Brevet FR2518648A1 — publié le 19830624

Structure de confinement. La présente invention concerne une structure s'étendant circonférentiellement pour confiner des particules ayant une composante de vitesse axiale et une composante de vitesse radiale L'invention s'ap- plique en particulier au domaine des machines rotati- ves à flux axial, ainsi qutau confinement des parti- cules résultant de la séparation entre une aube de rotor et un assemblage rotatif dans une machine de ce type; toutefois, l'invention n'est nullement limitée au domaine des machines rotatives à flux axial. Dans les machines rotatives à flux axial, les assemblages de rotors sont entraînés à de hautes vites- ses de rotation sur un axe de rotation Les assembla- ges de rotors comportent des disques et des aubes. Des objets étrangers tels que des oiseaux, des grêlons ou d'autres objets qui peuvent parfois pénétrer dans le moteur, risquent de venir heurter les aubes, si bien que certaines parties de l'assemblage de rotor se fragmentent ou se détachent du disque de rotor Si une telle défaillance vient à se produire, des pièces de l'assemblage de rotor peuvent être projetées vers l'extérieur de ce dernier à des vitesses de plusieurs centaines de mètres par seconde Ces vitesses ont spécifiquement des composantes dans les directions axiale, tangentielle et radiale Un dispositif destiné à confiner ces fragments est décrit dans le brevet britannique 1 245 415 accordé aux noms de Mottram et al et ayant pour titre "Improvements in or Relating to Fluid Flow Machines" Dans ce brevet, on décrit une structure de confinement formée de deux organes semblables constitués de bandes métalliques enroulées ensemble pour former un écran protecteur hélicoïdal autour d'un carter Dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique no 2 999 667 accordé au nom de Morley et ayant pour titre "Protective Arrangement for Use with Apparatus or Machines Having Rotating Parts", on décrit une structure de confinement formée d'une bande de fils métalliques entrelacés qui sont continus d'une extrémité à l'autre de la bande Cette bande est disposée sous une forme hélicoidale dans un carter entourant une rangée d'aubes de rotor. Dans différents brevets, on décrit des struc- tures de confinement formées à partir de fibres syn- thétiques qui sont tissées en un tissu ou en une bande. Dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n 4 057 359 accordé au nom de Grooman et ayant pour titre "'Ballis- tic Nylon Fabric Turbine Governor Housing Shielding Means", on décrit un recouvrement formant un logement flexible et obtenu en piquant ensemble deux sections d'un tissu de nylon ballistique Comme fibres appro- priées pour former ce tissu, dans le brevet précité de Grooman, on mentionne le nylon qui est une fibre de polyamide aliphatique, de même que le "Kevlar 49 " qui est une fibre de polyamide aromatique de "Du Pont Corporation" Dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n 3 602 602 accordé au nom de Motta et ayant pour titre "Burst Containment Means" on décrit un élément de confinement formé en enroulant une bande sur un logement de machine en alignement avec le par- cours sur lequel on pense que les fragments détachés se déplaceront, afin de confiner ces fragments au cours d'une défaillance de la machine rotative Aucun moyen n'est prévu pour lier ou fixer les spires adja- centes de l'enroulement ltu e à l'autre ou au loge- ment autour duquel est enroulée la bande Cet enrou- lement de bande est constitué d'un nylon ballistique plutôt que d'un tissu constitué de fibres de polyamide aromatique, par exemple, un tissu "Kevlar" L'utili- sation d'un tissu "Kevlar" retenu vers l'avant et vers l'arrière le long des bords à l'extérieur d'un feutre "Kevlar" enfermé radialement entre ce tissu "Kevlar" et une enveloppe en acier renforcée d'un nid d'abeilles est une recommandation récente pour une structure de confinement dont il est fait mention dans un rapport de la NASA ayant pour titre "Development of Advanced Lightweight Containment Systems" Ce rapport a été publié sous le numéro de contrat de la NASA NA 53-21823. En dépit de ce progrès réalisé dans les structures de confinement, les hommes de science et les ingénieurs cherchent à élaborer des éléments de confinement qui sont légers, mais qui assurent néan- moins le confinement de particules de telle sorte que ces dernières ne s'échappent pas du fuseau-moteur,. même si ces particules ont dlimportantes vitesses dans les directions axiale tangentielle et radiale Suivant la présente invention, une structure destinée au confinement de particules comprend une structure st'étendant circonférentiellement et enve- loppée d'un tissu sous tension de telle sorte que la longueur installée de ce tissu soit supérieure à la longueur libre de ce dernier. Suivant la présente invention, un procédé en vue d'enrouler un tissu autour d'une structure s'éten- dant circonférentiellement pour former une structure de confinement comprend l'étape consistant à précon- traindre le tissu sous une tension réglée afin dlin- fluencer le mouvement opérant de ce tissu. Une caractéristique principale de la pré- sente invention réside dans une structure support en- veloppée d'un tissu sous tension La longueur ins- tallée de ce tissu est supérieure à sa longueur libre. Dans une forme de réalisation, une extrémité-du tissu est fixée à la structure support L'autre extrémité du tissu est fixée à l'extérieur de ce dernier Dans une autre forme de réalisation, la longueur installée du tissu est supérieure de 5 % à sa longueur libre. Dans une forme de réalisation détaillée, un revêtement -dtune résine époxy est appliqué à la surface extérieu- re du tissu au terme de lenroulement - Un avantage principal de la présente inven- tion réside dans le confinement de projectiles a' l'in- térieur du fuseau-moteur si les aubes de la machine rotative viennent à subir une défaillance Un autre avantage réside dans l'aptitude de la structure de confinement à empêcher l'échappement de fragments secondaires qui>'dans d'autres conditions, pourraient passer à travers des trous formés au cours du passage de gros fragments à travers la structure support en minimisant le déplacement ou le pliage du tissu à l'écart de ces trous Un autre avantage réside dans' le profil radial plus petit du fuseau-moteur suite