Brevet FR2599086A1 — publié le 19871127

L'invention concerne un dispositif de commande d'aubes directrices d'entrée d'air à calage variable pour turboréacteur, l'entrée d'air comportant un carénage central supporté à partir de la paroi extérieure de l'entrée d'air par des montants structuraux, les aubes directrices étant maintenues en aval des montants structuraux entre la paroi extérieure de l'entrée d'air et le carénage central. On sait que l'un des moyens d'accroître les performances d'un turboréacteur consiste à pourvoir son entrée d'air d'un aubage à pales à calage variable de manière à contrôleur le passage d'air et ainsi à améliorer la stabilité du compresseur aux bas régimes. Le brevet GB-A- 1.505.858 décrit un dispositif de réglage d'aubes directrices disposé sur le carter extérieur et constitué de deux crémaillères annulaires placées face à face et entre lesquelles sont disposées des roues à secteurs dentés équipant les pivots de tête des aubes. Au moins un des pivots est prolongé par un axe dont l'extrémité est munie d'une biellette commandée par un vérin.La rotation de la biellette fait tourner la roue à secteurs dentés du pivot d'aube qui entrain par l'inter- médiaire des crémaillères la rotation des autres roues des aubes non directement commandées. Ce dispositif présente l'inconvénient d'un encombrement frontal non négligeable. Or l'invention se propose la réalisation d'un dispositif de commande qli maintienne l'encombrement frontal du turboréacteur minimal sans toutefois augmenter les pertes de charge du flux d'air, c'est-à-dire sans provoquer de variations de section du cana d'entrée d'air autres que celles dictées par les conditions d'écoulement aérodynamique. Cs impératifs ont donc conduit à la conception d'un système de commande interne logé dans le carénage central placé dans l'entrée d'air Le brevet FR-Â- 1.321.103 utilise déjà le carénage central pour loger le groupe de commande de carburant alimentant les injecteurs et le groupe moteur de démarrage du compresseur. Les canalisations d'arrivée et de sortie aboutissant aux groupes passant dans les montants structu raux qui maintiennent le carénage central à la paroi extérieure de l'entrée d'air. Le dispositif de commande, selon l'invention, est logé dans le carénage central et comporte des moyens de déplacement linéaire commandés mécaniquement ou hydrau- liquement par des moyens de commande passant dans les montants structuraux. Lesdits moyens de déplacement entraînent un organe de liaison qui-est-articulé à un levier fixé au pivot de pied de l'aube à commandér. Le dispositif, selon l'invention, est remarquable en ce que le dispositif de commande est logé dans le carénage central et comporte un dispositif d'actionnement disposé sensiblement dans l'axe du carénage, un ensemble cylindrique coulissant coaxial àu dispositif d'actionnement, et susceptible d'être entraîné én translation axiale par ledit dispositif d'actionnement, ledit ensemble coulissant portant des moyens de liaison articulés coopérant avec des leviers fixés radialement aux extrémités des pivots de queue des aubes directrices. Les explications et figures données ci-après à titre d'exemples permettront de comprendre comment l'inven- tion peut Entre réalisée. La figure 1 montre une vue partielle et en coupe d'un turboréacteur indiquant la position du dispositif de commande selon l'invention. La figure 2 est une vue partielle et en coupe d'un premier exemple de réalisation d'un dispositif selon l'invention. La figure 3 est une vue partielle et en coupe d'un deuxième exemple de réalisation. La figure 4 est une vue partielle et en coupe d'un troisiene ezemple de réalisation. La figure 5 est une vue partielle selon V des figures 2 à 4. La figure 6 est une vue partielle selon Vl des figures 2 à 4. La figure 1 représente une vue partielle et en coupe de la partie avant dtun turboréacteur. Le canal d'entrée d'air 1 est défini entre une paroi extérieure 2 et une paroi intérieure 3 constituées respectivement par le carter entourant la directrice et le carénage central. Le carénage central 3 est maintenu au carter d'entrée d'air 2 par des montants structuraux radiaux 4 qui sont répartis uniformément dans l'entrée d'air. Ces montants sont creux et prévus pour recevoir des tuyaux ou des conduits destinés à conduire un fluide de commande ou une liaison mécanique. En aval des montants 4 se trouve l'tubage d'entrée d'air, formé par des aubes 5 réglables en orientation, qui distribue uniformément l'air à l'aubage rotorique 6 du compresseur multi-étage 70 Le compresseur fournit l'air sous pression aux chambres de combustion disposées en amont et non figurées. On a représenté