Brevet FR2011715A1 — publié le 19700306

£ lia présente invention appour objet un assemblage d'ailettes pour une machine à écoulement de fluide, et plus particulièrement, bien que non limitée à cet exemple, un assemblage d'ailettes pour un moteur à réaction à portance verticale, c'est-à-dire un moteur 5 destiné à produire des forces de portance sur un avion, indépendamment des forces aérodynamiques agissant en vol# La présente invention vise à trouver une solution au problème de l'assemblage satisfaisant d'un élément de carter et d'un anneau d'ailettes, réalisés en des matériaux ayant des coefficients 10 de dilatation thermique différents, le joint étant, en fonctionnement, soumis à des températures élevées» Selon la présente invention, il est prévu un assemblage d'ailette pour une machine à écoulement de fluide, ledit assemblage comprenant un moyen, un élément de carter annulaire coœ entrique 15 au moyeu, et au moins un étage d'ailettes de profil aérodynamique angulairement espacées, entre lesdits éléments, chaque ailette ayant une base montée dans une ouverture du carter, l'assemblage étant caractérisé en ce que les ailettes sont reliées rigidement au moyeu, sont en un matériau différent de celui du carter, et 20 sont maintenues dans des ouvertures respectives au moyen d'un matériau élastomère qui tient compte d'une dilatation thermique différentielle entre le carter et les ailettes, le terme "ailette" est utilisé ici dans un s ens large, et peut comprendre des éléments semblables à des ailettes tels que, par exemple, des soupa-25 pes de stator. De préférence, les ailettes sont fixées au carter au moyen du matériau élastomère, le matériau élastomère est de préférence un polymère synthétique ou un copolymère, et, dans un mode de réalisation préféré, -30 peut être un polyuréthaneo l'élément de carter peut être en métal ou en alliage, tandis que les ailettes peuvent être, au moins en partie, en un matériau de résine synthétique. Bans un mode de réalisation préféré, l'élément de carter est 35 en alliage d'aluminium^ tandis que les ailettes et le moyeu sont 69 19998 2 2011715 en fibre de Terre renforcée d'un matériau." en résine synthétique. Ainsi, les ailettes et le -moyeu peuvent être en résine époxy laminé e9 renforcée de, fibres de verrë. De façon avantageuse, le carter est adapté pour former au 5 moins une partie du carter d'un compresseur, lesdites ailettes étant des ailettes de stator. L'invention - comprend également une machine à écoulement de fluide ayant un compresseur pourvu d'un assemblage d'ailettes tel que décrit ci-dessus, et la machine à écoulement de fluide peut 10 être un moteur à turbine à gaz à portance verticale. L'invention sera décrite, principalement à titre d'exemple» en référence aux dessins annexés qui représentent : « figure 1, Une vue eh élévation, en partie arrachée, d'un moteur à turbine à gaz à portance verticale, ayant un assemblage 15. d'ailettes conforme à l'invention, et - figure 2, une vue en perspective à échelle agrandie, d'une partie de l'assemblage d'ailettes représenté figure 1. Les dessins représentent un moteur à turbine à gaz à portance verticale 10, ayant un élément de carter annulaire 11, de préfé-20 rence en un alliage d'aluminium. A l'intérieur du carter 11, en série axialement, sont disposés un compresseur 12, un équipement de combustion 15# une turbine 14 destinée à entraîner le compresseur 12, et un conduit de sortie 15 se terminant en tuyère à réaction, tous fonctionnant de manière connue. Le compresseur 12 25 a une pluralité d'étages de stator 16 qui alternent avec des étages de rotor 17» Le moteur 10 est destiné à être monté dans un avion, son axe longitudinal étant vertical ou pratiquement vertical, et est destiné à fonctionner seulement pour créer des forces de portance 50 verticale.sur-l'avion,' c'est-â-idire poiir le décollage et l'atterrissage, mais non pouf la propulsion én avant* Bpur-' cette, raison, il "est essentiel que le moteur ÏO soit plus :léger possible. :tîhe réduction du p;oidè dix moteur 10 est en partie obtenue en utilisant des étages de stator 16 comprenant 55 une pluralité de soupapes de stator à profil aérodynamique 69 19998 3 2011715 angulairement espacées, réalisées en un matériau synthétique renforcé de fibres de verre, les soupapes de stator 20 sont placées entre l'élément de carter 11 et un moyeu 21, qui est monté concentrique à l'intérieur du carter 11. les soupapes de stator 20 5 sont reliées rigidement au moyeu 21, qui est également constitué d'un matériau en résine