à la réduction de la déviation radiale du tissu sous le choc d'une particule, comparativement à des structures dans lesquelles on utilise un tissu non tendu Un autre avantage encore réside dans le fait que l'on évite 1 'échappement de grosses particules entre le bord du tissu et la structure support. D'autres caractéristiques et avantages ap- paraitront à la lecture de la spécification et des revendications ci-après en se référant aux dessins annexés qui illustrent une forme de réalisation de l'invention et dans lesquels: - la figure 1 est une vue en perspective d'une turbine à gaz à flux axial montée dans un fuseau-moteur d'un aéronef, une partie du fuseau-moteur et de la turbine étant élaguée pour montrer une rangée d'aubes de rotor et la structure adjacente du carter de ven- tilateur à l'intérieur de la turbine la figure 2 est une coupe transversale de la structure de carter de ventilateur adjacente aux aubes de rotor et elle montre également, par une vue en élé- vation latérale, une aube de rotor dont certaines par- ties sont élaguées; la figure 3 est un graphique illustrant la force axiale requise pour provoquer un accroissement incrémental de la longueur d'un tissu; la figure 4 est un graphique illustrant la contrainte technique se produisant dans le tissu vis-à- vis de la déformation technique survenant dans ce der- nier; la figure 5 est un graphique illustrant la déviation du tissu résultant de l'impact d'un projec- tile n'ayant qu'une vitesse radiale en fonction de la précontrainte exercée sur ce tissu lorsqu'il est ins- tallé; la figure 6 est un graphique illustrant l'aptitude du tissu précontraint à confiner un projec- tile n'ayant qu'une vitesse radiale en fonction de la vitesse de ce projectile; la figure 7 est une illustration schémati- que éclatée de la structure support illustrée en fi- gure 2, cette figure montrant le procédé d'assemblage de cette structure support; la figure 8 est une illustration schématique d'un appareil en vue d'enrouler un tissu sous tension autour de la structure support; la figure 8 a est une illustration schémati- que d'un appareil en vue d'enrouler un tissu sous tension au cours du transfert de ce tissu d'une bobine à l'autre; la figure 9 est une illustration schématique d'une autre forme de réalisation de l'appareil illus- tré en figure 8 dans laquelle on utilise un poids sus- pendu pour précontraindre le tissu; la figure 9 a est une illustration schématique d'une autre forme de réalisation de l'appareil repré- senté en figure 8 a; la figure 10 est un représentation schémati- que d'une partie d'une aube se déplaçant vers llexté- rieur en perforant la bande de friction et la structure support; la figure 11 est une représentation schémati- que d'une partie d'une aube qui a pénétré dans la structure support et qui a fait dévier l'enroulement de tissu; la figure 12 est une vue en élévation laté- rale prise suivant la ligne 12-12 de-la figure 11; la figure 12 a est une vue en perspective partiellement en coupe et partiellement élaguée illus- trant l'assemblage de rotor, le fragment d'aube de ce dernier, la structure support et le tissu; la figure 13 est une représentation schémati- que correspondant à celle de la figure 10 et illustrant la partie de l'aube lorsque celle-ci s'est déplacée axialement par rapport au point de pénétration dans la structure support; la figure 14 est une représentation schémati- que du fragment d'aube enfermé entre la structure sup- port et le tissu s'étendant circonférentiellement; la figure 15 est une vue en plan par le som- met prise suivant la ligne 15-15 de la figure 13. Une turbine à gaz 10 du type à flux axial et à turboréacteur à double flux est illustrée en figure 1 Un fuseau-moteur 12 entoure la turbine et est conçu à la fois pour supporter et localiser la turbine 'vis-à- vis d'une structure support, par exemple, une aile d'un aéronef (non représentée) La turbine est cons- tituée d'une section de ventilateur 14, dtune section de compresseur 16, d'une section de combustion 18 et d'une section de turbine 20 Un parcours de flux primaire 22 pour les gaz du milieu de travail s'étend vers l'arrière à travers ces sections Un parcours de flux secondaire 24 pour les gaz du milieu de travail s'étend vers l'arrière et vers l'extérieur du parcours de flux primaire. La section de ventilateur 14 comprend un as- semblage de rotor 26 et un assemblage de stator 28. L'assemblage de stator comporte un carter de ventila- teur 30 s'étendant axialement et constituant une paroi intérieure du fuseau-moteur 12 Des éléments d'utili- té tels qu'un conduit 32 pour ltaire de dégivrage et un démarreur (non représenté) destiné à faire démarrer ltaéronef avec de l'air comprimé sont disposés radia- lement et à l'extérieur du carter de ventilateur L'as- semblage de rotor comprend un disque de rotor 33 et plusieurs aubes mobiles 34 Chaque aube mobile comporte un talon 36, une partie centrale 38 et une tête 40. Ces aubes mobiles s'étendent vers l'extérieur du dis- que en travers des parcours de flux du milieu de tra- vail, à proximité de-l'assemblage de stator. La figure 2 est une vue en coupe transver- sale agrandie de l'assemblage de stator 28 et elle illustre le carter de ventilateur 30, ainsi qu'une des aubes mobiles 34 dont certaines parties sont éla- guées Chaque-aube mobile est espacée radialement du carter de ventilateur en ménageant un espace libre G entre eux A l'extérieur de l'aube mobile, le carter de ventilateur est constitué d'une bande de friction 42, dtun tissu 44 et d'une structure 46 destinée à supporter la bande de friction et le tissu La struc- ture support 46 et le tissu 44 forment une structure 47 s'étendant circonférentiellement et destinée à con- finer des particules ayant une composante de vitesse- 2 Z 518648 axiale et une composante de vitesse radiale Une telle- structure est souvent appelée "carter de confinement". L'expression "structure support" englobe, mais n'est nullement limitée à des structures légères telles qu'une structure en nid d'abeilles ou la structure illustrée et des structures plus lourdes telles que des carters-métalliques pleins. Le tissu 44 s'étend circonférentiellement autour de la structure support 46 sous une tension calculée de telle sorte que la longueur installée du tissu soit plus grande que sa longueur libre L'ex- pression "tissu" englobe, sans aucune limitation, une bande, une matière tissée ou analogues et ce tissu peut être réalisé en une matière organique ou inorga- nique Un tissu satisfaisant est formé à partir d'un fil constitué de fibres de polyamides aromatiques, par exemple, le "Kevlar 29 " ("Kevlar" est une marque com- merciale déposée de "Du Pont Corporation") Ce fil a une finesse de 1 500 deniers Le fil est tissé en un tissu comportant des bords à lisières avec une armure de vannerie de 24 brins x 24 brins Un tissu satis- faisant ayant des bords à lisières est le tissu "Kevlar type 120 " 1 de "Fabric Development, Incorpora- ted", Quakertown, Pennsylvanie, E U A. La figure 3 est une représentation graphique de l'allongement par longueur de tissu tissé "Kevlar 29 " sous l'effet d'une force agissant dans le sens de l'al- longement La force totale appliquée au tissu, divi- sée par la largeur de ce dernier en mètres, est portée en ordonnée de ce graphique La quantité résultant de la division de l'allongement total suite à l'appli- cation de la force par la longueur libre du tissu avant l'allongement, est portée en abscisse La pente de la courbe en n'importe quel point de celle-ci est une constante de proportionnalité entre la force par unité de largeur et l'allongement par unité de lon- gueur du tissu La constante de proportionnalité est souvent appelée "constante de force" ou "coefficient de rigidité," ou encore "constante élastique" du tissu. Dès lors, la constante élastique est définie par le rapport de force par unité d'allongement et elle peut être exprimée en newtons (N) par mètre ou en dynes par centimètre La ligne A, la ligne B et la ligne C de la figure 3 donnent une approximation de trois cons- tantes de force élastique du tissu, qui sont presque linéaires dans un intervalle de déviation. La figure 4 est une représentation graphique de la contrainte technique exercée dans le tissu vis- à-vis de la déformation technique de ce dernier La zone située en dessous de la courbe est une mesure de la quantité de travail par unité de volume du tissu, travail que peut subir le tissu sans en provoquer la rupture, les forces de friction et le chauffage adia- batique du tissu étant négligés. La figure 5 est une représentation graphique de la déviation du tissu suite à l'impact d'un projec- tile n'ayant qu'une vitesse radiale, en fonction de la précontrainte exercée sur le tissu lorsqu'il est installé Quinze enroulements du tissu tissé "Kevlar 29 " s'étendant circonférentiellement autour d'une structure support dfun diamètre de 508 mm ont été frappés par un projectile de 7,128 g Des essais ont démontré que, suivant que la précontrainte exercée sur le tissu (et, partant, la tension) augmente, le degré de déviation du tissu diminue. La figure 6 est une représentation graphique de l'aptitude des enroulements précontraints de tissu à confiner un projectile de 7,128 g Cette figure donne un diagramme de la vitesse des projectiles con- finés et non confinés en fonction de la précontrainte (et, partant, de la tension) exercée sur le tissu lors- qutil est installé Tout comme en figure 5, le pro- jectile a été projeté contre 15 enroulements de tissu s'étendant circonférentiellement autour d'une struc- ture support d'un diamètre de 508 mm Un accroisse- ment des précontraintes exercées sur le tissu a eu pour effet de réduire la vitesse à laquelle le pro- jectile a été confiné La courbe A représente la vi- tesse minimale de projectiles non confinés La courbe B indique la vitesse maximale de projectiles confinés. Comme le montre la figure 2, la structure support 46 est une poutre creuse comportant une pre- mière aile telle que l'aile diamont 48, une deuxième aile telle que l'aile d'aval 50, une première paroi telle que la t 8 le intérieure 52 et une deuxième paroi telle que la tôle extérieure 54 Plusieurs plaques telles que les plaques de renfort 55 ayant une section transversale en C s'étendent entre la tôle extérieure et la tôle intérieure de la poutre creuse Chaque plaque de renfort en C comporte une nervure 56 s'éten- dant radialement entre les tôles, une première branche telle que la branche intérieure 58 et une deuxième - branche telle que la branche extérieure 60 La bran- che intérieure est espacée radialement de la branche extérieure et elle fait radialement face à cette der- nière de telle sorte qu'une ligne radiale perpendi- culaire à l'axe de symétrie de la plaque de renfort passe à travers ces deux branches Les branches 58 et - s'étendent dans une direction orientée axialement à l'écart de la première aile et vers la deuxième. Ces branches sont conçues de telle sorte que les pla- ques de renfort viennent s'engager sur les tales avec lesquelles elles entrent en contact bout à-bout La branche intérieure ou la branche extérieure peut avoir une configuration cylindrique ou tronconique pour épouser la forme de la t 8 le avec laquelle elle entre en contact bout à bout La tôle intérieure comporte un premier bord tel que le bord d'amont 62 grâce au- quel elle peut être assemblée à l'aile d'amont 48, ainsi qu'un deuxième bord tel que le bord d'aval 64 grâce auquel elle peut être assemblée à l'aile d'aval La t 8 le extérieure comporte un premier bord tel que le bord d'amont 66 grâce auquel elle est assemblée à l'aile d'amont 48, ainsi qu'un deuxième bord tel que le bord d'aval 68 grâce auquel elle est assemblée à l'aile d'aval 50. La figure 7 est une vue éclatée de la struc- ture support représentée en figure 2 et elle illustre un procédé en vue de former cette structure support. La t 8 le intérieure 52 est constituée de deux t 8 les ayant chacune des extrémités soudées bout à bout afin de former un anneau tronconique 70 et un anneau cylin- drique 72 Ces anneaux sont soudés bout à bout pour former l'unique tôle intérieure comportant une partie tronconique se transformant en une partie cylindrique. La tôle extérieure est constituée de deux tôles ayant des extrémités soudées bout à bout pour former un pre- mier anneau cylindrique et un deuxième anneau cylindri- que d'un diamètre supérieur au plus grand diamètre de la tôle intérieure Ces anneaux sont soudés bout à bout pour former une seule tôle cylindrique L'étape suivante de llassemblage de la structure support est celle consistant à fixer une plaque de renfort en C d'extrémité (la plus proche d'un bord) 55 à