FR3138163A1 - Procédé de protection d’une aube - Google Patents
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Abstract
L’invention concerne un procédé de protection d’une roue d’aubes dans laquelle chaque aube (204) est réalisée en un matériau pouvant se dissoudre ou se ramollir au contact d’un dissolvant et comprenant un circuit (206) de canaux internes creux, ledit procédé comprenant les étapes consistant à :
(a) détecter une crique dans une ou plusieurs aubes de la roue d’aubes,
(b) faire circuler ledit dissolvant dans le circuit de canaux interne de chacune des aubes détectées de sorte à assouplir ladite aube.
Figure à publier avec l’abrégé : [Fig. 3]
Description
L’invention concerne le domaine des procédés et systèmes de protection d’aubes, en particulier des aubes pour soufflante de turbomachine, en particulier pour soufflante sans carénage.
Un exemple de moteur non caréné, également appelé « open rotor » en anglais, est représenté à la . Le moteur 1 à hélice non carénée est attaché à un pylône 2 de maintien sur la structure d'un aéronef, qui n'est pas représenté. Le caractère non caréné de l'ensemble hélice et redresseur offre un taux de dilution bien supérieur aux moteurs à double flux actuels. Le moteur 1 peut être positionné par exemple soit sous une aile soit contre le cône arrière du fuselage de l’aéronef. L'amont et l'aval s'entendent ici par rapport à la direction générale du flux d'air F suivant l'axe X du moteur. Ledit moteur 1 comprend un compartiment générateur de puissance 3 alimenté en flux primaire par une entrée d'air annulaire 4. Le compartiment générateur de puissance 3 entraîne une hélice 5 non carénée placée en amont de l'entrée d'air annulaire 4, comprenant une rangée annulaire d’aubes mobiles 8. Une rangée annulaire 6 d'aubes de stator 9 est fixée au carter 7 du compartiment générateur de puissance 3, en aval de l'entrée d'air annulaire 4. Cette rangée annulaire 6 d'aubes de stator 9 a pour fonction de redresser le flux d'air F entraîné par l'hélice 5, qui passe autour du carter 7 dudit compartiment générateur de puissance 3. Le pylône 2 est fixé au carter 7 du compartiment générateur de puissance 3, en aval de la rangée annulaire 6 d'aubes de stator 9.
Cependant, en cas de rupture d’une aube mobile 8 ou d’une aube de stator 9, les débris de ladite aube peuvent impacter un autre ensemble propulsif, l’aile ou le fuselage de l’aéronef. En effet, l’absence de carénage autour des aubes mobiles 8 et des aubes de stator 9 ne permet pas de retenir les débris en cas de rupture des aubes comme sur les turbomachines à carénage. Pour éviter l’endommagement de l’aéronef, il est possible de blinder le fuselage de l’aéronef. Cependant, ceci augmente la masse de l’aéronef et réduit l’efficacité de la turbomachine.
L’invention vise à remédier à ces inconvénients.
A cet effet, l’invention propose un procédé de protection d’une roue d’aubes dans laquelle chaque aube est réalisée en un matériau pouvant se dissoudre ou se ramollir au contact d’un liquide, en particulier un dissolvant, et comprenant un circuit de canaux internes creux, ledit procédé comprenant les étapes consistant à :
- (a) détecter une crique dans une ou plusieurs aubes de la roue d’aubes,
- (b) faire circuler ledit liquide ou dissolvant dans le circuit de canaux interne de chacune des aubes détectées de sorte à assouplir ladite aube.
La circulation du dissolvant dans le circuit interne permet d’assouplir la résine de l’aube endommagée, la rendant moins dure. Ainsi, les criques à l’origine de la casse ou fissure de l’aube ne peuvent plus se propager dans l’aube assouplie. En outre, en cas de rupture de l’aube, les corps ou les débris projetés ont une dureté réduite, ce qui limite l’impact sur l’aéronef.
L’aube peut être réalisée par un tissage de fibres noyées dans une résine. Ledit liquide ou dissolvant peut être apte à dissoudre ou ramollir ladite résine.
Le procédé peut comprendre les étapes consistant à :
(c) déterminer une ou plusieurs aubes à retirer de la roue d’aubes, en plus de la ou les aubes détectées, permettant de limiter le balourd de la roue d’aubes, et
(d) faire circuler le dissolvant dans la ou les aubes déterminées à l’étape précédente.
Ainsi, le balourd engendré par l’assouplissement ou la perte de l’aube endommagée peut être compensé en assouplissant les aubes déterminées.
