is, for example, of advantageous use in a test machine, during a design or development phase of the turbomachine. However, such an instrumented blade can also be used during the operational use of the aircraft.
  • an electrical connection is provided here between the sensor 5 and an electrical circuit outside the blade.
  • the electrical circuit to which the sensor 5 is connected is for example a circuit of a processing unit configured to process and/or store a value of the measurement signal.
  • the electrical connection of the sensor 5 is here made by a blade electrical cable 4a visible in Figures 2 to 4.
  • the blade electrical cable 4a comprises a first end 4a-1 and a second end 4a-2 and extends between the two said ends.
  • the first end 4a-1 of the blade electric cable 4a is fixed at the level of the blade 3.
  • the first end 4a-1 of the cable is directly connected to a circuit integrating the sensor 5.
  • the first end 4a-1 can be connected to an additional cable making the connection with the sensor circuit.
  • the blade electrical cable 4a is a flexible cable, so as to facilitate assembly by allowing simple connection and disconnection.
  • the first end 4a-1 is close to the blade root 30.
  • the first end 4a-1 is for example placed at a blade height greater than or equal to 0% and less than or equal to 50%, preferably greater than or equal to 0% and less than or equal to 25%, along the stacking axis ⁇ .
  • the 0% height corresponds to the blade root 30 and the 100% height corresponds to the blade head 31 .
  • the blade electrical cable 4a emerges from the blade 3 between the platform 24 and the blade 1 when the platform 24 closes the cavity 12.
  • the platform 24 is preferably not brought into contact directly with the blade 1, so as to avoid wear of the blade 1 due to vibrations. It is thus possible to arrange a seal between the platform 24 and the blade 1, the shape of the seal being provided to allow the electrical connection cable 4a to pass. It is preferably an elastomer seal.
  • a second part 4a-2 of the blade electric cable 4a is, for its part, fixed at the level of the pivot 2.
  • the second part 4a-2 of the cable corresponds to a second end of the blade electric cable 4a.
  • the blade electric cable 4a thus extends between the pivot 2 and the blade 3.
  • the pivot 2 comprises an internal wall 20 delimiting an internal channel 21 for the passage and fixing of a portion of the blade electric cable 4a .
  • the second end 4a-2 of the cable 4a is here placed inside the internal channel 21 and is preferably fixed to the internal wall 20.
  • the second end 4a-2 of the cable 4a thus follows the movement of the pivot 2 in rotation around the stacking axis A.
  • An advantage of fixing a second part 4a-2 of cable at the level of the pivot 2, inside the pivot 2, is to make the two parts 4a-1 and 4a-2 of the cable pivot together when adjusting the pitch angle of the blade.
  • leading edge LE and the trailing edge TE of the blade 1 can thus pivot relative to the longitudinal axis L of the turbomachine, without risk of untimely disconnection and/or damage to the blade electrical cable 4a.
  • the blade electrical cable 4a is therefore not mechanically connected to any one of the two half-discs 10a and 10b.
  • the second end 4a-2 of the cable comprises an electrical connector configured to be connected (preferably removably) to another connector, for example a connector of an electrical disk cable 4b.
  • the electrical connector at the level of the second end 4a-2 is a female connector, complementary with a male connector.
  • the female connector preferably has a reduced size, so as to better meet the constraints of limiting the size of the fan.
  • the female connector is a circular connector, preferably with six positions, preferably of the nano-miniature type.
  • Figure 3 is a view in radial section of the pivot 2.
  • the section plane of Figure 3 passes through the stacking axis ⁇ .
  • the internal channel 21 delimited by the internal wall 20.
  • a first end of the internal channel 21 (directed upwards in Figures 2 and 3) preferably opens above the pivot 2, in the vicinity of the leading edge LE. Furthermore, a second end of the internal channel 21 (directed downwards in Figures 2 and 3) preferably leads to an opening 22 made in a lower part of the pivot 2.
  • the opening 22 allows, for example, the passage of another connector, for example a connector for an electric cable 4b of the disc.
  • the internal channel 21 therefore crosses here the internal volume of the pivot 2 from top to bottom.
  • the internal channel 21 is straight and extends along an extension direction B inclined with respect to the stacking axis A.
  • the extension direction B intersects the stacking axis A in the vicinity of a lower part of the pivot (here at the level of the opening 22).
  • an angle of inclination of the extension direction B with respect to the stacking axis A in the radial section plane of Figure 3 is between 20° and 70° and is typically close to 45°.
  • the internal channel could have a non-rectilinear shape.
  • the senor 5 could be replaced or supplemented by one or more other electronic components, at any position at the level of the blade or at the level of the pivot, connected to an electric connection cable having characteristics similar to those of the electric cable blade 4a described above.
  • such a component can be an electric element replacing or supplementing the sensor, said element preferably being arranged in the blade 3.
  • the electric connection cable 4a can supply the electric element with an electric current.
  • the electrical element may for example comprise a heating resistor, and/or a defrosting device, etc.
  • any adaptations of the electrical connection cable can then be made depending on the position of the said electronic component(s) to which the electrical connection cable is associated.
  • a single blade electrical cable 4a can serve both the sensor 5 and this (these) additional electronic component(s).
  • the fan disc 10 further comprises an electrical disc cable 4b that can be connected to the blade electrical cable 4a.
  • the disc electric cable 4b is preferably connected to the blade electric cable 4a in a removable manner.
  • the measurement signal supplied by the sensor 5 passes through the electrical cable of disk 4b, for example to a processing and/or measurement unit.
  • the disc electric cable 4b extends between one end of the cable 4b-2 adjacent to the pivot 2 and another end not shown in the appended figures.
  • the disc electric cable 4b is connected to the blade electric cable 4a via the cable end 4b-2, in the vicinity of the pivot 2.
  • the connection between these two cables is made by a male connector complementary to the female connector of the cable paddle electric 4a.
  • the male connector is chosen compatible with the female connector.
  • the male connector preferably has a reduced size, so as to better meet the constraints of limiting the size of the fan.
  • the male connector is here a circular connector as well as the female connector. It is preferably at six positions, and is preferably of the nanominiature type.
