Brevet FR2629867A1 — publié le 19891013

-1 La présente invention concerne un dispositif de commande perfectionné pour faire varier les jeux existants dans un moteur à turbine à gaz en procédant à un chauffage ou a un refroidissement sélectifs de son rotor. Les moteurs à turbine à gaz comprennent générale- ment un compresseur de l'air entrant dans le générateur de gaz, une chambre de combustion o le carburateur est mélangé à l'air comprimé, puis brûlé de manière à créer un courant gazeux de haute énergie, et une première turbine qui extrait l'énergie du courant gazeux pour entraîner le compresseur. Dans les moteurs d'avion à réacteur à double flux, une seconde turbine ou turbine à basse pression montée en aval du générateur de gaz extrait davantage d'énergie du courant gazeux pour entraîner une soufflante. La soufflante fournit la poussée principale de propulsion produite par le moteur. Les composants tournants de la turbine et du com- presseur comportent un certain nombre d'aubes fixées à un disque, qui sont entourées par un anneau fixe de renforce- ment. De manière à maintenir le rendement du moteur, il est souhaitable de conserver à une valeur minimale l'espace ou interstice séparant les extrémités des aubes et l'anneau de - 2 - renforcement. Si le moteur devait fonctionner seulement dans des conditions à l'état constant, l'établissement et le maintien d'un petite interstice constitueraient une opéra- tion pouvant s'effectuer sans grands problèmes. Cependant, le fonctionnement normal des moteurs d'avion à turbine à gaz implique de nombreuses conditions transitoires qui peuvent être à l'origine de changements dans la vitesse et la tempé- rature du rotor. Par exemple, pendant le décollage, la vitesse et la température du rotor sont élevées, ce qui signifie qu'il y a une dilatation radiale élevée des aubes et du disque. D'une façon similaire, lors de la diminution de la vitesse et de la température du rotor, il y a une réduction des dimensions radiales des aubes et du disque. L'anneau fixe de renforcement se dilate ou se contracte éga- lement en réponse aux variations de la température. Il est difficile d'envisager un système passif dans lequel les aubes et le disque se déplacent radialement au même taux que l'anneau de renforcement de manière à main- tenir entre eux un interstice uniforme. Cela est dû plus particulièrement au fait que le rotor croit de manière élas- tique presque instantanément en réponse aux changements de la vitesse du rotor sans qu'il y ait essentiellement une croissance correspondante de l'anneau de renforcement. En outre, il y a une différence dans le taux de la croissance provoquée thermiquement entre l'anneau de renforcement et le rotor. En général, la croissance thermique des aubes du rotor est en retard sur la croissance élastique, et la croissance thermique de l'anneau de renforcement est en retard sur la croissance thermique des aubes, avec la crois- sance thermique du disque ayant la réponse la plus petite. Dans le passé, on a employé divers systèmes actifs pour contrôler la croissance relative entre l'anneau de ren- forcement et le rotor et par conséquent l'interstice, par exemple, en procédant à un chauffage et/ou à un refroidisse- ment sélectifs de l'anneau de renforcement du stator comme cela est décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n 4 230 436. Une proposition pour contrôler les jeux dans un compresseur en procédant à un chauffage sélectif de son rotor est décrite dans le brevet des EtatsUnis d'Amérique n 4 576 547. Le système divulgué dans ce brevet représente deux sources d'air comprimé à une pression relativement éle- vée à des températures différentes, l'air étant admis sélec- tivement dans l'alésage du rotor à mi-étage du compresseur. Le contrôle des jeux par refroidissement continu d'un rotor est décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique 3 647 313. A titre d'autre considération, non seulement un système actif doit présenter par inhérence la capacité à faire varier le jeu entre l'extrémité des aubes et l'anneau environnant de renforcement, mais encore la logique de com- mande doit prédire avec précision le jeu et envoyer un signal au moyen utilisé pour le faire varier. Un exemple de logique de commande employé dans un système de contrôle du jeu de l'art antérieur est décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique 4 230 436. Dans ce brevet, on commande deux sources d'air en fonction de la synchronisation et de la vitesse du moteur. D'autres sys- tèmes ont également utilisé la vitesse du moteur comme para- mètre de contrôle. Par exemple, dans le brevet des Etats- Unis d'Amérique 4 069 662, l'air de refroidissement de l'anneau de renforcement est appliqué pour une vitesse du moteur et une altitude prédéterminées. Dans un système o la température ou l'écoulement de l'air peuvent être plus pleinement modulés, il peut' s'avérer nécessaire d'utiliser une logique de commande plus complexe. La présente invention a pour objet un dispositif perfectionné pour contrôler la température du rotor d'une turbomachine. -4- La présente invention a pour autre objet un dispo- sitif de commande perfectionné pour faire varier les jeux entre les extrémités des aubes et un anneau de renforcement dans une turbomachine. La présente invention a aussi pour objet un pro- cédé perfectionné pour contrôler la température d'un rotor de turbomachine. La présente invention a aussi pour objet un pro- cédé perfectionné pour prédire un paramètre de fonctionne- ment dans l'alésage du rotor d'une turbomachine de manière à calculer avec précision la température nécessaire du fluide délivré à l'alésage afin de modifier les jeux entre les extrémités des aubes et l'anneau de.renforcement. Selon un mode de réalisation, la présente inven- tion prévoit- un dispositif pour contrôler la température du rotor d'une turbomachine. Le dispositif comprend un moyen pour fournir un écoulement d'un fluide de transfert de la chaleur jusqu'au rotor, un moyen pour faire varier la tempé- rature de l'écoulement, et un moyen pour faire varier l'écoulement en fonction de la conductivité thermique du fluide. Selon un autre mode de réalisation, la présente invention concerne un procédé pour contrôler la température du rotor d'une turbomachine. Le procédé comprend les étapes consistant à fournir au rotor un écoulement (wb) d'un fluide de transfert de la chaleur, à calculer la température du rotor en fonction de wb, à déterminer une température dési- rée pour le rotor, et à faire varier la température du fluide de transfert de la chaleur de manière à obtenir la température désirée pour le rotor. La suite de la description se réfère aux figures annexées qui représentent respectivement: Figure 1, une vue schématique en coupe d'un moteur à turbine à gaz; Figure 2, une vue schématique en coupe du compres- -5- seur à haute pression du moteur représenté en figure 1, qui illustre une forme de réalisation de la présente invention; Figure 3, une vue schématique en coupe de la tur- bine à haute pression du moteur représenté en figure 1, laquelle, en même temps que l'illustration de la figure 2, représente une forme de réalisation de la présente inven- tion; et Figure 4, un graphe de l'efficacité de la tempéra- ture en fonction de la vitesse du générateur de gaz à divers emplacements axiaux et pour un débit massique généralement constant d'un fluide de transfert de la chaleur mesuré en pourcentage du débit massique traversant le générateur de gaz. La figure 1 représente un moteur à turbine à gaz 10 comportant un générateur de gaz 12 et un système à basse pression 14. Le générateur de gaz 12 comporte un compresseur 16 à haute pression, débit axial, une chambre de combustion 18 et une turbine à haute pression 20, tous ces éléments étant montés en série en matière d'écoulement. Le compres- seur 16 et la turbine 20 comportent des sections de rotor qui sont connectées par un premier arbre 22, tous ces élé- ments tournant autour de l'axe 24 du moteur. Les sections de rotor ainsi que l'arbre 22 et les autres éléments tournants du générateur de gaz 12 comprennent un rotor 19. Le système à basse pression 14 comporte une souf- flante 26, un surpresseur 28 à écoulement axial et une tur- bine 30 à basse pression. Comme cela apparaît en figure 1, la soufflante 26 et le compresseur 28 sont situés à l'avant du générateur de gaz 12 et la turbine 30 à basse pression est placée à l'arrière du générateur de gaz 12. Les sections à rotor des composants du système à basse pression sont connectées par un second arbre 32 qui tourne autour de l'axe 24 du moteur. L'air entrant dans le- générateur de gaz 12 tra- verse