la t&le intérieure 52 et à la t 8 le extérieure 54 La plaque de renfort est orientée de telle sorte que ses bran ches soient dirigées vers l'autre bord des tôles Une méthode satisfaisante pour fixer la plaque de renfort en C aux tôles consiste à fixer ces dernières aux bran- ches 58, 60 de la plaque de renfort moyennant un sou- dage à résistance par points Ces points de soudure localisent les t 181 es vis-à-vis de la plaque de ren- fort en C au cours du procédé d'assemblage'et ils n'assemblent pas la plaque de renfort de manière per- manente aux tôles Comme on le comprendra, dans un autre procédé, la plaque de renfort en C pourrait atre assemblée en permanence aux tôles avec une soudure continue à ce point du procédé d'assemblage en soudant les éléments à l'arc, par résistance ou à l'oxyacéty- lène Par suite de l'orientation des branches 58, 60, les deux soudures peuvent être réalisées simultanément avec un appareil de soudage tel qu'un appareil de sou- dage par résistance Après le soudage de la plaque de renfort, les deux soudures peuvent être examinées. Après avoir assemblé la première plaque de renfort en C à la t 8 le intérieure 52 et à la tole extérieure 54 moyennant un soudage par points, on fait glisser la plaque de renfort adjacente en C par-delà les bords d'aval 64, 68 des t 8 les pour ltamener en place entre celles-ci Etant donné que la branche in térieure 58 'de la plaque de renfort a la même forme tronconique que celle de la partie tronconique de la t 8 le intérieure, cette plaque de renfort se localise d'elle-même axialement vis-à-vis de cette t 8 le inté- rieure On fixe la deuxième plaque de renfort en C aux t 8 les, par exemple, moyennant un soudage à résis- tance par points, afin de localiser la deuxième plaque de renfort au cours du procédé d'assemblage -De la même manière, les autres entretoises sont assemblées aux tales Un net avantage particulier de ce procédé d'assemblage réside dans le fait qu'il permet d'exami- ner chaque point de soudure formé par résistance lors- que chaque plaque de renfort en C est introduite et soudée par points Cet examen a pour but de veiller à ce que les branches de la plaque de renfort soient en contact bout à bout avec la tôle intérieure et la tôle extérieure. Le sous-assemblage comprenant la tôle inté- rieure 52, la tôle extérieure 54 et les plaques de renfort en C 55 est monté sur un deuxième support afin que la structure support ait une concentricité et un diamètre appropriés Le sous-assemblage est monté dans une chambre de soudage par faisceau électronique Un écran de soudage 74 est monté à l'intérieur de la tôle intérieure Un dispositif de soudage par faisceau électronique 76 est disposé radialement à l'extérieur de la tôle extérieure en alignement avec les branches 58, 60 dtune plaque de renfort en C de telle sorte que le faisceau passe sur une ligne radiale à la fbis à travers la branche intérieure 58 et la branche exté- rieure 60 On fait tourner le carter en alignement avec le faisceau électronique qui passe à travers-la tôle extérieure, la branche extérieure, la branche intérieure et la tôle intérieure pour venir rencontrer l'écran Le faisceau électronique assemble en perma- nence la plaque de renfort en C à la tôle intérieure et à la tôle extérieure en provoquant une fusion entre les branches de la plaque de renfort et les tôles in- térieure et extérieure De la même manière, les au- tres'plaques de renfort en C sont assemblées aux tôles intérieure et extérieure L'intérieur de la tôle intérieure est examiné afin de vérifier si le âoudage a eu lieu et si le faisceau électronique a suivi tout son trajet jusqu'à l'intérieur du carter Cet examen établit la preuve qu'une soudure existe entre la tôle intérieure et la branche intérieure, ainsi qulentre la tôle extérieure et la branche extérieure Après cet examen, l'aile d'amont 48 et l'aile d'aval 50 sont soudées par fusion aux t 8 les moyennant un processus de soudage à l'arc à l'hélium. La figure 8 illustre une machine 78 en vue d'enrouler le tissu 44 autour de la structure support 46 Cette machine comprend un premier appareil 80 en vue d'appliquer le tissu à la structure support. Ce premier appareil comprend un arbre 82, ainsi qu'un élément 84 destiné à faire tourner cet arbre La structure support 46 est montée sur l'arbre Un deu- xième appareil 86 assurant l'alimentation du tissu comporte un arbre 88, ainsi qu'un élément 90 destiné à faire tourner cet arbre Une bobine 92 est montée sur l'arbre 88 Le tissu est enroulé sur la bobine sous une précontrainte qui est inférieure à celle exercée sur le tissu lorsque celui-ci est installé, Un indicateur d'effort 94 installé sur l'arbre 88 mesure le couple devant être appliqué à cet arbre. * La précontrainte et la tension qui en résultent dans le tissusont aisément déterminées d'après le couple exercé dans l'arbre Le tissu est distribué sous tension à partir de la bobine en faisant tourner cette dernière sous un certain angle de façon à en dérouler une première longueur de tissu Une précontrainte (et la tension y associée) est appliquée au tissu en faisant tourner la structure support 46 montée sur l'arbre sous un certain angle de façon à enrouler,,sur la structure, une deuxième longueur de tissu qui est plus grande que la première En provoquant un allon- gement d'une valeur connue dans la longueur du tissu, la tension créée dans ce dernier offre une résistance aux déviations ultérieures du tissu sous l'impact d'une particule, le tissu ayant une constante élasti- que supérieure à la première constante élastique éta- blie approximativement par la ligne A de la figure 3. par exemple, cette plus forte constante élastique peut -être proche de la troisième-constante élastique du tissu qui est indiquée par la ligne C en'figure 3. La troisième constante élastique résulte de l'appli- cation, au tissu installé, d'une tension qui est égale à celle résultant de l'application d'une charge uni- forme se situant dans un intervalle compris entre 7883 et 9635 newtons(N) par mètre de largeur axiale du tissu sur laquelle la charge est répartie uniformé- ment en agissant tangentiellement sur le tissu sur la section transversale minimale présentée par ce dernier à la charge Par exemple une telle tension est obte- nue dans un tissu ayant une largeur de 27,94 cm en appliquant, au tissu, une charge uniforme