  • the male connector is placed in the swivel 2 when the male connector is connected to the female connector, as shown in Figure 3.
  • the junction between the male connector and the female connector is made at the second end of the internal channel 21, close to the opening 22.
  • the female connector being placed slightly set back from the interface between the opening 22 and the internal channel 21, it is easy to insert and connect the male connector.
  • the male connector can be disconnected from the female connector, for example manually, by pulling on the cable end 4b-2 in the vicinity of the opening 22.
  • the blade electrical cable 4a then remains preferably placed inside the internal channel 21 of the pivot 2, while the cable end 4b-2 is free.
  • Disconnecting the male connector and the female connector thus makes it possible, if necessary, to disassemble the blade 1 with respect to the fan disc.
  • the opening 22 through which the cable end 4b-2 passes is positioned on the stacking axis ⁇ .
  • the stacking axis A is also an axis of revolution of the pivot 2.
  • the disc electric cable 4b is also fixed to the second half-disc 10b of the fan 10.
  • the fixing of the disc electric cable 4b to the second half-disc 10b is preferably carried out at a portion cable median, set back from the cable end 4b-2.
  • a specific fixing hole 14 is provided in the second half-disc 10b for fixing the electrical cable of the disc 4b. As illustrated in Figure 2, the fixing hole 14 is crossed by the electric cable of disc 4b.
  • a hardened paste for example a paste comprising a silicone elastomer such as an RTV paste.
  • the fixing orifice 14 is placed on an upstream interface 13 of the second half-disc 10b.
  • the upstream interface 13 has a shape complementary to a recess of the first half-disc 10a, allowing assembly of the two half-discs.
  • the upstream interface 13 here has the shape of a cylinder side surface.
  • the fixing orifice 14 is positioned on the upstream interface 13 opposite the cavity 12 of the disk receiving the blade 1 .
  • the fixing orifice 14 has an oblong shape and can house at least two cables similar to the electrical cable of disk 4b.
  • An advantage is that a single fixing orifice can then receive several electric cables, for connection to several female connectors located in several blades.
  • the fixing orifice 14 may have a circular shape with a diameter greater than or equal to the outer diameter of the disc electrical cable 4b.
  • Figure 4 shows the blade electric cable 4a and the disc electric cable 4b in this connection position, omitting the pivot 2 and the blade 3.
  • the free loop 41 is thus visible in Figure 3.
  • the leading edge LE of the blade can be moved to the right during an adjustment of the blade pitch angle, without the male connector being disconnected of the female connector.

Landscapes

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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
  • Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)

Abstract

La présente invention concerne une aube (1) de turbomachine à calage ajustable, comprenant : un pivot (2) configuré pour être monté en rotation à l'intérieur d'une cavité d'un disque (10a, 10b) de turbomachine de sorte que le pivot (2) soit mobile en rotation par rapport au disque (10a, 10b) autour d'un axe d'empilement (A) de l'aube (1); une pale (3) comprenant un pied de pale (30) et fixée au pivot (2) au niveau du pied de pale (30), la pale (3) comprenant une pluralité de sections de pale empilées à partir du pied de pale (30) le long de l'axe d'empilement (A); un câble (4a) de connexion électrique comprenant une première partie (4a-1) de câble fixée à la pale (3) et une deuxième partie (4a-2) de câble fixée au pivot (2) et s'étendant entre la première partie (4a-1) de câble et la deuxième partie (4a-2) de câble.

Description

AUBE DE TURBOMACHINE COMPRENANT UN CONNECTEUR ELECTRIQUE PLACE AU NIVEAU D’UN PIVOT
DOMAINE DE L'INVENTION
La présente invention concerne la connectique électrique des aubes de turbomachine, notamment pour la connexion électrique d’un composant électronique présent au niveau de la pale. L’invention se rapporte à une aube de turbomachine à calage ajustable dont la connectique électrique est améliorée, ainsi qu’à un rotor de turbomachine comprenant une telle aube, et à un aéronef comprenant un tel rotor.
ETAT DE LA TECHNIQUE
De manière connue, un rotor de turbomachine comprend un disque présentant un axe de révolution correspondant typiquement à l’axe longitudinal de la turbomachine, sur lequel sont montées une pluralité d’aubes réparties régulièrement autour de l’axe de révolution.
Chaque aube s’étend vers l’extérieur le long d’un axe d’empilement sensiblement perpendiculaire à l’axe de révolution du rotor. Au niveau d’une entrée d’air d’une turbomachine d’aéronef, la soufflante comprend une pluralité d’aubes pouvant être à calage ajustable, c’est-à-dire que l’inclinaison des surfaces de pale par rapport à l’axe longitudinal de la turbomachine peut être ajustée pour moduler les interactions avec le flux d’air.
Une pale d’aube de rotor peut intégrer directement des composants électriques et/ou électroniques. On peut par exemple y disposer un ou plusieurs capteurs de mesure de paramètres opérationnels relatifs au flux d’air ou à l’état de la turbomachine. Il peut s’agir de capteurs de température, pression, débit d’air, etc. D’autres servitudes électriques peuvent être présentes au niveau des pales, par exemple l’alimentation de résistances pour assurer le dégivrage de la soufflante.
De tels composants électriques intégrés à la pale sont typiquement connectés électriquement à des unités de traitement et/ou de mesure par l’intermédiaire d’un câble de connexion fixé à la pale d’une part, et au disque d’autre part, en passant par-dessus l’alveole au niveau du pied de pale. Par exemple, le cable de connexion est fixé au niveau du disque amont de soufflante, en passant en face du bord d’attaque.
Une telle position du câble de connexion au sein d’une aube de soufflante présente toutefois une pluralité d’inconvénients.
D’une part, un tel agencement du câble de connexion nécessite une certaine surlongueur de câble pour passer par-dessus le bord d’attaque et par-dessus le pied de pale. La quantité de câble nécessaire peut donc être optimisée.
D’autre part, dans le cas d’une aube à calage ajustable, l’aube est mobile en rotation autour de son axe d’empilement dans le référentiel lié au disque de rotor. Àu cours de ce mouvement, le bord d’attaque ou le bord de fuite peuvent tirer sur le câble de connexion lié aux composants de la pale. Ledit câble étant typiquement branché à un autre câble qui est solidaire du disque de rotor, les deux câbles sont susceptibles de se déconnecter.