schématiquement en 8 11 organe moteur commandant le dispositif de commande du calage des aubes directrices, cet organe est, par exemple, intégré au module de service situé à l'extérieur du carter du turboréacteur et à sa partie inférieure. Les aubes directrices d'entrée d'air sont maintenues entre le carter d'entrée d'air et le carénage central 3 par un pivot de teste 9 et un pivot de queue 10 coopérant de manière connue avec des paliers formés dans une couronne extérieure Il du carter et une couronne intérieure 12 du carénage central. On a représenté schématiquement l'emplacement du dispositif de commande 13 de calage des aubes dans le carénage central. Belon l'invention le dispositif de commande comporte un dispositif d'actionnement 14, disposé sensiblement dans l'axe du carénage 3, coopérant avec un ensemble cylindrique coulissant 15, pour lui appliquer un mouvement de translation axial. Ledit ensemble porte des moyens de liaison 16, articulés, coopérant avec des leviers 17 fixés radialement aux extrémités des pivots de queue 10 des-aubes directrices 50 La figure 2 représente une première forme de réalisation d'un dispositif selon l'invention dans lequel le dispositif d'actionnement 14 est commandé mécaniquement et forme un vérin mécanique. Le carénage central 3 détermine une enceinte intérieure dans laquelle est monté le dispositif de commande. L'enceinte est éventuellement protégée de l'échauffement da à l'écoulement de l'air à grande vitesse par un calorifugeage 18. La partie avant du carénage central formant nez est démontable pour donner accès à l'enceinte intérieure. Ce nez 19 est fixé par une bride annulaire 20 à une bride annulaire amont 21 portée par les montants structuraux 4. La partie aval des montants structuraux se prolonge par une bride annulaire aval 22 qui supporte une virole 23 au moins partiellement cylindrique, coaxiale à l'axe XX' du turboréacteur. Cette virole porte, en regard d'au moins un des montants structuraux 4 un bottier 24 logeant des roulements à billes 25 for palier pour un embout 26 fixé à l'extré- mité d'un organe de transmission de commande constitué d'un flexible 27 passant dans un conduit 28 prévu dans le montant structural et relié directement ou non à l'organe moteur 8 situé à l'extérieur du carter du turboréacteur. L'embout 26 porte à son extrémité libre un pignon conique 29 qui engrène avec une couronne dentée conique 30 montée à la périphérie d'un anneau cylindrique 31 maintenu dans un palier à rouleaux 32. L'anneau cylindrique porte une collerette radiale sur laquelle est fixé un manchon cylindrique 33 s'étendant en aval coaxialement à l'axe XX'. Approximativement sur la moitié de la partie aval du manchon 33 est prévu un filetage 34 qui coopère avec le filetage d'au moins un satellite 35 monté sur un axe 36 fixé sur une couronne 37 solidaire de ensemble cylindrique coulissant 15. L'ensemble 15 est formé d'un cylindre 38 fermé à son extrémité aval par une cloche 39. Le cylindre 38 porte, claveté à sa surface extérieure, un manchon 40 dans lequel sont prévues des rainures longitudinales logeant des rangées de billes 41 et des ressorts 42 de rattrapage de jeux0 Les rangées de billes 41 coopèrent avec des rainures correspondantes prévues dans la partie cylindrique aval 43 de la virole fixe 23 pour empocher la rotation de l'ensemble coulissant 15. Une portion de ce dispositif anti-rotation est montréeen coupe figure 6. A l'extrémité aval du cylindre 38 et du manchon 40 est fixé une structure annulaire 44 qui présente de l'intérieur vers l'extérieur une première jupe cylindrique 45 s'étendant vers l'amont et coopérant par sa surface intérieure avec deux joints toriques 46, 47 maintenus dans des logements prévus à la surface extérieure de la partie cylindrique aval 43 de la virole fixe 23 et une deuxième jupe 48 dans laquelle sont prévus des paliers radiaux 49 maintenant des pivots 50 sur lesquels est articulée une extrémité de biellettes 51, l'autre extrémité étant articulée aux leviers 17 fixés radialement aux pivots 10 des queues des aubes directrices réglables.Les pivots 50 et les biellettes 51 constituent les moyens de liaison 16 transformant par l'intermédiaire du levier 17 le mouvement de déplacement rectiligne axial de l'ensemble coulissant 15 en un mouvement de rotation de l'aube directrice 5. La figure 5 montre les positions relatives du levier 17 et des moyens de liaison 51 pour deux positions P1 et P2 du pivot 50 porté par l'ensemble coulissant 15, lorsque celui-ci s'est déplacé d'une distance correspondante sous l'action du dispositif d'actionnement 14 commandé à partir de l'organe moteur 8 et dont le fonctionnement est ci-après