Brevet FR2131890A1 — publié le 19721117

Il est connu d'associer à un compresseur un système accessoire visant à éviter le pompage dû au décollement des filets fluides sur les aubes et le décrochage de la turbomachine à laquelle il est intégré, par une action adéquate telle qu'ouverture d'un clapet de décharge sur le carter du compresseur, réduction du débit de carburant délivré à la chambre de combustion, augmentation de la section de sortie des gaz d'échappement etc.., cette action étant commandée à partir d'un détecteur de pression au niveau du compresseur. La présente invention entre dans le cadre de cette technique connue et a pour but d'apporter des perfectionnements aux systèmes de commande déjà proposes. Elle s'en distingue essentiellement par la mise en oeuvre d'un élément de logique à fluide agencé pour faire la comparaison de deux signaux fluidiques émanant d'une sonde de pression statique disposée au ras de ltextrados d'une ou plusieurs aubes du compresseur et appliqués à l'entrée de cet élément de logique qui délivre alors un signal fluidique de commande propre à opérer ladite action régissant le fonctionnement du compresseur. Dans un mode de réalisation de la présente invention, on utilise deux sondes de pression statique situées sur l'ex- trados d'une même aube et espacées l'une de l'autre dans la direction de filets fluides s'écoulant le long de celui-ci. En variante, les deux signaux fluidiques appliqués à l'entrée de l'élément de logique à fluide proviennent d'une mdme sonde de pression statique disposée au ras de l'extrados de l'aube, le signal détecté étant transmis directement d'une part et à travers un circuit fluidique à résistance et capacité en série d'autre part, de sorte que ledit élément effectue la comparaison de deux signaux fluidiques représentant respectivement la valeur instantanée et la valeur moyenne de la pression statique détectée, La description qui va suivre en regard des dessins annexés, donnée à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut & re réalisée. La figure 1 est une vue schématique illustrant un mode de réalisation de la présente invention, appliqué à un turboréacteur. La figure 2 montre à plus grande échelle une forme d'exécuti on. La figure 3 est une vue analogue à celle de la figure 1, illustrant une variante de réalisation de la présente invention. La figure 4 en est un schéma explicatif de fonctionnement. La figure 5 montre schématiquement une autre variante de réalisation de la présente invention. ta mise en oeuvre de la présente invention fait appel aux lois d'écoulement sur l'extrados des aubes directrices d'un compresseur axial. On sait que la pression statique évolue le long de l'extrados tant que l'écoulement y reste collé tandis que le gradient de pression statique tend à s'annuler au-delà du point de décollement0 Dans le mode de réalisation des figures i et 2, on choisit deux points M et M' de l'extrados d'une aube ou de préférence de plusieurs aubes, dans la zone de décollement envisagée, ces deux points étant espacés l'un de l'autre dans la direction d'écoulement, et lton y dispose des sondes de pression statique qui engendrent des signaux fluidiques correspondants PM et PM'. On envoie les deux quantités PM et PM', dans un élément de logique à fluide Et alimenté par une pression Pa et dont l'état change quand la quantité t PM atteint une M' valeur déterminée. L'élément Et agit alors sur un servomoteur M commandant l'ouverture de vannes de décharge V du compresseur axial d'un turboréacteur T, pour rétablir un #P acceptable, c'est-à-dire éviter le décollement. Une résistance fluidique R (représentée schématiquement comme une résistance électrique), par exemple un étranglement, est intercalée dans la canalisation relative à M' et permet de régler la valeur a put à partir de laquelle l'élément de logique Et change d'état. Cet élément Et est une bascule de Schmitt composée de deux amplificateurs Ai et A2 et de deux bistables El et B2 alimentés chacun par une pression Pali qui, dans le cas du dernier étage 32, est la pression de refoulement du compresseur par exemple. En fonctionnement normal, PM, > PM. Le fluide moteur suit dans l'élément de logique EL le trajet aid - a2g - b1d - b2g et le vérin M est alimenté à gauche : la vanne V est fermée. Si, par suite de l'imminence d'un décollement, la différence PTTT - DM s'amenuise, le trajet du fluide dans l'élément EL s'inverse et le piston du vérin M se déplace vers la gauche, ouvrant ainsi la vanne V. On peut de la sorte prévenir le décollement et réaliser ainsi un dispositif anti-ompage. On aura intérêt à disposer les sondes M et M' sur une aube ayant un calage ou une conformation propre à faire de cette aube le siège privilégié et précurseur d'un décollement, afin que la réaction voulue soit déclenchée avant que le phénomne préjudiciable ne s'étende. On pourrait aussi disposer les sondes K et M' sur plusieurs aubes (trois dans l'e;emple de la figure 2) de telle sorte que la sécurité soit déclenchée dès l'apparition d'un décollement sur l'une d'entre elles. Il est a noter à ce propos que le choi de plusieurs aubes comme sièges des sondes M et M' ne signifie nullement qu'un effet cumulatif soit nécessaire ni êe désirable ; il suffit d'une seule détection motrice pour que soit déterminée, gracie à la porte OU, la mise en action du vérin M. Dans la variante de la figure 79 il ne s'agit plus de détecter l'imminence d'un décollement par une variation du gradient de pression statique, mais