Le câble de connexion lié à la pale peut ainsi s’abîmer pendant le pivotement de l’aube, par exemple si le câble de connexion est arraché ou subit une tension importante.
La connectique électrique des aubes de turbomachine connues n’est donc pas très satisfaisante dans le cas d’aubes à calage ajustable. Or, l’usage des aubes à calage ajustable tendra à se répandre car l’ajustement de l’angle de calage est avantageux pour optimiser le fonctionnement des pales en fonction du régime moteur et des conditions de vol.
DESCRIPTION GENERALE DE L'INVENTION
Il existe donc un besoin pour une aube de turbomachine, notamment une aube de rotor à calage ajustable, comportant un câble de connexion électrique pouvant être raccordé à un autre câble solidaire du disque de rotor et dans laquelle la position du câble est adaptée à une plus grande variété d’orientations possibles de l’aube.
En particulier, la position du câble de connexion électrique doit permettre un déplacement ou débattement angulaire du bord d’attaque et du bord de fuite de l’aube de préférence d’au moins 180 degrés par rapport à l’axe longitudinal de la turbomachine, au cours du fonctionnement de la turbomachine, sans risque de débranchement intempestif et/ou de détérioration du câble de connexion électrique. On cherche ainsi à assurer l’intégrité de la connectique électrique de l’aube en cours de fonctionnement.
La portée de débattement angulaire de l’aube, lors d’une modification de son angle de calage, ne doit pas être limitée par la présence du câble de connexion électrique.
De plus, la solution recherchée doit demeurer de conception simple, et compatible avec les types usuels de câbles de connexion électrique utilisés dans les turbomachines.
Pour répondre à ces besoins, l’invention concerne, selon un premier aspect, une aube de turbomachine à calage ajustable, l’aube comprenant un pivot configuré pour être monté en rotation à l’intérieur d’une cavité d’un disque de turbomachine, de sorte que le pivot soit mobile en rotation par rapport au disque autour d’un axe d’empilement de l’aube, le pivot comprenant une paroi interne délimitant un canal de passage ouvert vers l’extérieur du pivot, l’aube comprenant une pale comprenant un pied de pale, la pale étant fixée au pivot au niveau du pied de pale, et comprenant une pluralité de sections de pale empilées à partir du pied de pale le long de l’axe d’empilement, l’aube comprenant en outre un câble de connexion électrique comprenant une première partie de câble fixée à la pale et une deuxième partie de câble fixée au pivot, la deuxième partie de câble étant placée à l’intérieur du canal interne, le câble de connexion électrique s’étendant entre la première partie de câble et la deuxième partie de câble.
Il est ainsi proposé une aube comprenant un pivot mobile en rotation par rapport au disque, l’angle de calage de la pale étant ajustable. Un câble de connexion électrique de l’aube comprend une première partie de câble fixée à la pale, par exemple au niveau d’un capteur ou d’un autre composant électronique intégré à la pale. Une deuxième partie de câble est, quant à elle, fixée directement au pivot. Àu cours d un ajustement de rangle de calage de la pale, le pivot et la pale sont solidaires en rotation autour de l’axe d’empilement de l’aube. Ainsi, les deux parties du câble de connexion électrique lié à la pale se déplacent ensemble et on évite d’exercer une tension mécanique au niveau du câble. Les risques de détérioration et/ou de débranchement dudit câble de connexion électrique sont ainsi fortement limités.
Notamment, un connecteur électrique peut être agencé au niveau du pivot pour permettre le raccordement dudit câble de connexion électrique avec un câble supplémentaire. De préférence, ce connecteur électrique peut être aligné avec l’axe de rotation du pivot, de sorte à limiter les déplacements de ce connecteur électrique au cours d’un ajustement de l’angle de calage de la pale.
On augmente ainsi la fiabilité et la durée de vie de l’instrumentation électrique du rotor de turbomachine intégrant l’aube.
Des caractéristiques optionnelles et non limitatives de l’aube telle que définie ci-avant sont les suivantes, prises seules ou en l’une quelconque des combinaisons techniquement possibles :
- la deuxième partie de câble est fixée à la paroi interne.
- une première extrémité du canal de passage débouche sur une ouverture placée sur l’axe d’empilement de l’aube.
- la pale comprend un bord d’attaque et un bord de fuite, chaque section de pale s’étendant entre le bord d’attaque et le bord de fuite, une deuxième extrémité du canal de passage débouchant au voisinage du bord d’attaque.
- la première partie de câble est placée à une hauteur de pale supérieure ou égale à 0% et inférieure ou égale à 50% le long de l’axe d’empilement de l’aube, de préférence supérieure ou égale à 0% et inférieure ou égale à 25% le long de l’axe d’empilement de l’aube.
- la deuxième partie de câble comprend une partie de connexion configurée pour être connectée à une partie de connexion supplémentaire d’un câble supplémentaire.
- la partie de connexion comprend un connecteur femelle configuré pour être connecté à un connecteur mâle. - la partie de connexion comprend un connecteur circulaire, de preference un connecteur à six positions.
- le connecteur de la partie de connexion est du type nano-miniature.
- le câble de connexion électrique n’est pas relié mécaniquement au disque de turbomachine.
- l’aube comprend en outre au moins un capteur configuré pour fournir un signal de mesure d’un paramètre opérationnel de turbomachine.
- le capteur comprend un capteur de débit d’air et/ou un capteur de température et/ou un capteur de pression.
- le capteur comprend un dispositif imageur, par exemple une caméra.
- le capteur comprend un tensiomètre, configuré de préférence pour fournir un signal de mesure d’allongement de la pale.
- le capteur est placé dans la pale.
- le capteur est placé au voisinage d’un bord d’attaque de la pale.
- le câble de connexion électrique est configuré pour transmettre le signal de mesure entre le capteur et une unité de traitement.
- l’aube comprend en outre un élément électrique disposé dans la pale, et le câble de connexion électrique est configuré pour alimenter l’élément électrique avec un courant électrique.
