Brevet FR2611821A1 — publié le 19880909

La présente Invention a trait à des carters de soufflante et à des pales de soufflante de moteurs a turbine a gaz a turbosoufflante et concerne particulierement un agencement pour le montage et le démontage des pales de soufflante sur -ou du- rotor de soufflante. Les pales de soufflante des moteurs à turbine a gaz de turbosoufflante sont montées sur le -ou démontées du- rotor de soufflante uniquement lorsque le carter de soufflante a eté enlevé ou a été enlevé au moins partiellement de façon à autoriser l'acces aux pales de soufflante du rotor de soufflante. Cette operation necessite qu'on dissocie le moteur a turbosoufflante complètement ou entièrement de l'avion associé lorsqu'il est nécessaire de remplacer une pale de soufflante endommagée. La présente invention a pour objet un carter de soufflante et un 15. agencement de montage/démontage de pales de soufflante dans lesquels les pales de soufflante puissent être démontées du moteur à turbine gaz à turbosoufflante sans que le carter de soufflante du moteur à turbine à gaz à turbosoufflante ne soit déplacé ni enlevé. En consequence, la présente invention a pour objet un assemblage de soufflante pour un moteur à turbine à gaz à turbosoufflante comportant un rotor de soufflante, une pluralité de pales de soufflante et un carter de soufflante annulaire, les pales de soufflante étant assujetties de façon démontable au rotor de soufflante, les pales de soufflante ayant une tête à leur g611821 extremite exterleure radlale et une portion de base a leur extremite Intérieure radiale, le carter de soufflante étant agencé coaxlalement au rotor de soufflante et entourant les pales de soufflante, le carter de soufflante ayant une surface intérieure et une surface extérieure, le carter de soufflante ayant une fente, la fente étant formée à partir de la surface intérieure du carter de soufflante, le carter de soufflante ayant un bouchon, le bouchon étant assujetti de façon démontable dans la fente pour former une continuation de la surface intérieure du carter de soufflante, la fente dans le carter de soufflante étant situee sensiblement dans le même plan que les pales de soufflante, la fente dans le carter de soufflante étant dimensionnée de façon à recevoir l'extrémité d'une tête de pale de soufflante, les têtes des pales de soufflante pouvant être alignées avec la fente débouchant sur la surface intérieure du carter de soufflante, et les têtes des pales de soufflantes pouvant être insérées dans la fente débouchant sur la surface intérieure du carter de soufflante pour autoriser le montage et le démontage des pales de soufflante. Les pales de soufflante peuvent être des pales de soufflante a pas variable, le pas des pales de soufflante étant variable de telle sorte que leurs têtes puissent être alignées avec la fente débouchant sur la surface intérieure du carter de soufflante, les portions de base des pales de soufflante étant détachables du rotor de soufflante de telle sorte que les têtes des pales de soufflante puissent être insérées dans la fente, les portions de base des pales de soufflante étant déplaçables dans des directions à la fois radiale et axiale pour permettre le montage et le démontage desdites pales de soufflante. La fente peut avoir la forme d'une section transversale de pale. La fente peut s'étendre dans une direction circonférentielle. Le carter de soufflante peut comporter un anneau de confinemernet, la fente étant formée au moins en partie dans l'anneau de cornfinement. L'anneau de confinement peut comporter un cerceau unique continu fait d'un matériau fibreux tissé, la fente étant formée dans le matériau fibreux tissé. L'anneau de confinement peut comporter deux cerceaux continus faits d'un matériau fibreux tissé, les deux cerceaux continus étant espacés axlalement, la fente étant formée axialement entre les deux cerceaux continus. L'assemblage de soufflante peut comporter une pluralité d'assemblages de palier et une pluralité de carters de palier, la portion de base de chaque pale de soufflante étant montée de façon à tourner sur le rotor de soufflante par l'un des assemblages de palier et l'un des carters de palier, la portion de base, ledit assemblage de palier et ledit carter de pali er formant un ensemble intégré. Chacun des carters de palier peut avoir une surface exterieure et un flasque, la surface extérieure de chacun des carters de palier comportant un filetage de vis, le rotor de soufflante ayant une pluralité de réceptacles espaces circonférentiellement, chaque réceptacle ayant une surface intérieure et un flasque, la surface intérieure de chacun des habitacles comportant un filetage de vls, chaque carter de palier étant assujetti de façon démontable dans l'un des réceptacles, le filetage situé sur la surface