décrit. L'organe moteur 8 est commandé par le dispositif de contrôle général du fonctionnement du turboréacteur et commande par l'intermédiaire de la liaison mécanique passant dans le bras structural 4, la rotation du couple conique formé par le pignon 29 et la couronne dentée 30. La rotation de la couronne 30 entraine la rotation du manchon 33 et en particulier de sa partie filetée 34. Cette partie coopérant avec le satellite fileté 35 solidaire de l'ensemble coulissant 15 oblige celui-ci à se déplacer axialement vers l'amont ou l'aval selon le sens de rotation du manchon 33 et provoque de ce fait le déplacement rectiligne du pivot 50 auquel est lié de façon articulé le levier 17 d'orientation du pivot 10 de pied d'aube directrice. Selon une deuxième forme de réalisation de l'invention, dans laquelle les éléments semblables à ceur de ltexemple précédent portent les mêmes références montrée figure 3, le dispositif d'actionnement est constitué d'un vérin hydraulique dont le corps 52 est fixé dans l'axe du carénage central 3 et est alimenté par un tuyau 53 passant dans un des bras structuraux. La tige de vérin 54 est fixée, à son extrémité libre, à la cloche 39 de l'ensemble coulissant 15, qui par rapport à l'ensemble décrit dans l'exemple précédent, est simplifié et comporte seulement une partie cylindrique 55 dans laquelle sont prévues les rainures axiales logeant des rangées de billes 41 coopérant avec les rainures axiales correspondantes prévues dans la partie cylindrique aval 43 de la virole fixe 23, les rainures et billes constituant le dispositif anti-rotation. La partie aval 56 de la partie cylindrique 55 porte dans sa surface extérieure des logements pour des joints toriques 57 58. Â l'extrémité aval de la partie cylindrique 55 est fixée une structure annulaire 59, à la périphérie de laquelle sont prévus les paliers radiaux 49 maintenant les pivots 50 sur lesquels est articulde une extrémité des biellettes 51, l'autre extrémité étant articulée aux leviers 17 fixés radialement aux pivots 10 des queues des aubes directrices 5. Le fonctionnement de l'ensemble coulissant 15 est en tout point semblable à celui décrit dans l'exemple précédent sauf en ce qui concerne le dispositif d'aotionnement constitué par le vérin 52 agissant directement sur la cloche 39 fermant la partie cylindrique 55. L'orientation des aubes est déterminée par le déplacement amont ou aval de la tige du vérin. 54. Selon un troisième exemple de réalisation, représenté figure 4, et dans laquelle les éléments semblables à ceux des exemples précédents portent les mêmes références, le vérin hydraulique;.60 est alimenté en carburant sous pression. Le vérin est disposé dans l'axe du carénage central et la tige de piston 61 est fixée par son extrémité à la cliche 39 de l'ensemble coulissant 15. Son entrée 62 est mise en pression par du carburant introduit par un tube 63 qui est logé dans un des bras structuraux 40 Par suite de l'utilisation de carburant comme fluide moteur du vérin 60, on a prévu dtisoler le vérin dans une chambre étanche 64 formée par le volume délimité d'une part entre la partie coulissante cylindrique 56 portant la cloche 39 et d'autre part par la paroi intérieure do nez 19, et une paroi cylindrique calorifugée 65 assurant l'étanchéité entre la bride 21 et la virole fixe 23.La paroi 65 comporte des moyens connus assurant le passage étanche du tube d'alimentation 63. L'étanchéité entre la partie cylindrique aval 43 de la virole fixe 23 et l'ensemble coulissant 15, est obtenue par un soufflet 66 dont les extrémités sont re pee ement soudées à une jupe cylindrique 67 s'étendant axialement en aval de la virole 23 et à la structure annulaire 59 portée par l'extrémité aval de la partie cylindrique 55 de l'ensemble coulissant. La jupe cylindrique 67 détermine avec la partie oylindrique 43 un collecteur annulaire 68 dans lequel débouche un tube de purge 69, passant par ia des bras structuraux pour être raccordé à un circuit de pompage extérieur non représenté. Les dispositifs de commande ci-dessus décrits doivent être compris comme ne se limitant pas à la commande de la seule aube représentée sur les figures, mais agissant simultanément sur chacune des aubes formant 1' aubage direc- teur d'entrée d'air. Il est à remarquer que, dans tous les exemples de réalisation ci-dessus décrits, tous les éléments constituant le dispositif de commande tel que le dispositif d'actionnement, l'ensemble coulissant ou les moyens de liaison articulés sont disposés coaxialement à l'axe du turboréacteur et de telle façon qu'ils se trouvent pour leur plus grande partie emboîtés les uns dans les autres. Cette disposition a pour but de