- l’élément électrique est placé au voisinage d’un bord d’attaque de la pale.
- l’élément électrique comprend une résistance chauffante.
Selon un deuxième aspect, l’invention se rapporte à un rotor de turbomachine, le rotor étant de préférence une soufflante, le rotor comprenant un disque de rotor et comprenant en outre au moins une aube à calage ajustable telle que définie ci-avant, ladite aube étant montée sur le disque de rotor.
Des caractéristiques optionnelles et non limitatives du rotor selon le deuxième aspect de l’invention sont les suivantes, prises seules ou en l’une quelconque des combinaisons techniquement possibles : - le rotor comprend en outre au moins un cable supplémentaire de connexion électrique configuré pour être raccordé de façon amovible à un câble de connexion électrique de ladite aube.
- le disque de rotor comprend un trou de fixation traversé par le câble supplémentaire.
- le câble supplémentaire est fixé au disque de rotor.
- la fixation du câble supplémentaire au disque de rotor est réalisée au niveau du trou de fixation.
- le câble supplémentaire est collé, au niveau du trou de fixation, à l’aide d’une pâte durcie, par exemple à l’aide d’une pâte comprenant un élastomère de silicone.
- le disque de rotor comprend un premier demi-disque et un deuxième demi- disque.
- le trou de fixation est placé à une interface entre le premier demi-disque et le deuxième demi-disque.
- l’interface entre le premier demi-disque et le deuxième demi-disque présente une forme de surface latérale de cylindre.
- le câble supplémentaire est configuré pour former, dans une position de branchement du câble supplémentaire avec le câble de connexion électrique de ladite aube, une boucle entre le trou de fixation et le câble de connexion électrique de ladite aube.
Enfin, selon un troisième aspect, l’invention se rapporte à un aéronef comprenant un rotor de turbomachine tel que défini ci-avant.
DESCRIPTION GENERALE DES FIGURES
D’autres caractéristiques, buts et avantages de l’invention ressortiront de la description qui suit, qui est purement illustrative et non limitative, et qui doit être lue en regard des dessins annexés parmi lesquels :
La Figure 1 est une vue en perspective d’une soufflante de turbomachine comprenant une pluralité d’aubes à calage ajustable. La Figure 2 est une vue rapprochée du pied de pale d’une aube a calage ajustable de la soufflante de la Figure 1 , l’aube étant montée sur un premier demi-disque de soufflante. Sur cette vue, le deuxième demi-disque de soufflante a été omis.
La Figure 3 est une vue schématique en coupe radiale du pivot de l’aube représentée sur la Figure 2, sur laquelle on a représenté des câbles de connexion électrique présents à l’interface entre le pivot et le disque de soufflante.
La Figure 4 est une vue rapprochée des câbles de connexion électrique présents à l’interface entre le pivot représenté sur la Figure 2 et le premier demi-disque. Sur cette vue, la pale et le pivot ont été omis.
DESCRIPTION DETAILLEE DE MODES DE REALISATION DE L'INVENTION
La description ci-après se rapporte à l’exemple d’une aube à calage ajustable intégrée à une soufflante au niveau de l’entrée d’air d’une turbomachine d’aéronef. L’invention trouve toutefois une application possible, avec les mêmes avantages, pour des aubes d’autres disques de turbomachine, en particulier pour une aube de stator de compresseur à calage variable, une aube directrice d’entrée à calage variable, etc.
Sur l’ensemble des figures annexées et tout au long de la description ci-après, les éléments similaires portent des références alphanumériques identiques.
Soufflante de turbomachine
On a représenté sur la Figure 1 une soufflante 10 de turbomachine selon un exemple de réalisation, intégrée par exemple à une turbomachine à double corps d’aéronef.
Une turbomachine à double corps présente un axe longitudinal et comprend notamment le long de cet axe longitudinal, d’amont en aval dans le sens d’écoulement des gaz dans la turbomachine : la soufflante 10, un compresseur basse pression (ou BP), un compresseur haute pression (ou HP), une chambre de combustion, une turbine haute pression, une turbine basse pression, et une tuyère d’éjection.
Le compresseur BP, le compresseur HP, la turbine HP et la turbine BP présentent plusieurs étages. Chacun des étages se compose d’un organe mobile (appelé rotor), et d’un organe fixe (appelé stator) redressant l’écoulement de gaz en sortie du rotor correspondant. Le nombre d’etages de compresseur peut etre fonction du taux de compression souhaité.
De retour à la Figure 1 , la soufflante 10 comprend une pluralité d’aubes 1 disposées autour de l’axe longitudinal L de la soufflante. Ce dernier axe est confondu avec l’axe longitudinal de la turbomachine lorsque la soufflante 10 est montée dans la turbomachine.
Chaque aube 1 est montée sur un disque de la soufflante 10. Le disque de la soufflante 10 est formé d’un premier demi-disque 10a situé du côté amont (dans le sens d’écoulement des gaz dans la turbomachine) et d’un deuxième demi- disque 10b situé du côté aval. Le premier demi-disque 10a et le deuxième demi- disque 10b présentent tous deux de préférence une forme annulaire, et s’étendent tous deux autour de l’axe longitudinal L.
Le premier demi-disque 10a s’étend radialement entre un premier bord intérieur radial 100 et un premier bord extérieur radial 101. Le côté intérieur s’entend ici comme le côté le plus proche de l’axe longitudinal L et le côté extérieur s’entend comme le côté le plus éloigné de l’axe longitudinal L. Le premier bord intérieur radial 100 et le premier bord extérieur radial 101 sont reliés entre eux par une face avant du premier demi-disque 10a, ainsi que par une face arrière du premier demi-disque 10a (non visible sur la Figure 1 ).
Le deuxième demi-disque 10b, quant à lui, s’étend radialement entre un deuxième bord intérieur radial 110 et un deuxième bord extérieur radial 111 reliés entre eux par une face avant du deuxième demi-disque 10b (non visible sur la Figure 1 ) et par une face arrière du deuxième demi-disque 10b (non visible sur la Figure 1 ). Sur la Figure 1 , le premier demi-disque 10a et le deuxième demi- disque 10b sont assemblés entre eux. Ainsi, la face arrière du premier demi- disque 10a est plaquée contre la face avant du deuxième demi -disque 10b.