de 2 447 N + 245 N En variantes la plus forte constante élasti- que choisie peut se rapprocher de la deuxième constante élastique du tissu qui est indiquée par la ligne B en figure 3 La deuxième constante élastique correspond à un tissu subissant une précontrainte supérieure ou égale à 17-50 N par mètre de largeur axiale. Comme représenté en figure 8 a, dans un autre procédé en vue d'appliquer la précontrainte au tissu, on utilise au moins une deuxième bobine intermédiaire 92 Par exemple, une deuxième bobine 92 dépourvue de tissu peut être montée sur l'arbre 82 du premier appa- reil en lieu et place de la structure support 46 La deuxième bobine 92 reçoit le tissu venant de la pre- mière bobine 92 sous une ptécontrainte qui est infé- rieure à celle exercée sur le tissu lorsqu'il est installé L'enroulement du tissu sous une précontrainte inférieure, par exemple> à 2 447 N facilite le réglage de la tension créée dans le tissu au cours du proces- sus d'enroulement, augmentant ainsi l'allongement du tissu d'une valeur incrémentale qui est inférieure à l'allongement du tissu lorsqu'il est installé Après enroulement du tissu sur la deuxième bobine 92, cette dernière peut être déplacée vers l'arbre 88 du deu- xième appareil afin d'acheminer le tissu sur une nou- velle deuxième bobine 92 montée sur larbre 82 du premier appareil On peut répéter ce processus jus- qu'à ce que le tissu soit enroulé sur une bobine 92 sous une précontrainte (et sous une tension y associée) qui est égale à'la tension créée dans le tissu lors- qu'il est installé Le tissu peut alors être enroulé sur la structure support 46 sans aucun allongement complémentaire. L'enroulement autour de la structure support est entamé en fixant le tissu sur cette dernière au moyen d'une bande adhésive ou en maintenant le tissu en place d'une autre manière et en formant manuellement le premier enroulement sur 1800 en n'imposant aucune = charge au tissu (tension zéro) On applique ensuite les 1800 restants du premier enroulement et, lorsque cette deuxième moitié du premier enroulement est appli- quée, on augmente la tension créée dans le tissu en élevant uniformément la charge de zéro newton (O N) à 8760 N + 876 N par mètre de largeur de tissu. Sous une telle précontrainte, le tissu s'allonge d'en- viron 5 % de sa longueur libre On maintient la ten- sion dans ces limites et l Von applique 38 enroulements supplémentaires autour du carter Le dernier enrou- lement de confinement ( 39 e enroulement) est appliqué sur l'enroulement de confinement précédent ( 38 e enrou- lement) La force de friction s'exerçant entre tous les enroulements du tissu est calculée de telle sorte que, si le 39 e enroulement restait libre, il en ré- sulterait un-léger déroulement et une relaxation de la tension uniquement dans les dernières couches ex- térieures du tissu On évite la relaxation de la tension dans la dernière couche extérieure en empê- chant le tissu de se dérouler Une méthode en vue- dlempêcher le tissu de se dérouler comprend l'étape 3-5 consistant à empêcher une partie du tissu de se dé- 18648 placer vis-à-vis d'une deuxième partie, par exemple, en liant une partie du tissu à une deuxième partie. Par exemple, on empêche le dernier enroulement de confinement ( 39 e enroulement) de se dérouler en liant la surface du 38 e enroulement qui est tournée vers l'extérieur, sur la surface du 39 e enroulement qui est tournée vers l'intérieur On effectue cette liaison en appliquant un adhésif à base de caoutchouc à une partie d'une des surfaces, en pressantla surface recouverte d'adhésif contre la surface opposée et en empêchant le tissu de se déplacer jusqu'à ce que l'adhésif prenne Un adhésif satisfaisant à base de caoutchouc est un composé de caoutchouc silicone tel que le composé de caoutchouc silicone "IRTV 1591 " vendu par "General Electric Corporation, Silicone Products Division", Waterford, New York 'E U A Cet adhésif particulier prend à la température ambiante. Le fuseau-moteur protège ltextérieur du tissu contre les détériorations lorsqu'il est installé. Un enroulement supplémentaire ( 40 e enroulement) est appliqué sous tension sur l'enroulement précédent ( 39 e enroulement) On forme un deuxième écran pro- tecteur 95 en appliquant un revêtement d'une résine époxy sur la face extérieure du tissu enroulé Le procédé permettant de former cet écran protecteur comprend l'étape consistant à appliquer un premier revêtement d'une résine époxy entre le début d'un 41 e enroulement et le début du 40 e enroulement, ainsi qu'à la surface extérieure du tissu enroulé Au cours de l'application, la résine époxy a une viscosité se situant entre 10-16 Pa s Le tissu est maintenu sous tension jusqu'à ce que la résine époxy durcisse Le premier revêtement de résine époxy ne pénètre pas jusqu'au 39 e enroulement, étant donné que la tension exercée sur le tissu a pour effet de presser ferme- ment l'un contre l'autre les brins du tissu en empê- chant la résine de pénétrer dans ce dernier La haute viscosité de la résine époxy du premier revêtement freine la pénétration de la résine dans le tissu lors- que la résine durcit De plus, au fur et à mesure que la résine époxy durcit, elle dégage de la chaleur qui en augmente la vitesse de durcissement Le procédé de formation d'un écran protecteur comprend ltétape com- plémentaire consistant à appliquer un deuxième revête- ment de résine époxy au premier revêtement, ce deu- xième revêtement ayant, au cours de l'application, une deuxième viscosité se situant dans l'intervalle allant de 0,5 à 0,7 Pa s Le deuxième revêtement de résine époxy ne peut pénétrer dans le premier, puisquiaussi bien ce dernier est durci et forme un écran protecteur contre la pénétration Outre le fait que la résine époxy est appliquée à la surface extérieure du tissu, elle peut également être appliquée aux bords du tissu enroulé Une résine époxy satisfaisante pour e pre- mier revêtement est la résine époxy "EPON Resin 828 " vendue par "I Shell Chemical Company, division of Shell Oil Company", Houston, Texas, E U A Une résine époxy satisfaisante pour le deuxième revêtement est la ré- sine époxy "EPON Resin 815 ou 8132 " vendue-par "Shell Chemical Company"t Un agent durcissant satisfaisant pour les trois résines de la "l Shell Chemical Company" est ltagent durcissant "EPON U' vendu par -"Shell Chemical