synthétique renforcé de fibres de verre» Chaque soupape de stator 20 a une base 22 dont uniquement la partie radiale extérieure est représentée figure 2» les bases 22 des soupapes de stator sont maintenues dans le carter 11, dans 10 des ouvertures 23 placées convenablement, et angulairement espacées* Il est compréhensible que la différence considérable du coefficient de dilatation thermique entre un métal ou un alliage dont le carter 11 est constitué, et le matériau en résine synthé-15 tique renforcé, dont les soupapes de stator sont constituées, soulève des problèmes importants en fonctionnement, puisque le montage doit maintenir en position ferme les soupapes de stator d'une part, et, d'autre part, doit suimonter l'effet différenciel de dilatation thermique® Pour cette raison, les ouvertures 23 sont 20 un peu plus larges que les bases 22, et l'espace entre elles est rempli d'un matériau élastomère 24 qui sert à relier les soupapes de stator 20 à l'élément de carter 11. le matériau élastomère 24 est suffisamment rigide pour maintsnir les soupapes de stator 20 en position, mais en môme temps, est suffisamment flexible pour 25 rattraper la dilatation thermique différentielle du carter 11 et des soupapes de stator 20. le matériau élastomère est de préférence du polyuréthane, qui, après son introduction et sa prise présentera les propriétés ci-dessus décrites, mais dfautres matériaux polymères ou eopolymères synthétiques élastomères peuvent être 30 utilisés, tel que le polyacrylonitrile par exemple. le matériau élastomère 24 peut être introduit en plaçant les soupapes de stator 20 dans les ouvertures 23, et en y versant, ou en moulant, le matériau élastomère» Alternativement^ des pièces de forme appropriée en matériau élastomère peuvent être initiale-35 ment moulées, puis collées à l'élément de carter 11 et aux 69 19998 4 2011715 soupapes de stator 20® Gomme il est compréhensible, l'usage du matériau élastomère 24 tient compte de la dilatation thermique différentielle sans nécessiter de joints mécaniques, et d'usure conséquente de ce 5 dernier© Le matériau élastomère 24 sert également de dispositif dispositif d'étanchéité pour les gaz. Le moyeu 21 peut constituer une structure porteuse de charge et peuts par exemple, porter un support (non représenté), Lfinvention a été décrite ©n se référant à des moteurs à 10 turbine à gas à portanee fsrtieale, mais elle peut également s'appliquer à d'autres .machines à écoulement de fluide* Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux termes de la description qui précède, mais elle en comprend, au contraire, toutes les variantes à la portée d'un homme de métier* BAD ORIGINAL 69 19998 5 201171 £ REVEMDIOiglOHS 1) Assemblage d'ailette pour une machine à écoulement de fluide, comprenant un élément de moyeu, un élément de carter annulaire monté concentrique au moyeu, et au moins un étage d'ai- 5 lettes à profil aérodynamique angulairement espacées, qui s'étendent entre lesdits éléments, chaque ailette ayant une base montée dans une ouverture dudit carter, caractérisé en ce que les ailettes sont reliées rigidement au moyeu, sont constituées d'un matériau différent de celui du carter, et sont maintenues dans les 10 ouvertures respectives, au moyen d'un matériau élastomère qui tient compte de la dilatation thermique différentielle entre le carter 11 et lesdites ailettes. 2) Assemblage d'ailette selon la revendication 1, caractérisé en ce que les ailettes sont reliées au carter par le matériau 15 élastomère. 3) Assemblage d'ailette selon les revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le matériau élastomère est un polymère ou un copolymère synthétique, 4) Assemblage d'ailette selon les revendications précédentes, 20 caractérisé en ce que le polymère est un polyuréthane. 5) Assemblage d'ailette selon les revendications précédentes, caractérisé en ce que l'élément de carter est en métal ou en alliage, tandis que les ailettes sont au moins en partie en un matériau de résine synthétique. 25 6) Assemblage d'ailette selon les revendications précédentes, caractérisé en ce que l'élément de carter est adapté pour former au moins une partie du carter d'un compresseur, lesdites ailettes étant des ailettes de stator, 7) Machine à écoulement de fluide ayant un compresseur carac~ 30 térisé en ce qu'il est pourvu d'un assemblage d'ailettes selon la revendication 6. 8) Machine à écoulement de fluide selon la revendication 7» caractérisée en ce que la machine à écoulement de fluide est un moteur à portance verticale.