d'abord la partie dirigée radialement vers l'intérieur 6- de la soufflante 26 et le surpresseur 28 o il est comprimé, d'o l'augmentation de sa pression et de sa température. L'air est en outre comprimé alors qu'il traverse le compres- seur 16 à haute pression. L'air est alors mélangé au carbu- rant dans la chambre de combustion 18 et brûlé pour former un courant gazeux de haute énergie. Ce courant gazeux se détend dans la turbine 20 à haute pression o l'énergie est extraite pour entraîner le compresseur 16. Davantage d'énergie est extraite par la turbine à basse pression 30 afin d'entraîner la soufflante 26 et le surpresseur 28. Le moteur 10 produit une poussée grâce à l'air de la soufflante qui sort d'une conduite 34 et aux gaz s'échappant de la tuyère 36 du générateur. En liaison maintenant avec la figure 2, le com- presseur à haute pression 16 comporte une multitude de disques 40. Chaque disque 40 supporte une multitude d'aubes 42 de compresseur, espacées circonférentiellement les unes des autres, qui définissent un étage du compresseur. Les divers étages sont connectés ensemble par des éléments 44 et sont reliés ensemble à l'arbre tubulaire 22 par une struc- ture de support conique ou structure avant 46. Ces éléments du rotor 19 définissent un alésage 48 entre l'arbre 22 et les éléments 44. En liaison maintenant avec la figure 3, la turbine à haute pression 20 comporte un disque 80 qui supporte une multitude d'aubes de turbine 82 espacées circonférentielle- ment les unes des autres. Le disque 80 est connecté aux étages du compresseur par un élément 45 et est relié à l'arbre 22 par une structure de support arrière 84. Tous les composants tournants du moteur 10 sont entourés à leurs extrémités radialement extérieures par une structure d'anneau de renforcement fixe. Par exemple, comme représenté en figure 2, le compresseur à haute pression 16 est entouré par l'anneau de renforcement 38. Une partie de la présente invention est un dispo- 7 -2629867 sitif permettant de maintenir le jeu désiré entre les aubes tournantes et un anneau de renforcement les entourant en procédant au contrôle de la température des disques qui sup- portent les aubes. Dans un mode de réalisation, le disposi- tif comprend un moyen pour fournir au rotor un fluide de refroidissement, un moyen pour fournir au rotor un fluide de chauffage, et un moyen pour contrôler seulement l'écoulement du fluide de chauffage. Dans le mode de réalisation de l'invention repré- senté en figures 2 et 3, le fluide de refroidissement est de l'air fourni par le surpresseur 28. Le moyen pour fournir l'air du surpresseur comprend une fente 50, un collecteur 56, une chambre commune de mélange 58 et des trous 60. La fente 50 constitue une forme préférée d'ouverture par l'intermédiaire de laquelle on obtient l'air de soutirage du surpresseur. La fente 50 est disposée dans la paroi radiale- ment intérieure 52 du trajet annulaire d'écoulement 54 à un endroit situé à l'arrière du surpresseur 28 et à l'avant du compresseur à haute pression 16. L'air du surpresseur ser- vant au refroidissement du rotor 19 est continuellement introduit par l'intermédiaire de la fente 50. L'air est recueilli dans le collecteur 56 (qui est de préférence une structure inférieure à 360 mais qui pourrait être une structure de 360 dans certains modes de réalisation, ou même peut être une multitude de collecteurs) à partir duquel il entre dans la chambre commune de mélange 58. La chambre 58 se trouve en avant de la structure de support 46 et au côté avant du rotor 19. La chambre 58 est connectée par fluide à l'alésage 48 du rotor par une multitude de trous 60. ménagés dans la structure de support avant 46. Toujours en liaison avec le mode de réalisation des figures 2 et 3, le fluide de chauffage est constitué de l'air du compresseur prélevé à un étage intermédiaire du compresseur 16 à haute pression. En fournissant l'air à par- tir d'un emplacement en aval du premier étage amont 43 du - 8 - compresseur à haute pression, on obtient de l'air à une tem- pérature plus élevée. Le moyen pour fournir cet air du com- presseur comprend un collecteur 62, un tube 64, une entre- toise 66, la chambre commune de mélange 58 et les trous 60. L'air est recueilli dans un collecteur de soutirage 62 qui est disposé dans la direction radiale de l'extérieur par