extérieure dudit carter de palier pouvant s'engager dans le filetage de la surface intérieure dudit réceptacle. Le flasque situé sur ledit carter de palier peut être assujetti de façon démontable au flasque situé sur ledit réceptacle. La présente invention va être décrite plus en détail au moyen d'exemples, en référence aux dessins annexes, sur lesquels: 2 6 1 18 2 1 la figure 1 est une vue de côte comportant une coupe partielle d'un moteur à turbine à gaz à turbosoufflante ayant un carter de soufflante et un agencement de montage/démontage de pales de soufflante selon la présente invention; la figure 2 est une vue en section transversale agrandie du carter de soufflante et de la pale de soufflante de la figure 1 montrant la pale de soufflante montée; la figure 3 est une vue en coupe transversale du carter de soufflante et d'une pale de soufflante de la figure 1, montrant la pale de 1 0 soufflante durant son montage/démontage; et, la figure 4 est une vue en coupe agrandie du carter de soufflante de la figure 1 montrant le carter de soufflante durant le fonctionnement du moteur à turbine à gaz à turbosoufflante. Un moteur à turbine à gaz à turbosoufflante 10 est représente sur la figure 1. Il comporte une entrée 12, une soufflante 14, un compresseur 22, une chambre de combustion 24, une turbine 26 et une tuyere de sortie 28, toutes ces elements étant agencees en serle dans la direction de l'écoulement. Le moteur à turbine à gaz travaille conventionnellement en ce sens que de l'air est comprimé initialement par la soufflante, qu'une portion de l'air s'écoule à travers le conduit de soufflante 18 défini par un carter de soufflante 16 et que le reste de l'air s'écoule dans le compresseur pour y être comprimé ultérieurement. L'air comprimé alimente la chambre de combustion, o du carburant est brûlé dans l'air comprimé pour produire des gaz chauds. Les gaz chauds s'écoulent à travers la turbine et l'entraînent, laquelle est agencée pour entraîner la soufflante et le compresseur par l'intermédiaire d'un arbre ou d'arbres. Le carter de soufflante 16 est assujetti au carter 21 du noyau moteur par une pluralité de jambages 20 qui s'étendent au travers du conduit de soufflante 18. Le carter de soufflante 16, comme cela est représenté de façon plus précise sur la figure 2, comporte une feuille metaliique Intérieure 32 et une feuille metallique extérieure 36 séparées par une structure en nid d'abeille 34. Des anneaux de confinement 38 et 40 sont prévus dans le carter de soufflante 16 autour des pales de soufflante 14 pour confiner les pales de soufflante à l'intérieur du carter de soufflante au cas o une pale de soufflante se détacherait du moyeu du rotor de soufflante pendant le fonctionnement du moteur à turbine à gaz. Les anneaux de confinement du carter de soufflante sont d'une construction appropriee quelconque connue de l'art et par exemple peuvent comporter des couches enroulées continues d'un matériau fibreux tissé; le matériau fibreux tissé peut comporter des fibres de verre, des fibres de carbone, des fibres métalliques, ou des fibres de polyamide aromatique. La fibre qui est la plus appropriée est celle qui est fabriquée par Du Pont Limited et qui est vendue sous la marque de commerce enregistrée KEVLAR. L'anneau de confinement pourrait aussi être d'acier ou d'un autre métal. Le carter de soufflante 16 est muni d'une fente allongée 30 pratiquée à partir sa surface intérieure, laquelle fente a la forme d'une section transversale de pale de façon à recevoir la tête de la pale de soufflante 14. La fente 30 est agencée pour s'étendre généralerment dans une direction circonférentielle, et est agencée pour être sensiblemetn dans le même plan que l'axe des pales de soufflante 14. La fente est dimensionnée de façon à recevoir la tête de la pale de soufflante et pour permettre le démontage d'une pale. La fente 30 s'étend radialement à l'intérieur de -et est formée partiellement par- l'anneau de confinement 38, mais comme la fente s'étend circonférentiellement, la force de cerceau de l'anneau de confinement est préservée, la disposition d'une fente s'étendant axialement dans l'anneau de confinement réduirait grandement la force de cerceau et la force de confinement du carter de soufflante. Les pales de soufflante 14 sont du type a pas variable et chacune a une portion de base 42 qui est montée de façon à tourner dans un réceptacle 48 correspondant du rotor de soufflante au moyen d'un assemblage de palier 44 et d'un carter de paliers 46. Les pales de soufflante 14 sont assujetties de façon démontable au réceptacle 48 du rotor de soufflante par des moyens appropriés bien connus de l'art. La demande de brevet britannique 8618313 décrit une pale de soufflante particulièrement appropriée, qui est munie d'une portion de base et d'une portion