limiter au maxmum l'encombrement en longueur. L'invention 'est pas limitée aux réalisations ci-dessus décrites mais couvre également le remplacement de tout ou partie des éléments Par des moyens équivalents. REVENDICATIONS 1. Dispositif de commande d'aubes directrices d'entrée d'air à calage variable d'un turboréacteur, l'entrée d'air comportant un carénage central fixe supporté à partir de la paroi extérieure de l'entrée d'air par des montants structuraux, les aubes directrices étant maintenues en aval des montants structuraux entre la paroi extérieure de l'entrée d'air et le carénage central, caractérisé en ce que le dispositif de commande est logé dans le carénage central et comporte un dispositif d'actionnement (14) disposé sensiblement dans l'axe du carénage (3), un ensemble cylindrique coulissant (15) coaxial au dispositif d'actionnement, et susceptible d'être entrarné en translation axiale par ledit dispositif d'actionnement, ledit ensemble coulissant (15) portant des moyens de liaison articulés (16) coopérant avec des leviers (17) fixés radialement aux extrémités des pivots de queue (10) des aubes directrices (5). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif d'actionnement comporte un anneau cylindrique (31), maintenu dans un palier (32) porté par une bride annulaire (22) fixée aux montants structuraux (4), muni d'une couronne dentée (30) susceptible d'être entraSnée par un pignon (29) commandé par un organe de transmission mécanique (27) passant dans un des montants structuraux (4), et relié à un organe moteur (8) extérieur ledit anneau étant prolongé en aval par un manchon fileté (33) qui engrène avec au moins un satellite fileté (35) solidaire de l'ensemble coulissant (t5) pour le déplacer axialement en aval ou en amont selon le sens de rotation du manchon imposé par l'organe de transmission mécanique. 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'ensemble cylindrique coulissant (15) comporte un cylindre (38), coaxial extérieurement au dispositif d'actionnement (14), auquel est fixé le (ou les) satellite(s) fileté(s) (35) et portant à sa surface extérieure un dispositif anti-rotation (40, 41, 43) coopérant avec une virole fixe (23) portée par la bride annulaire fixe (22) et à l'extrémité aval duquel est fixé une jupe cylindrique (48) portant les moyens de liaison articulés (16). 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le dispositif anti-rotation (40, 41, 43) est constitué d'un manchon (40) solidarisé à la surface extérieure du cylindre (38) présentant à sa surface extérieure des rainures longitudinales logeant des billes (41) coopérant avec des rainures correspondantes prévues dans une partie cylindrique aval (43) de la virole fixe (23). So Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que les moyens de liaison articulés (16) comportent des paliers radiaux (49) prévus dans la jupe cylindrique (48) maintenant des pivots (50) et des biellettes (51) dont une des extrémités est articulée sur les pivots (50) et dont l'autre extrémité est articulée à l'extrémité de leviers (17) fixés radialement aux pivots (10) des queues des aubes (5). 6. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif d'actionnement (14) est un vérin hydraulique (52, 60) disposé dans l'axe du carénage et dont l'extrémité de la tige de piston (54, 61) est fixé à une cloche (39) fermant l'extrémité aval de l'ensemble cylindrique coulissant (15). 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'ensemble cylindrique coulissant (15) comporte un cylindre (55), coaxial extérieurement au vérin (52, 60), portant à sa surface extérieure un dispositif anti-rotation (55, 41, 43) coopérant avec une virole fixe (25), ledit cylindre portant à son extrémité aval une jupe cylindrique (48) portant les moyens de liaison articulés (16). 80 Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que le dispositif anti-rotation (55, 41, 43) est constitué par des rainures longitudinales formées dans la surface extérieure du cylindre (55), logeant des billes (41) coopérant avec des rainures correspondantes prévues dans une partie cylindrique aval (43) de la virole fixe (23). 9. Dispositif selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce qu'un soufflet 10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que la partie cylindrique aval (43) porte une jupe cylindrique (67) s'étendant axialement en aval et sur le bord de laquelle est fixée une extrémité du soufflet (66), ladite jupe formant un collecteur annulaire (68) dans lequel débouche un tube de purge (69)o 11. Dispositif selon l'une des revendications 6 à 10, caractérisé en ce que le vérin hydraulique est actionné par du carburant.