Company". La figure 9 illustre une autre forme de réalisation 96 d'une machine 78 en vue d'enrouler le tissu 44 autour de la structure support 46 Cette machine comprend un premier appareil 98 destiné à appliquer le tissu à la structure support Ce premier appareil comprend un arbre 100, ainsi qu'un élément -102 destiné à faire tourner ce dernier, Un deuxième 18648 appareil 104 assurant la distribution du tissu com- prend un arbre 106, ainsi qu'un élément 108 destiné à faire tourner l'arbre sur une rotation incrémentale. La bobine de tissu 92 est fixée à l'arbre 106 Un premier rouleau 110 et un deuxième rouleau 112 guident le tissu et sont fixés à un support approprié (non représenté) Le tissu comporte une surface 113 tour- née vers l'intérieur et une surface 114 tournée vers l'extérieur. Un troisième rouleau 116 vient s'engager en tournant sur la surface 114 du tissu 44 qui est tournée vers llextérieur Deux éléments représentés par la barre 118 s'étendent vers le bas à partir du troisième rouleau Une tablette 20 est fixée aux barres Un poids 122 est placé sur cette tablette pour imposer une charge au rouléau et conférer ainsi,- à l'intervention de ce dernier, une précontrainte au tissu Au cours de l'étape pendant laquelle le tissu est enroulé autour de la structure support 46 du car- ter de ventilateur 30, le tissu est déroulé de la première bobine 92 et il est enroulé sur la structure support 46 La tablette qui est suspendue au tissu par le troisième rouleau,exerce, sur le tissu, une force prédéterminée dirigée vers le bas, encore que la hauteur du rouleau audessus d'un plan de référence peut varier à mesure que le tissu se déplace sur ce troisième rouleau Pour le reste, le procédé d'en- veloppement de la structure support se déroule d'une manière identique à celle du procédé par lequel la structure support est enveloppée au moyen de la ma- chine 78. La figure 9 a illustre un autre procédé en vue d'appliquer la précontrainte au tissu en, utilisant au moins une bobine intermédiaire 92 et l'appareil 96 illustré en figure 9. - Au cours du fonctionnement de la turbine, l'assemblage de rotor 26 illustré-en figure 2 tourne sur l'axe de rotation Ar à des vitesses aussi élevées que 4 000 tours/minute Lors de la rotation de cet asselmblage de rotor, le disque 33 exerce une force centripète sur les talons 36 des aubes, si bien que celles-ci sont amenées à suivre un parcours circulaire autour de l'axe de rotation Ar de l'assemblage de rotor Suite à limpact d'un objet étranger sur une aube, celle-ci peut présenter une défaillance dans son talon La description ci-après illustre une intera'- tion spécifique entre une aube, la structure support et le tissu au cours d'une telle défaillance dlune aube Cette description n'épuise pas complètement toutes les interactions pouvant se produire entre ces éléments lorsqu'une défaillance vient à se produire dans une aube En cas de défaillance, laube se brise à son talon et se déplace radialement vers llexérmie r en travers de l espace G (entre la tête 40 de 1 'aude et la bande de friction 42) elle vient frapper la bande de friction et se brise en fragments Plus spécifiquement, la tete de ltaube se détache de celle- ci en laissant derrière elle le talon 36 et-la zone centrale 38 de l'aube Les fragments de la tête se déplacent vers l'avant à une vitesse axiale relatiwe- ment élevée en raison de la configuration du pareours d'écoulement et par suite de la différence de pression existant entre le bord d'attaque et le bord de faite de l'aube La zone centrale et la base de l'aube for - ment une deuxième partie 124 de l'aube qui se dépla- ce radialement vers l'extérieur sur la distance radia- le occupée par la tête et en travers de llespace G - pour venir ensuite frapper la bande de friction Cette deuxième partie de l'aube a une plus grande dimension et possède plus d'énergie que la tête de l'apbe. Comme représenté schématiquement en figure , l'énergie et la force de la deuxième partie 124 de l'aube lui permettent de pénétrer dans la bande de friction 44 et la structure support 46 sans qu'elle se brise en éclats, pour venir ensuite frapper le tissu "Kevlar" 44 Le tissu "Kevlar" freine le mou- vement de la deuxième partie de llaube vers l'exté- rieur et il réduit la vitesse de l'aube vers llexté- rieur. Lorsque la deuxième partie 124 de l'aube se déplace vers l'extérieur, elle est frappée par der- rière par l'aube adjacente (aube suivante) Cette aube suivante fait tourner le talon 36 de ltaube vers l'extérieur et la zone centrale 38 vers l'intérieur, entratnant ainsi cette deuxième partie de l'aube autour de la circonférence de la structure support dans laquelle elle perce un trou La deuxième partie de l'aube a une composante de vitesse axiale vers l'arrière Va du fait qu'elle est frappée par l'aube suivante et, par suite de ce contact et en raison de l'énergie de rotation de l'aube, cette deuxième partie a également une composante de vitesse radiale vers l'extérieur V et une composante de vitesse tangen- tielle Vt dans un sens circonférentiel Comme repré- senté schématiquement en figure 11, la deuxième partie de l'aube 124 a pénétré à travers la structure support et est venue heurter le tissu 44, provoquant ainsi une déviation de ce dernier vers ltextérieur à ltécart du carter sur une distance D. La figure 12 est une vue en élévation laté- rale prise suivant la ligne 12-12 de la représentation schématique de la figure 11 La figure 12 a est une vue en perspective de l'assemblage de rotor 26 > de la partie 124 de l'aube, de la structure support 46 et du tissu 44 Lorsque la deuxième partie de l'aube vient -2518648 frapper le tissu et le fait dévier, un passage 126 s'ouvre à l'aube dans le sens axial Comme repré- senté en figure 3, sous l'effet de la précontrainte, les couches du tissu "Kevlar" exercent, au cours d'une déviation incrémentale, une force radiale supérieure à celle exercée par le tissu "Kevlar" non tendu au cours de la même déviation La précontrainte augmente également la quantité de travail absorbée par unité d'allongement du tissu comme représenté par la zone située en dessous de la courbe de contrainte/déforma- tion illustrée en figure 4 Dès lors, la déviation du tissu à ltécart de la structure support par unité d'énergie absorbée est réduite comparativement à celle d'un tissu enroulé de manière