le début du décollement lui mye sur 11 extrades de l'aube. A cet effet, une prise unique détecte la pression. sta directrice tique DM en un point M de l'extrados de l'aube d'une couronne7 du compresseur et l'on applique à 11 élément de logique Et deux signaux d'entrée : d'une part directement la pression statique non amortie et d'autre part la pression statique moyenne PIm par l'intermédiaire d'un circuit fluidique RO où C est une cavité ou une enceinte faisant office de capacité. te signal de sortie est envoyé dans un dispositif F qui conrbande le servo-moteur M et qui est ici un filtre composé d'une résistance R' et d'une capacité C'. On a représenté sur la figure 4, la pression PM non amortie et la pression moyenne pMm en fonction du temps t. On voit que la bascule de Schmitt EL change d'état chaque fois que l'inégalité pM La figure 5 est relative à une régulation d'un compresseur à aubes à angle de calage variable, en vue d'améliorer le fonctionnement du compresseur et les performances du turboréac teur. On sait en effet qu'il existe une relation entre le rapport des vitesses et par conséquent des pressions en deux points de l'extrades des aubes et leur calage optimal. Soient donc M et M1, ces deux points, P1, PM et la pression totale amont, la pression statique en 9 et la pression statique en Mt. La régulation du calage optimal sera telle que le rapport des vitesses de l'écoulement en M et M' ait une certaine valeur k. ou (P1 - PM) - k (P1 - PM') = 0 Les pressions statiques DM et DMI et la pression totale amont Pi sont envoyées dans un amplificateur opérationnel AO qui élabore à la sortie la quantité #P = (P1 - PM) - k (P1 - PM') appliquée à deux capsules I1 et 12 dont le fond est solidaire dune tige I3 articulée en son milieu à l'extrémité d'une bielle 14 pivotant autour d'un point O et qui règle la pression dans des canalisations C1 et C2 par deux touches T1 et T2 formant buses à fuite variable. Le servo-moteur il règle mécaniquement l'angle de calage des aubes par tringlerie de façon à modifier le terme k pour que la valeur np soit nulle. REVERDICATIONS 1. Compresseur --notamment compresseur axial à étages multiples de turbine à gaz-- équipé d'un système accessoire propre à commander une opération adéquate régissant le fonctionnement du comXresseur (ouverture d'un clapet de décharge sur le carter de celui-ci, réduction du débit de carburant injecté, augmentation de la section de passage des gaz chauds ou autre), à partir d'une détection de pression conçue pour émettre un signal fluidique appliqué à un dispositif fluidique de traitement qui engendre un signal fluidique de commande de ladite opération, caractérisé en ce que ledit dispositif fluidique de traitement est un élément de logique à fluide agencé en comparateur de deux signaux fluidiques d'entrée en provenance de ladite détection par la mise en oeuvre d'au moins une sonde de pression statique disposée au ras de ltextrados d'une même et unique aube de compresseur ou bien au ras de l'extrados de plusieurs aubes de compresseur auquel cas l'é- mission de signal de pression à partir d'une seule desdites aubes suffit Dour le déclenchement de ladite opération. 2. Compresseur selon la revendication 1, dans lequel ladite détection met en oeuvre deux sondes de pression statique situées sur l'extrades de la même aube et espacées l'une de l'autre dans la direction des filets fluides s'écoulant le long de celui-ci. 3. Compresseur selon la revendication 2, dans lequel ladite détection met en outre en oeuvre une sonde de pression totale située à une certaine distance en amont de ladite aube, la valeur différentielle de ladite pression totale et de l'une desdites pressions statiques d'une part, la valeur différentielle de ladite pression totale et de l'autre desdites pressions statiques d'autre part étant traitées par comparaison dans ledit élément de logique à fluide. 4. Compresseur selon la revendication 3, dans lequel ledit élément de logique à fluide est un amplificateur opérationnel fluidique. 5. Compresseur selon la revendication 3 ou 4, dans lequel ledit élément de logique à fluide commande une variation de l'angle de calage des aubes du compresseur. 6. Compresseur selon l'une des revendications précédentes, dans lequel lesdits signaux fluidiques d'entrée sont appliqués audit élément de logique à fluide par des tubulures respectives dont l'une au moins est munie d'un étranglement ou analogue provoquant une perte de charge et faisant office de résistance fluidique, 7. Compresseur selon la revendication 6, dans lequel ladite résistance fluidique est en série avec une capacité fluidique constituée par une cavité ou enceinte, de sorte que le signal fluidique d'entrée correspondant est représentatif de la pression statique moyenne détectée au ras de l'extrades de l'aube, et non pas de la pression statique instantanée. 8. Compresseur selon la revendication 7, dans lequel lesdits signaux fluidiques appliqués à l'entrée dudit élément de logique à fluide proviennent d'une mame sonde de pression sta tique disposée au ras de l'extrados de l'aube, directement dans un cas et à travers lesdites résistance et capacité en série de l'autres de sorte que ledit élément effectue la comparaison de deux signaux fluidiques représentant respectivement la valeur instantanée et la valeur moyenne de la pression statique dé tectée, 9, Compresseur selon l'une des revendications précédentes, dans lequel ledit élément de logique à fluide comporte une bascule de Schmitt.