Selon un mode de réalisation, la roue d’aubes peut comprendre un réservoir depuis lequel le dissolvant peut être acheminé vers au moins une des aubes de la roue d’aubes, à l’étape (b).
Le circuit de canaux internes peut s’étendre selon un schéma illustratif dit en « arête de poisson ».
Le circuit de canaux internes peut comprendre un canal principal s’étendant suivant la longueur de l’aube et une pluralité de canaux secondaires s’étendant depuis le canal principal en ramification. Les canaux secondaires peuvent communiquer fluidiquement avec le canal principal.
Le canal principal peut présenter un diamètre, ou une dimension de la section du canal principal, supérieur au diamètre des canaux secondaires, ou une dimension de la section des canaux secondaires.
Les canaux secondaires peuvent s’étendre de façon inclinée en direction du pourtour de l’aube. Le circuit interne peut comprendre aussi des canaux tertiaires s’étendant longitudinalement depuis les canaux secondaires.
Les canaux du circuit interne peuvent s’étendre dans un seul plan ou dans plusieurs plans sécants, de sorte que le circuit interne s’étend en 3D.
Chaque aube peut être réalisée en un matériau pouvant se dissoudre ou se ramollir au contact d’un liquide, en particulier un dissolvant. Selon un mode de réalisation préféré, chaque aube peut être réalisée en fibres de carbone.
L’invention concerne encore une roue d’aubes pour turbomachine, en particulier pour une soufflante sans carénage de la turbomachine, comprenant au moins une aube réalisée en un matériau pouvant se dissoudre ou se ramollir au contact d’un dissolvant, ladite aube comprenant en outre un circuit de canaux internes creux, ladite roue d’aubes comprenant un réservoir configuré pour alimenter le circuit de canaux internes en dissolvant.
L’invention concerne encore une turbomachine comprenant une soufflante sans carénage munie d’une roue d’aubes telle que précitée.
En référence à la , le procédé 100 est configuré pour protéger le fuselage d’un aéronef muni d’une turbomachine sans carénage, en particulier comprenant une soufflante sans carénage par exemple comme la turbomachine 1 de la . Pour cela, le procédé 100 comprend une première étape 102 de détection d’un début de fissure, ou crique, ou d’une fissure dans une des aubes de la soufflante.
Par exemple, la soufflante peut comprendre une aube 204 telle que représentée à la ou une aube 304 telle que représentée à la .
L’aube 204 de la , ou pale, est réalisée par un tissage de fibres, en particulier des fibres de carbone, noyées dans une résine pour solidifier les fibres. L’aube 204 comprend un pied apte à être monté dans un disque de rotor 202 de la soufflante. En outre, l’aube 204 comprend un circuit interne 206 creusé schématiquement en arête de poisson dans l’aube 204 et formé par un canal principal 208 s’étendant selon la direction longitudinale de l’aube 204 et une pluralité de canaux secondaires 210 s’étendant en branches depuis le canal principal 208 et communicant avec ce dernier. Les canaux secondaires 210 peuvent s’étendre perpendiculairement au canal principale 208.
L’aube 304 de la , est similaire à l’aube 204, et est réalisée en un tissage de fibres. A la différence, l’aube 304 comprend un circuit interne 306 comprenant un canal principal 308 s’étendant longitudinalement et plusieurs canaux secondaires 310 s’étendant depuis le canal principal et communicant avec ce dernier. Les canaux secondaires 310 s’étendent de façon inclinée en direction du pourtour de l’aube 304. Le circuit interne 306 comprend aussi des canaux tertiaires 312 s’étendant longitudinalement depuis les canaux secondaires 310. En outre, un disque rotor de la roue d’aubes portant l’aube 304 comprend un ou plusieurs réservoirs 302 comprenant un dissolvant apte à dissoudre la résine de l’aube 304. Le réservoir 302 est relié fluidiquement avec le circuit interne 306 et est configuré pour alimenter ledit circuit interne 306 en dissolvant.
Un tel réservoir 302 peut aussi équiper le disque rotor 202 portant l’aube 204.
Le canal principal 208 ou 308 présente un diamètre, ou une dimension de section, supérieur au diamètre ou à une dimension de section des canaux secondaires 210 ou 310. De même, les canaux tertiaires 312 présentent un diamètre, ou une dimension de section, inférieur au diamètre, ou à une dimension de section, des canaux secondaires 210 ou 310.
Les canaux secondaires et/ou les canaux tertiaires peuvent s’étendre en 3D dans l’aube.