Au cours du fonctionnement de la turbomachine, la soufflante 10 est mise en rotation autour de l’axe longitudinal L. Le premier demi-disque 10a, le deuxième demi-disque 10b et chacune des aubes 1 sont entraînés en rotation. L’air entrant dans la veine de la turbomachine est ainsi mis en mouvement au niveau des aubes 1 pour produire un flux d’air en aval de la soufflante 10. Aube a calage ajustable
Chaque aube 1 comprend un pivot 2 et une pale 3. Le pivot 2 est monté dans une cavité 12 formée dans le disque de soufflante. Ici, la cavité 12 est formée entre le premier demi-disque 10a et le deuxième demi-disque 10b, et est refermée par le pivot 2. On a représenté sur la Figure 2 une aube 1 au milieu de la figure, les deux cavités 12 situées respectivement à gauche et à droite de l’aube 1 étant représentées vides (c’est-à-dire dépourvues d’aube). Sur la Figure 2, on a représenté uniquement le deuxième demi-disque 10b situé du côté aval, et on a omis le premier demi-disque 10a situé du côté amont.
L’aube 1 s’étend radialement vers l’extérieur à partir du pivot 2, le long d’un axe d’empilement À de l’aube. L’axe d’empilement À est sensiblement orthogonal à l’axe longitudinal L de la soufflante 10. L’axe d’empilement À correspond à une direction radiale par rapport à l’axe longitudinal L.
La pale 3, positionnée radialement à l’extérieur par rapport au pivot 2, comprend un pied de pale 30 au niveau duquel la pale 3 est fixée au pivot 2. La pale 3 s’étend à partir du pied de pale 30 jusqu’à une tête de pale 31 .
Dans le présent exemple, le pied de pale 30 est monté dans une alvéole 25 du pivot 2. L’alvéole 25 présente une forme complémentaire à la forme du pied de pale 30. De façon avantageuse, une cale 32 permet de plaquer le pied de pale 30 dans l’alvéole 25.
De façon connue, la pale 3 est formée d’une pluralité de sections de pale, orthogonales à l’axe d’empilement À, empilées à partir du pied de pale 30 jusqu’à la tête de pale 31 le long de l’axe d’empilement À.
Ces sections de pale contiguës forment deux surfaces de pale de la pale 3, respectivement situées au niveau d’une face intrados de la pale 3 et au niveau d’une face extrados de la pale 3. Les surfaces de pale s’étendent entre un bord d’attaque LE et un bord de fuite TE. Avec l’orientation des aubes 1 illustrée sur la Figure 1 , les bords d’attaque LE des aubes 1 se situent à l’amont et les bords de fuite TE des aubes 1 se situent à l’aval. Pivot d aube
Le pivot 2 est monté mobile en rotation dans la cavité 12 du disque de soufflante. Ainsi, le pivot 2 peut tourner par rapport au disque de soufflante autour de l’axe d’empilement A.
Le pivot 2 est, de préférence, guidé par les parois de la cavité 12 dans son mouvement de rotation autour de l’axe d’empilement A. Par exemple, ici, une surface extérieure du pivot 2 présente une saillie annulaire 23, de préférence sur un secteur angulaire à 360° . Les parois de la cavité 12 comprennent ici une nervure annulaire 120, de préférence sur un secteur angulaire à 180° , et comprennent en outre un coin inférieur formant un épaulement 121 , de préférence sur un secteur angulaire à 180° .
La saillie annulaire 23 présente une forme complémentaire avec un canal formé entre la nervure annulaire 120 et l’épaulement 121 des parois de la cavité 12. Ainsi, l’aube 1 est guidée lors de l’ajustement de l’angle de calage. On comprendra que le premier demi-disque 10a (non illustré sur la Figure 2) peut comprendre une nervure similaire à la nervure annulaire 120 et/ou un épaulement similaire à l’épaulement 121.
Lorsque le pivot 2 est monté dans le disque de soufflante, une surface supérieure du pivot 2 est recouverte par une plateforme 24. La plateforme 24 rebouche les deux côtés de la cavité 12 de part et d’autre de la pale 3. La plateforme 24 joue un rôle de capot, et recouvre le pied de pale 30. La plateforme 24 a été omise sur la Figure 2 afin de mieux illustrer les éléments présents sous la plateforme 24.
Le pivot 2 est solidaire de la pale 3 dans sa rotation autour de l’axe d’empilement A. Un mouvement rotatif du pivot 2 autour de l’axe d’empilement A entraîne également la pale 3 autour de l’axe d’empilement A.
Un déplacement en rotation du pivot 2 permet d’ajuster un angle de calage de l’aube 1. Par « angle de calage », on entend ici l’angle d’inclinaison des surfaces de pale de la pale 3 par rapport à l’axe longitudinal L de la soufflante 10. Plus spécifiquement, dans un plan de section de pale perpendiculaire à l’axe d’empilement A, l’angle de calage correspond à l’angle formé entre, d’une part, un segment nommé « corde » reliant le bord d’attaque LE et le bord de fuite TE au sein dudit plan de section, et, d autre part, la projection de Taxe longitudinal L sur ledit plan de section.
Un avantage d’utiliser des aubes 1 à calage ajustable est de pouvoir contrôler l’inclinaison des surfaces de pale par rapport à une direction du flux d’air incident. L’inclinaison des pales peut notamment être contrôlée en fonction du régime moteur et des conditions de vol, pour optimiser le fonctionnement aérodynamique des pales.
Connecteur électrique femelle
On a en outre représenté sur la Figure 2 un capteur 5 de l’aube 1. Le capteur 5 fournit ici un signal de mesure d’un paramètre opérationnel de la turbomachine. Dans le présent exemple, le capteur 5 est placé dans la pale 3, par exemple sur l’une des surfaces de pale. Plus précisément, le capteur 5 est ici placé au voisinage du bord d’attaque LE de la pale 3.