de profil d'aile dans laquelle le carter de palier, l'assemblage de palier et la portion de base forment un assemblage intégré pour permettre un démontage aisé de la pale de soufflante à partir du réceptacle du rotor de soufflante. Dans la demande de brevet mentionnée ci-dessus, le carter de palier est assujetti au réceptacle du rotor de soufflante par un agencement 47 à filetage de vis formé sur la surface extérieure du carter de palier et sur la surface Intérieure du réceptacle et par des écrous et boulons ou d'autres moyens d'assujettissement appropriés qui passent à travers des ouvertures percées dans des flasques 49 et 51 formés sur le réceptacle et sur le carter de paliers respectivement. Une pale de soufflante 14 est démontée du réceptacle 48 du rotor de soufflante, comme cela est représenté sur la figure 3, par rotation de la pale de soufflante d'un faible pas autour de son axe de rotation, et également par rotation de la pale autour de l'axe du moteur de sorte que la tête de la pale de soufflante s'aligne avec la fente 30 pratiquée dans le carter de soufflante 16. La pale de soufflante 14 est alors détachée du réceptacle 48 du rotor de soufflante par démontage des moyens de fixation, c'est-a-dire desserrage des écrous et des boulons et dévissage du carter de palier à partir du réceptacle. La pale de soufflante est déplacée radialement vers l'extérieur de façon que la tête de la pale de soufflante s'insère dans la fente et la portion de base est retirée du réceptacle. La portion de base de la pale de soufflante est deplacée, c'est-a- dire est balancée dans une direction d'amont radiale pour permettre a la tête de la pale de soufflante de sortir la fente et pour permettre ainsi le démontage complet de la pale de soufflante. Pour monter la pale de soufflante, la tête de la pale de soufflante est alignée avec la fente pratiquée dans le carter de soufflante. La tête de la pale de soufflante est insérée dans la fente et la portion de base de la pale de soufflante est déplacée, c'est-a-dire est balancée dans une direction d'aval radiale afin que la portion de base s'aligne avec le réceptacle du rotor de soufflante. La pale de soufflante est alors déplacée radialement vers l'intérieur de façon que la tête de la pale de soufflante quitte la fente pratiquée dans le carter de soufflante et que la portion de base de la pale de soufflante se loge dans le réceptacle du rotor de soufflante. La portion de base de la pale de soufflante est alors assujettie au réceptacle du rotor de soufflante et la pale de soufflante est entrainee en rotation autour de son axe jusqu'a sa position de fonctionnement. La fente pratiquée dans le carter de soufflante peut être remplie avec un bouchon démontable 50 qui est assujetti au carter de soufflante par une vis 52 et un boulon 54, la vis s'étendant à travers le carter de soufflante 16 jusqu'à dans évidement 56 débouchant sur la surface extérieure du carter de soufflante 16. Le bouchon assure une continuation aérodynamique souple de la surface intérieure du carter de soufflante durant le fonctionnement du moteur à turbine à gaz a turbosoufflante et est enlevé pour autoriser le démontage d'une pale de souff lante. Si l'anneau de confinement est formé d'un matériau fibreux tissé, l'anneau de confinement peut être formé avec la fente s'étendant circonférentiellement, de préférence par enroulement du matériau tissé autour d'un premier anneau qui définit la fente, pour produire un cerceau unique continu de matériau de confinement comprenant une fente. Deux 2 6 1 1 8 2 1 cerceaux continus de matériau fibreux tissé peuvent aussi être decales axialement pour définir un espace circonférentiel et un matériau de remplissage est utilisé pour remplir la majorité de l'espace circonférentiel et pour définir les extrémités circonférentielles de la fente. Bien que la fente ait été représentée comme s'étendant à l'interleur de l'anneau de confinement, il est possible d'agencer lafente de façon qu'elle s'étende uniquement dans la structure à nid d'abeille et de prévoir l'anneau de confinement autour de la structure à nid d'abeille, la i O10 force de cerceau de l'anneau de confinement étant ainsi maintenue, L'agencement décrit plus haut permet le démontage d'une pale de soufflante d'un moteur à turbine à gaz à turbosoufflante sans qu'il soit besoin d'enlever le carter de soufflante. Grâce à cette disposition, des pales de soufflante peuvent être démontées d'un moteur à turbine à gaz à turbosoufflante tandis que le moteur reste assujetti à l'avion associé, c'est-à-dire qu'il n'est pas nécessaire de désolidariser le moteur de l'avion comme cela l'est avec les agencements conventionnels. L'agencement permet également le démontage d'une pale de soufflante sans réduction significative de la force de cerceau de l'anneau