Pour préserver l’intégrité de l’aéronef, le procédé 100 comprend une étape 104 pour faire circuler le dissolvant depuis le réservoir 302 dans le circuit interne 206 ou 306. Le dissolvant a pour effet de ramollir la résine, rendant l’aube 204 ou 304 moins dure. Ainsi, les criques à l’origine de la casse ou fissure de l’aube ne peuvent plus se propager dans l’aube assouplie. En outre, en cas de rupture de l’aube, les corps ou les débris projetés ont une dureté réduite, ce qui limite l’impact sur l’aéronef.
Le procédé 100 comprend une étape 106 de détermination d’une ou plusieurs aubes complémentaires en inertie à ladite aube détectée à l’étape 102 et permettant de réduire le balourd produit par l’assouplissement de l’aube détectée à l’étape 102 ou son éjection.
Ensuite, à l’étape 108, le dissolvant est mis en circulation dans le circuit interne 206 ou 306 des aubes déterminées à l’étape 106.
Par exemple, la représente une roue d’aubes comprenant les aubes 204. L’aube 204-1 montre un début de fissure A et du dissolvant est mis en circulation dans son circuit interne 206. A l’étape 108, le dissolvant est mis en circulation dans les aubes 204-2 pour les assouplir et réduire le balourd entrainé par l’assouplissement de l’aube 204-1.
Claims (8)
- Procédé (100) de protection d’une roue d’aubes dans laquelle chaque aube (204,304) est réalisée en un matériau pouvant se dissoudre ou se ramollir au contact d’un dissolvant et comprenant un circuit (206,306) de canaux internes creux, ledit procédé comprenant les étapes consistant à :
(a) détecter (102) une crique dans une ou plusieurs aubes (204-1) de la roue d’aubes,
(b) faire circuler (104) ledit dissolvant dans le circuit de canaux interne de chacune des aubes détectées de sorte à assouplir ladite aube. - Procédé (100) selon la revendication précédente, comprenant les étapes consistant à :
(c) - déterminer (106) une ou plusieurs aubes (204-2) à retirer de la roue d’aubes, en plus de la ou les aubes détectées, permettant de limiter le balourd de la roue d’aubes, et
(d) - faire circuler (108) le dissolvant dans la ou les aubes déterminées à l’étape précédente. - Procédé (100) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel ladite roue d’aubes comprend un réservoir (302) depuis lequel le dissolvant est acheminé vers au moins une des aubes (204,304) de la roue d’aubes, à l’étape (b).
- Procédé (100) selon l’une des revendications précédentes, dans laquelle le circuit (206,306) de canaux internes comprend un canal principal (208,308) s’étendant suivant la longueur de l’aube et une pluralité de canaux secondaires (210,310) s’étendant depuis le canal principal en ramification.
- Procédé selon la revendication précédente, dans laquelle le canal principal (208,308) présente un diamètre supérieur au diamètre des canaux secondaires (210,310).
- Procédé selon l’une des revendications précédentes, dans laquelle chaque aube (204,304) est réalisée en fibres de carbone.
- Roue d’aubes pour turbomachine, en particulier pour une soufflante sans carénage de la turbomachine, comprenant au moins une aube (204,304) réalisée en un matériau pouvant se dissoudre ou se ramollir au contact d’un dissolvant, ladite aube comprenant en outre un circuit (206,306) de canaux internes creux, ladite roue d’aubes comprenant un réservoir (302) configuré pour alimenter le circuit de canaux internes en dissolvant.
- Turbomachine comprenant une soufflante sans carénage munie d’une roue d’aubes selon la revendication précédente.
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| FR3138163A1 true FR3138163A1 (fr) | 2024-01-26 |
| FR3138163B1 FR3138163B1 (fr) | 2024-06-21 |
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| FR (1) | FR3138163B1 (fr) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR3159194A1 (fr) * | 2024-02-13 | 2025-08-15 | Safran Aircraft Engines | Roue mobile |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2319812A (en) * | 1996-10-15 | 1998-06-03 | Balfan Corp | In-flight balancing of fan on turbofan jet engine |
| EP1985809A2 (fr) * | 2007-04-18 | 2008-10-29 | Rolls-Royce plc | Aube, soufflante et moteur à turbine |
| WO2018009419A1 (fr) * | 2016-07-07 | 2018-01-11 | General Electric Company | Matériaux non newtoniens à base de mousse destinés à être utilisés avec des composants de moteur d'avion |
-
2022
- 2022-07-22 FR FR2207563A patent/FR3138163B1/fr active Active
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| FR3159194A1 (fr) * | 2024-02-13 | 2025-08-15 | Safran Aircraft Engines | Roue mobile |
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