lâche. Des expériences effectuées sur modèles bal- listiques indiquent que, lorsqu'il est frappé par une particule, un enroulement de tissu "K'ev Lar" non tendu est dévié sur une distance D de 19,05 cm à l'écart d'une struc- ture support 46 ayant un diamètre de 203,2-cm Ces expériences révèlent qu'en exerçant, sur le tissu "Kevlar" une précontrainte de 8760 N + 876 N par mètre de largeur axiale, la déviation D de ce tissu "Kevlar" est réduite de 19,05 cm à 8,89 cm. Après la déviation maximum du tissu précon- traint, celui-ci se déplace vers l'intérieur Le passage 126 se referme avant que la composante de vitesse axiale de la deuxième partie de l'aube amène cette aube à se-déplacer à travers ce passage en sor- tant ensuite par le dessous du tissu "Kevlar". Comme représenté dans les figures 13 et 14, le tissu "Kevlar" commence à revenir vers le carter autour du fragment d'aube qui est alors emprisonné entre la structure support et le tissu "Kevlar". Comme représenté dans la vue en plan réduite de la figure 15, la précontrainte (et la tension y associée) exercée dans le tissu "Kevlar" a également pour effet de limiter la déviation de ce tissu dans le sens axial, si bien que ce dernier se déplace axialement vers ltarrière sur une courte distance A 1 comparativement à la distance A 2 sur laquelle le tissu "Kevlar" non tendu (représenté en traits discontinus)- pourrait se déplacer La faible déviation axiale du tissu "Kevlar" le maintient sur le trou pratiqué à travers la structure support, évitant ainsi d'exposer le fuseau-moteur à des fragments supplémentaires pro- venant diautres pales endommagées du ventilateur qui, dans dtautres conditions, pourraient sortir par la structure support au-delà du tissu "Kevlarl déplacé. La déviation du tissu 44 a pour effet de briser en éclats l'écran de résine époxy protégeant ce tissu contre les éléments La liaison adhésive entre le 38 e et le 39 e enroulement n'est pas détruite'par la déviation maximale du tissu, puisqu'aussi bien la liaison adhésive à base de caoutchouc entre les deux derniers enroulements de confinement du tissu fixe les enroulements ensemble avec souplesse Le tissu ne se déroule pas et il ne se produit aucune perte de tension dans les enroulements de confinement du tissu. Bien que ltinvention ait été illustrée et décrite en se référant à ses formes de réalisation préférées, l'homme de métier comprendra que différents changements et omissions peuvent y être apportés tant dans la forme que dans les détails sans se dépar- tir de l'esprit et-du cadre de l 2 invention. 251-8648 24 - REVENDICATIONS 1 Procédé en vue de former une structure de confine- ment s'étendant circonférentiellement, notamment pour une machine rotative, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes qui consistent à: former une première structure de support ( 46) desti- née à supporter et localiser un tissu ( 44); enrouler un tissu ( 44) autour de la première struc- ture de support ( 46) sous une tension calculée de telle sorte que la longueur installée du tissu soit plus grande que sa longueur libre. 2 Procédé en vue de former la structure de confine- ment suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu' avant l'enroulement du tissu ( 44) une précontrainte est appliquée au tissu de façon à en-provoquer l'allongement, et eh ce que le tissu allongé est empêché de se contracter, l'allongement du tissu causant une tension dans le tissu après son enroulement lorsqu'il est installé. 3 Procédé en vue de former la structure de confine- ment suivant la revendication 2, caractérisé en ce que, au cours de l'étape consistant à appliquer une précon- trainte au tissu ( 44),-on augmente cette précontrainte - jusqu'à ce qu'on atteigne un allongement représentant au moins 5 % de la longueur libre du tissu. 4 Procédé en vue de-former la structure de confine- ment suivant la revendication 2, caractérisé en ce qu'il - comprend également l'étape consistant à acheminer le tissu- ( 44) à partir d'une bobine ( 92) en faisant tourner celle- ci sous un angle calculé de telle sorte qu'une première longueur du tissu soit déroulée de cette bobine tandis que, au cours de l'étape consistant à appliquer une précon- trainte au tissu, on fait tourner la structure de support ( 46) sous un angle calculé de telle sorte qu'une deuxième longueur de tissu soit enroulée, la deuxième longueur de tissu étant égale ou plus grande que la première. Procédé en vue de former la structure de confine- ment suivant la revendication 2,-caractérisé en ce que, au cours de l'étape consistant à appliquer une précon- trainte au tissu ( 44), on suspend un poids ( 122)à ce dernier. 6 Procédé en vue de former la structure de confine- ment suivant la revendication 2, caractérisé en ce que le tissu ( 44) a une première constante élastique sous une première tension et, sous une deuxième tension, une deux- ième constante élastique supérieure à la première, tandis que l'étape consistant à enrouler le tissu ( 44) autour de la structure de support ( 46) a lieu en créant, dans le tissu ( 44), une tension d'un niveau égal ou supérieur à celui de la deuxième tension. 7 Procédé en vue de former la structure de confine- ment suivant la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comprend également l'étape consistant à empêcher le tissu ( 44) de se dérouler en empêchant une partie de ce tissu de se déplacer. 8 Procédé en vue de former la structure de confine- ment suivant la revendication 6, caractérisé en ce que le tissu ( 44) a une extrémité tandis que, au cours de l'étape consistant à enrouler le tissu prâcontraint, on fixe cette extrémité du tissu à la structure de support ( 46). 9 Procédé en vue de former la structure de confine- ment suivant la revendication 6, caractérisé en ce que, au cours de l'étape pendant laquelle on empêche le tissu ( 44) de se dérouler, on empêche également une partie du tissu ( 44) de se déplacer par rapport à sa deuxième partie. Procédé en vue de former la structure de confine- ment suivant la revendication 9, caractérisé en ce que le tissu ( 44) a une première surface tournée vers l'extérieur ( 114) et une deuxième surface tournée vers l'intérieur( 113) tandis que, au cours de l'étape consistant à enrouler le tissu ( 44) autour de la structure de support ( 46), on applique au moins un enroulement complet sur cette struc- ture de support ( 46) et, au cours de l'étape consistant à empêcher le tissu allongé de se dérouler, on lie une partie de la deuxième surface tournée vers l'intérieur ( 113) à-une partie de la première surface tournée vers 1 ' extérieur ( 114). 