Le capteur 5 comprend ici un capteur de débit d’air. En alternative ou en combinaison, le capteur 5 peut comprendre un capteur de température et/ou de pression et/ou d’un quelconque autre paramètre opérationnel. Une telle aube instrumentée est par exemple d’usage avantageux dans une machine d’essais, au cours d’une phase de conception ou de développement de la turbomachine. Toutefois, une telle aube instrumentée est également utilisable au cours de l’exploitation opérationnelle de l’aéronef.
Pour traiter le signal de mesure délivré par le capteur 5, on prévoit ici un branchement électrique entre le capteur 5 et un circuit électrique extérieur à l’aube. Le circuit électrique auquel est branché le capteur 5 est par exemple un circuit d’une unité de traitement configurée pour traiter et/ou mémoriser une valeur du signal de mesure.
Le branchement électrique du capteur 5 est ici réalisé par un câble électrique d’aube 4a visible sur les Figures 2 à 4. Le câble électrique d’aube 4a comprend une première extrémité 4a-1 et une deuxième extrémité 4a-2 et s’étend entre les deux dites extrémités.
La première extrémité 4a-1 du câble électrique d’aube 4a est fixée au niveau de la pale 3. Dans le présent exemple, la première extrémité 4a-1 du câble est directement reliee a un circuit integrant le capteur 5. En alternative, la premiere extrémité 4a- 1 peut être reliée à un câble supplémentaire réalisant la connexion avec le circuit du capteur.
Préférentiellement, le câble électrique d’aube 4a est un câble souple, de sorte à faciliter le montage en permettant un branchement et un débranchement simple.
De manière avantageuse, la première extrémité 4a-1 est proche du pied de pale 30. La première extrémité 4a-1 est par exemple placée à une hauteur de pale supérieure ou égale à 0% et inférieure ou égale à 50%, de préférence supérieure ou égale à 0% et inférieure ou égale à 25%, le long de l’axe d’empilement À. La hauteur 0% correspond au pied de pale 30 et la hauteur 100% correspond à la tête de pale 31 .
Ainsi, de préférence, le câble électrique d’aube 4a sort de la pale 3 entre la plateforme 24 et l’aube 1 lorsque la plateforme 24 vient refermer la cavité 12. En effet, la plateforme 24 n’est préférentiellement pas mise en contact direct avec l’aube 1 , de sorte à éviter une usure de l’aube 1 due à des vibrations. On peut ainsi disposer un joint entre la plateforme 24 et l’aube 1 , la forme du joint étant prévue pour laisser passer le câble de connexion électrique 4a. Il s’agit de préférence d’un joint en élastomère.
Une deuxième partie 4a-2 du câble électrique d’aube 4a est, quant à elle, fixée au niveau du pivot 2. Ici, la deuxième partie 4a-2 du câble correspond à une deuxième extrémité du câble électrique d’aube 4a. Le câble électrique d’aube 4a s’étend ainsi entre le pivot 2 et la pale 3. Le pivot 2 comprend une paroi interne 20 délimitant un canal interne 21 pour le passage et la fixation d’une portion du câble électrique d’aube 4a. La deuxième extrémité 4a-2 du câble 4a est ici placée à l’intérieur du canal interne 21 et est, de préférence, fixée à la paroi interne 20. La deuxième extrémité 4a-2 du câble 4a suit ainsi le déplacement du pivot 2 en rotation autour de l’axe d’empilement A.
Un avantage de fixer une deuxième partie 4a-2 de câble au niveau du pivot 2, à l’intérieur du pivot 2, est de faire pivoter ensemble les deux parties 4a-1 et 4a- 2 de câble lors d’un ajustement de l’angle de calage de la pale. On contrôle ainsi le positionnement du tronçon de câble entre la première partie 4a-1 et la deuxieme partie 4a-2 tout au long du pivotement de l’aube. On évité ainsi d’arracher le connecteur, ou d’exercer une tension mécanique au niveau du câble électrique d’aube 4a. Les risques de détérioration et/ou de débranchement du câble électrique d’aube 4a sont ainsi fortement limités.
Le bord d’attaque LE et le bord de fuite TE de l’aube 1 peuvent ainsi pivoter par rapport à l’axe longitudinal L de la turbomachine, sans risque de débranchement intempestif et/ou de détérioration du câble électrique d’aube 4a.
À l’inverse, dans le cas où une portion du câble électrique d’aube 4a est directement reliée à l’un des deux demi-disques d’aube (par exemple sur la face amont du premier demi-disque 10a), il existe un risque que la pale 3 tire sur une autre portion du câble électrique d’aube 4a lors d’un ajustement de l’angle de calage de la pale. De préférence, le câble électrique d’aube 4a n’est donc pas relié mécaniquement à l’un quelconque des deux demi-disques 10a et 10b.
De façon très avantageuse, la deuxième extrémité 4a-2 de câble comprend un connecteur électrique configuré pour être connecté (de préférence de façon amovible) à un autre connecteur, par exemple un connecteur d’un câble électrique de disque 4b.
Dans le présent exemple, le connecteur électrique au niveau de la deuxième extrémité 4a-2 est un connecteur femelle, complémentaire avec un connecteur mâle. Le connecteur femelle présente de préférence une taille réduite, de sorte à mieux répondre aux contraintes de limitation de l’encombrement au niveau de la soufflante.
Ici, le connecteur femelle est un connecteur circulaire, de préférence à six positions, de préférence du type nano-miniature.
La Figure 3 est une vue en coupe radiale du pivot 2. Le plan de coupe de la Figure 3 passe par l’axe d’empilement À. On a représenté, sur une partie droite de cette figure, le canal interne 21 délimité par la paroi interne 20.
Comme illustré sur les Figures 2 et 3, une première extrémité du canal interne 21 (orientée vers le haut sur les Figures 2 et 3) débouche de préférence au-dessus du pivot 2, au voisinage du bord d’attaque LE. Par ailleurs, une deuxième extrémité du canal interne 21 (orientée vers le bas sur les Figures 2 et 3) débouché de preference sur une ouverture 22 pratiquée dans une partie basse du pivot 2. L’ouverture 22 permet par exemple le passage d’un autre connecteur, par exemple un connecteur d’un câble électrique de disque 4b.