de confinement. REVENDICATIONS 1. Assemblage de soufflante pour un moteur à turbine à gaz à turbosoufflante comportant un rotor de soufflante, une pluralité de pales de soufflante et un carter de soufflante annulaire, les pales de soufflante étant assujetties de façon démontable au rotor de soufflante, les pales de soufflante ayant une tête à leur extrémité extérieure radiale et une portion de base à leur extrémité intérieure radiale, le carter de soufflante étant agencé coaxialement au rotor de soufflante et entourant les pales de soufflante, le carter de soufflante ayant une surface intérieure et une surface extérieure, ledit assemblage de soufflante étant caractérisé en ce que le carter de soufflante (16) comporte une fente (30) formée à partir de la surface Intérieure du carter de soufflante, le carter de soufflante (16) ayant un bouchon (50) assujetti de façon démontable dans la fente (30) pour former une continuation de la surface intérieure du carter de soufflante, la fente (30) dans le carter de soufflante (16) étant située sensiblement dans le même plan que les pales de soufflante (14), la fente (30) étant dimensionnée de façon à recevoir l'extrémité d'une tête de pale de soufflante (14), les têtes des pales de soufflante (14) pouvant être alignées avec la fente (30) débouchant sur la surface intérieure du carter de soufflante (16) et pouvant être insérées dans la fente (30) débouchant sur la surface intérieure du carter de soufflante (16) pour autoriser le montage et le démontage des pales de soufflante (14). 2. Assemblage de soufflante selon la revendication 1, caractérisé en ce que Les pales de soufflante (14) sont des pales de soufflante à pas variable, le pas des pales de soufflante (14) étant variable de telle sorte que leurs têtes puissent être alignées avec la fente (30) débouchant sur la surface intérieure du carter de soufflante (16), les portions de base (42) des pales de soufflante (14) étant détachables du rotor de soufflante de telle sorte que les têtes des pales de soufflante (14) puissent être insérées dans la fente (30), les portions de base (42) des pales de soufflante (14) étant déplaçables dans des directions à la fois radiale et axiale pour permettre le montage et le démontage desdites pales de soufflante (14). 3. Assemblage de soufflante selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la fente (30) a la forme d'une section transversale de pale. 4. Assemblage de soufflante selon une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la fente (30) s'étend dans une direction circonférentielle. 5. Assemblage de soufflante selon la revendication 4, caractérisé en ce que le carter de soufflante (16) comporte un anneau de confinement (38), la fente (30) étant formée au moins en partie dans l'anneau de confinement (38). 6. Assemblage de soufflante selon la revendication 5, caractérise en ce que l'anneau de confinement (38) comporte un cerceau unique continu fait d'un matériau fibreux tissé, la fente (30) étant formée dans le matériau fibreux tissé. 7. Assemblage de soufflante selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'anneau de confinement (38) comporte deux cerceaux continus faits d'un matériau fibreux tissé, les deux cerceaux continus étant espacés axialement, la fente étant formée axialement entre les deux cerceaux continus. 8. Assemblage de soufflante selon une des revendications 2 à 7, caractérisé en ce qu'il comporte une pluralité d'assemblages de palier (44) et une pluralité de carters de palier (46), la portion de base (42) de chaque pale de soufflante (14) étant montée de façon à tourner sur le rotor de soufflante par l'un des assemblages de palier (44) et l'un des carters de palier (46), la portion 1 1 de base (42), ledit assemblage de palier (44) et ledit carter de palier (46) formant un ensemble intégré. 9. Assemblage de soufflante selon la revendication 8, caractérisé en ce que chacun des carters de palier (46) a une surface extérieure et un flasque (51), la surface extérieure de chacun des carters de palier (46) comportant un filetage de vis (47), le rotor de soufflante ayant une pluralité de réceptacles (48) espacés circonférentiellement, chaque réceptacle (48) ayant une surface intérieure et un flasque (49), la surface intérieure de chacun des habitacles (48) comportant un filetage de vis (47), chaque carter de palier (46) étant assujetti de façon démontable dans l'un des réceptacles (48), le filetage (47) situé sur la surface extérieure dudit carter de palier (46) pouvant s'engager dans le filetage (47) de la surface intérieure dudit réceptacle (48). 10. Assemblage de soufflante selon la revendication 9, caractérisé en ce que le flasque (51) situé sur ledit carter de palier (46) est assujetti de façon démontable au flasque (49) situé sur ledit réceptacle (48).