11 Procédé en vue de former la structure de confine- -ment suivant la revendication 10, caractérisé en ce que, au cours de l'étape consistant à lier une-partie de-la 26 - surface tournée vers l'extérieur ( 114-) à une partie de la surface tournée vers l'intérieur ( 113), on applique un ad- hésif à base de caoutchouc à une partie d'une des surfaces, on presse la surface recouverte d'adhésif contre la surface qui lui est opposée et on empêche le tissu ( 44) de se dé- placer. 12 Procédé en vue de former la structure de confine- ment suivant l'une quelconque des revendications 2 et 6, caractérisé en ce que l'étape consistant à enrouler le tissu ( 44) autour de la structure de support ( 46) a lieu en créant, dans le tissu, une tension qui est égale à celle produite par une charge qui est égale ou supérieure à 44,5 N par longueur axiale de tissu, la charge étant répartie uniformément sur la largeur du tissu ( 44) en agissant tangentiellement sur ce dernier sur la section transversale minimale présentée par le tissu à la charge. 13 Procédé en vue de former la structure de confine- ment-suivant la revendication 6, caractérisé en ce caue la charge se situe dans un intervalle allant de 200,2 à 244,7 N par 2,54 cm de longueur axiale de tissu. 14 Procédé en vue de former la structure de confine- ment suivant l'une quelconque des revendications 2, 3, 4,- , 6, 12 et 13, caractérisé en ce que, au cours de l'étape consistant à appliquer une précontrainte au tissu ( 44) de façon à en provoquer un allongement, on enroule circonfé- rentiellement le tissu ( 44) autour d'au moins une bobine ( 92) afin d'accroître l'allongement d'une quantité incré- mentale qui est inférieure ou égale à l'allongement du tissu ( 44) lorsqu'il est installé. Procédé en vue de former la structure de confine- ment suivant la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comprend également l'étape consistant à former un écran protecteur ( 95) sur la face extérieure du tissu ( 44). 16 Procédé en vue de former la structure de confine- ment suivant la revendication 14, caractérisé en ce que, au cours de l'étape consistant à former un écran protec- teur ( 95), on applique un revêtement d'une résine époxv sur la face extérieure du tissu enroulé ( 44). 17 Procédé en vue de former la structure de confine- 18648 27 - ment suivant la revendication 16, caractérisé en ce qu'une résine époxy ayant une viscosité supérieure à 10 Pascal- secondes est appliquée sur la surface du tissu ( 44) qui est tournée vers l'extérieur, la viscosité de ce revêtement limitant la pénétration de la résine époxy dans les enrou- lements du tissu ( 44). 18 Procédé en vue de former la structure de confine- ment suivant la revendication 17, caractérisé en ce qu'il comprend également l'étape consistant à appliquer un deux- ième revêtement d'une résine époxy sur la surface exté- rieure du tissu enroulé ( 44), la résine époxy utilisée pour le deuxième revêtement ayant, au cours de l'application, une viscosité qui est inférieure ou égale à la viscosité du premier revêtement. 19 Procédé en vue de former la structure de confine- ment suivant la revendication 18, caractérisé en ce que le rapport entre la viscosité de la résine époxy au cours de l'application du premier revêtement et la viscosité du deuxième revêtement au cours de son application est supé- rieur à 14:1. Procédé en vue de former la structure de confine- ment suivant la revendication 18, caractérisé en ce que la résine époxy du premier revêtement a, au cours de l'appli- cation, une viscosité se situant dans l'intervalle compris entre 10 et 16 Pascal-secondes, et la résine époxy-du deuxième revêtement a, au cours de l'application, une vis- cosité se situant dans l'intervalle compris entre 0; 5 et 0,7 Pascal-seconde. 21 Procédé en vue de former la structure de confine- ment suivant l'une quelconque des revendications 17 à 20, caractérisé en ce qu'il comprend l'étape consistant à ap- pliquer la résine époxy sur les bords du tissu enroulé ( 44). 22 Structure de confinement, notamment pour une ma- chine rotative, caractérisée en ce qu'elle comprend: une structure de support ( 46); un tissu ( 44) s'étendant circonférentiellement autour de la structure de support ( 46) en subissant une tension lorsqu'il est installé, ce tissu ayant une longueur libre 28 - et une longueur installée qui est plus grande que cette longueur libre. 23 Structure de confinement suivant la revendication 22, caractérisé en ce que la longueur installée du tissu ( 44) est supérieure de 5 % à sa longueur libre. 24 Structure de confinement suivant la revendication 22, caractérisée en ce que le tissu a deux extrémités dont une est fixée à la structure de support ( 46). 25 Structure de confinement suivant la revendication 22, caractérisée en ce que le tissu dont une est fixée à la -structure de support ( 46), ce tis- su s'étendant circonférentiellement et au moins avec un enroulement autour de la structure de support, la deuxième extrémité étant fixée à l'enroulement situé en dessous du dernier. 26 Structure de confinement suivant la revendication 22, caractériséeen ce que la tension créée dans le tissu ( 44) est égale à celle produite par une charge se situant dans l'intervalle compris entre 7883-et 9635 N par mètre de largeur axiale de tissu, cette charge étant répartie uniformément et agissant tangentiellement sur le tissu sur la section transversale minimale présentée par le tissu à la charge. 27 Structure de confinement suivant l'une quelconque des revendications 22 à 26, caractérisée en ce que le der- nier enroulement de tissu ( 44) est lié à l'enroulement précédent, le tissu exposé présentant une surface exté- rieure, tandis qu'un écran protecteur ( 95) recouvre cette surface extérieure du tissu. 28 Structure de confinement suivant la revendication 27, caractérisée en ce que l'écran protecteur ( 95) est formé par un revêtement de résine époxy appliqué sur la surface extérieure du tissu ( 44). 29 Structure de confinement suivant la revendication 28, caractérisée en ce que le revêtement de résine époxy s'étend sur les bords du tissu ( 44).