Le canal interne 21 traverse donc ici le volume interne du pivot 2 de haut en bas.
Ainsi, l’instrumentation électrique de l’aube 1 chemine ici à partir de la pale 3 jusqu’au fond de la cavité 12.
Dans le présent exemple, le canal interne 21 est rectiligne et s’étend le long d’une direction d’extension B inclinée par rapport à l’axe d’empilement A. La direction d’extension B intersecte l’axe d’empilement A au voisinage d’une partie basse du pivot (ici au niveau de l’ouverture 22). Ici, un angle d’inclinaison de la direction d’extension B par rapport à l’axe d’empilement A dans le plan de coupe radiale de la Figure 3 est compris entre 20° et 70° et est typiquement voisin de 45° . Toutefois, en alternative, le canal interne pourrait présenter une forme non rectiligne.
On comprendra que le capteur 5 pourrait être remplacé ou complété par un ou plusieurs autres composants électroniques, à une position quelconque au niveau de la pale ou au niveau du pivot, relié à un câble électrique de branchement présentant des caractéristiques similaires à celles du câble électrique d’aube 4a décrit ci-avant.
Par exemple, un tel composant peut être un élément électrique remplaçant ou complétant le capteur, ledit élément étant de préférence disposé dans la pale 3. Le câble de connexion électrique 4a peut alimenter l’élément électrique avec un courant électrique.
L’élément électrique peut par exemple comprendre une résistance chauffante, et/ou un dispositif de dégivrage, etc.
D’éventuelles adaptations du câble électrique de branchement pourront alors être réalisées en fonction de la position du ou desdits composants électroniques au(x)quel(s) le câble électrique de branchement est associé.
En alternative, un unique câble électrique d’aube 4a peut desservir à la fois le capteur 5 et ce(s) composant(s) électronique(s) supplémentaire(s). Connecteur électrique male
Pour traiter le signal délivré par le composant électronique lié à la pale (ici le capteur 5), le disque de la soufflante 10 comprend en outre un câble électrique de disque 4b connectable au câble électrique d’aube 4a. Le câble électrique de disque 4b est de préférence connecté au câble électrique d’aube 4a de manière amovible. Le signal de mesure fourni par le capteur 5 transite par le câble électrique de disque 4b, par exemple jusqu’à une unité de traitement et/ou de mesure.
Le câble électrique de disque 4b s’étend entre une extrémité de câble 4b-2 voisine du pivot 2 et une autre extrémité non illustrée sur les figures annexées. Le câble électrique de disque 4b est connecté au câble électrique d’aube 4a via l’extrémité de câble 4b-2, au voisinage du pivot 2. La connexion entre ces deux câbles est réalisée par un connecteur mâle complémentaire avec le connecteur femelle du câble électrique d’aube 4a.
Le connecteur mâle est choisi compatible avec le connecteur femelle. Le connecteur mâle présente de préférence une taille réduite, de sorte à mieux répondre aux contraintes de limitation de l’encombrement au niveau de la soufflante.
Le connecteur mâle est ici un connecteur circulaire de même que le connecteur femelle. Il est de préférence à six positions, et est de préférence du type nanominiature.
Dans le présent exemple, le connecteur mâle est placé dans le pivot 2 lorsque le connecteur mâle est connecté au connecteur femelle, comme illustré sur la Figure 3. Dans l’exemple de la Figure 3, la jonction entre le connecteur mâle et le connecteur femelle est réalisée au niveau de la deuxième extrémité du canal interne 21 , à proximité de l’ouverture 22. Le connecteur femelle étant placé légèrement en retrait par rapport à l’interface entre l’ouverture 22 et le canal interne 21 , il est aisé d’insérer et de brancher le connecteur mâle.
On comprendra que le connecteur mâle peut être déconnecté du connecteur femelle, par exemple manuellement, en tirant sur l’extrémité de câble 4b-2 au voisinage de l’ouverture 22. Le câble électrique d’aube 4a reste alors preferentiellement place a l’interieur du canal interne 21 du pivot 2, tandis que l’extrémité de câble 4b-2 est libre.
La déconnexion du connecteur mâle et du connecteur femelle permet ainsi, le cas échéant, de démonter l’aube 1 par rapport au disque de soufflante.
De préférence, l’ouverture 22 par laquelle passe l’extrémité de câble 4b-2 est positionnée sur l’axe d’empilement À. On rappelle que l’axe d’empilement À est également un axe de révolution du pivot 2. Ainsi, en positionnant l’ouverture 22 sur l’axe d’empilement A, on limite les déplacements du connecteur mâle et du connecteur femelle au niveau de la jonction entre les deux connecteurs, pendant un ajustement de l’angle de calage de la pale. On limite encore davantage les risques de détérioration ou de débranchement intempestif des deux câbles électriques 4a et 4b.
Dans le présent exemple, le câble électrique de disque 4b est par ailleurs fixé au deuxième demi-disque 10b de la soufflante 10. La fixation du câble électrique de disque 4b sur le deuxième demi-disque 10b est préférentiellement réalisée au niveau d’une portion médiane de câble, située en retrait par rapport à l’extrémité de câble 4b-2.
Ici, un orifice de fixation 14 spécifique est prévu dans le deuxième demi-disque 10b pour la fixation du câble électrique de disque 4b. Comme illustré sur la Figure 2, l’orifice de fixation 14 est traversé par le câble électrique de disque 4b. Pour fixer le câble électrique de disque 4b au deuxième demi-disque 10b au niveau de l’orifice de fixation 14, il est possible d’utiliser une pâte durcie, par exemple une pâte comprenant un élastomère de silicone telle qu’une pâte RTV.
De préférence, l’orifice de fixation 14 est placé sur une interface amont 13 du deuxième demi-disque 10b. L’interface amont 13 présente une forme complémentaire à un évidement du premier demi-disque 10a, permettant un assemblage des deux demi-disques. L’interface amont 13 présente ici une forme de surface latérale de cylindre.
Dans l’exemple de la Figure 2, l’orifice de fixation 14 est positionné sur l’interface amont 13 en face de la cavité 12 de disque recevant l’aube 1 . De maniéré avantageuse, l’orifice de fixation 14 présente une forme oblongue et peut loger au moins deux câbles semblables au câble électrique de disque 4b. Un avantage est qu’un unique orifice de fixation peut alors recevoir plusieurs câbles électriques, pour connexion à plusieurs connecteurs femelles situés dans plusieurs aubes. En alternative, l’orifice de fixation 14 peut présenter une forme circulaire de diamètre supérieur ou égal au diamètre extérieur du câble électrique de disque 4b.
De manière très avantageuse, il est possible de choisir une longueur de câble suffisante pour former une boucle libre 41 entre le connecteur mâle (au niveau de l’extrémité de câble 4b-2) et la portion médiane de câble fixée au deuxième demi-disque 10b (qui est fixée ici au niveau de l’orifice de fixation 14).
Ainsi, dans la position de branchement du connecteur mâle et du connecteur femelle, une sur-longueur est disponible au niveau du câble électrique de disque 4b.
On a représenté sur la Figure 4 le câble électrique d’aube 4a et le câble électrique de disque 4b dans cette position de branchement, en omettant le pivot 2 et la pale 3. La boucle libre 41 est ainsi visible sur la Figure 3.
A partir de la position représentée sur la Figure 4, le bord d’attaque LE de la pale peut être déplacé vers la droite au cours d’un ajustement de l’angle de calage de la pale, sans que le connecteur mâle ne soit débranché du connecteur femelle.

Claims

REVENDICATIONS
1. Aube de turbomachine à calage ajustable, l’aube comprenant un pivot (2) configuré pour être monté en rotation à l’intérieur d’une cavité (12) d’un disque (10a, 10b) de turbomachine, de sorte que le pivot (2) soit mobile en rotation par rapport au disque (10a, 10b) autour d’un axe d’empilement (A) de l’aube, le pivot (2) comprenant une paroi interne (20) délimitant un canal de passage (21 ) ouvert vers l’extérieur du pivot (2), l’aube comprenant une pale (3) comprenant un pied de pale (30), la pale (3) étant fixée au pivot (2) au niveau du pied de pale (30) et comprenant une pluralité de sections de pale empilées à partir du pied de pale (30) le long de l’axe d’empilement (A), et comprenant en outre un câble (4a) de connexion électrique comprenant une première partie (4a-1 ) de câble fixée à la pale (3) et une deuxième partie (4a-2) de câble fixée au pivot (2), la deuxième partie (4a-2) de câble étant placée à l’intérieur du canal de passage (21 ), le câble (4a) de connexion électrique s’étendant entre la première partie (4a-1 ) de câble et la deuxième partie (4a-2) de câble.
2. Aube selon la revendication 1 , dans laquelle une première extrémité du canal de passage (21 ) débouche sur une ouverture (22) placée sur l’axe d’empilement (A) de l’aube.
3. Aube selon la revendication 2, la pale (3) comprenant un bord d’attaque (LE) et un bord de fuite (TE), chaque section de pale s’étendant entre le bord d’attaque (LE) et le bord de fuite (TE), dans laquelle une deuxième extrémité du canal de passage (21 ) débouche au voisinage du bord d’attaque (LE).
4. Aube selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, dans laquelle la deuxième partie de câble comprend une partie de connexion (4a-2) configurée pour être connectée à une partie de connexion supplémentaire (4b-2) d’un câble supplémentaire (4b).
5. Aube selon la revendication 4, dans laquelle la partie de connexion (4a-2) comprend un connecteur femelle configuré pour être connecté à un connecteur mâle.
6. Aube selon l une quelconque des revendications 4 ou 5, dans laquelle la partie de connexion (4a-2) comprend un connecteur circulaire, de préférence un connecteur à six positions.
7. Aube selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, l’aube comprenant en outre au moins un capteur (5) configuré pour fournir un signal de mesure d’un paramètre opérationnel de turbomachine, le capteur (5) comprenant de préférence un capteur de débit d’air et/ou un capteur de température et/ou un capteur de pression.
8. Aube selon la revendication 7, dans laquelle le capteur (5) est placé dans la pale (3), le capteur (5) étant de préférence placé au voisinage d’un bord d’attaque (LE) de la pale (3).
9. Aube selon l’une quelconque des revendications 7 ou 8, dans laquelle le câble (4a) de connexion électrique est configuré pour transmettre le signal de mesure entre le capteur (5) et une unité de traitement.
10. Aube selon l’une quelconque des revendications 1 à 9, l’aube comprenant en outre un élément électrique disposé dans la pale, dans laquelle le câble de connexion électrique est configuré pour alimenter l’élément électrique avec un courant électrique.
11 . Rotor de turbomachine, le rotor comprenant un disque de rotor (10a, 10b) et comprenant en outre au moins une aube (1 ) à calage ajustable selon l’une quelconque des revendications 1 à 10, ladite aube (1 ) étant montée sur le disque de rotor (10a, 10b).
12. Rotor selon la revendication 11 , le rotor comprenant en outre au moins un câble supplémentaire (4b) de connexion électrique configuré pour être raccordé de façon amovible à un câble (4a) de connexion électrique de ladite aube (1 ).
13. Rotor selon la revendication 12, dans lequel le disque de rotor (10a, 10b) comprend un trou de fixation (14) traversé par le câble supplémentaire (4b), le câble supplémentaire (4b) étant fixé au disque de rotor (10a, 10b) au niveau dudit trou de fixation (14).
14. Rotor selon la revendication 13, dans lequel le disque de rotor (10a, 10b) comprend un premier demi-disque (10a) et un deuxième demi-disque (10b), le trou de fixation (14) étant placé à une interface (13) entre le premier demi- disque (10a) et le deuxième demi-disque (10b).
15. Rotor selon l’une quelconque des revendications 13 ou 14, dans lequel le câble supplémentaire (4b) est configuré pour former, dans une position de branchement du câble supplémentaire (4b) avec le câble (4a) de connexion électrique de ladite aube (1 ), une boucle (41 ) entre le trou de fixation (14) et le câble (4a) de connexion électrique de ladite aube (1 ).
16. Aéronef comprenant un rotor de turbomachine selon l’une quelconque des revendications 11 à 15.
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