rapport au compresseur 16 à haute pression. Le tube 64, extérieure à la paroi radialement extérieure 53 du trajet d'écoulement 54, relie le collecteur de soutirage 62 à l'entretoise 66, l'entretoise 66 étant placée entre le sur- presseur 28 et le compresseur 16 à haute pression. En marche, l'air du compresseur circule à partir du collecteur 62 en passant par le tube 64 et l'entretoise creuse 66 pour entrer dans la chambre commune de mélange 58. Le moyen pour commander l'écoulement de l'air du compresseur (wh) comprend ce moyen pour faire varier wh et un moyen pour commander ce moyen de variation. Dans le mode de réalisation représenté en figure 2, le moyen-de variation est représenté par une soupape 70 qui est commandée par un moyen logique 68. On décrira ci-après le fonctionnement du moyen logique 68; cependant, le moyen structurellement logique 68 peut comporter un dispositif de calcul tel qu'un microprocesseur ou un appareil équivalent comme cela appa- raîtra au technicien. La soupape 70 est disposée à l'intérieur du tube 64, et est située radialement à l'extérieur de l'enveloppe du moteur pour faciliter l'assemblage, le fonctionnement et l'entretien. Dans un mode de réalisation, la présente invention comprend en outre un moyen pour limiter le débit de l'air s'écoulant vers le rotor. Selon un mode de réalisation de l'invention, un tel moyen de limitation comprend un ou plu- sieurs orifices fixes sous forme de trous de dosage 86 ména- gés dans la structure de support arrière 84. En fonctionnement, l'air du surpresseur est admis dans l'alésage 48 du rotor suivant un trajet d'écoulement 54 - 9 - passant par la fente 50, le collecteur 56, la chambre de mélange 58 et les trous 60. L'air circule vers l'arrière et sort de l'alésage 48 en passant par les trous de dosage 86. Dans le mode de réalisation décrit, l'air déchargé passe par la cavité 88 de l'alésage de la turbine à basse pression avant d'entrer à nouveau dans le trajet d'écoulement des gaz passant par une fente 90. L'air s 'écoule continuellement et il n'y a aucune soupape pour contrôler son débit. La pré- sence de cet écoulement de refroidissement de base a pour effet de minimiser la dilatation thermique du rotor aux conditions de dilatation maximum. L'absence d'une soupape améliore aussi la fiabilité du système et assure que l'air entrera dans la cavité de l'alésage pour toutes les condi- tions de fonctionnement du moteur, le maintenant purgé des vapeurs indésirables. De plus, comme l'air est soutiré à l'intérieur du trajet d'écoulement 54, aucune tuyauterie extérieure n'est nécessaire. La seule soupape nécessaire dans la présente invention est la soupape 70 qui commande seulement l'écoulement à haute pression (Wh). Lorsque la soupape 70 est fermée, aucun air de chauffage n'atteint l'alésage 48, celui-ci ne recevant que l'air du surpresseur relativement frais. Alors que la soupape 70 est partiellement ouverte et que l'air du compresseur traverse le tube 64, le courant d'air du surpresseur (wc) et wh se mélangent dans la chambre 58, formant un mélange d'air, ou courant total (wb) qui passe par les trous 60 pour entrer dans l'alésage 48. Les trous de dosage 86 ménagés dans la structure de support arrière 86 sont dimensionnés de façon que l'écoulement les traversant soit dosé, c'est-àdire qu'aux conditions données de fonctionnement, les dimensions de cet orifice établissent le débit. Cela signifie que la proportion de l'air du sur- presseur dans le mélange d'air est réduite lorsque le cou- rant de l'air du compresseur augmente. En d'autres termes, alors qu'il y a augmentation du débit de l'air du compres- - 10 - 2629867 - 1 0 - seur, le débit de l'air du surpresseur diminuera d'une manière telle qu'à des conditions de fonctionnement données de la turbomachine, le débit total dans l'alésage reste relativement constant, c'est-à-dire que wb = Wc + Wh- Comme on l'a noté, les trous 86 sont dimensionnés de façon que l'écoulement les traversant soit dosé. Une variante de moyen pour limiter le débit est possible si les dimensions des trous 86 ménagés dans le support arrière 84 et' des trous 60 pratiqués dans le support avant 46 sont ajustés de façon que les trous 60 provoquent le dosage de l'écoulement. Il est également possible de dimensionner les composants du système de façon que l'écoulement soit dosé à d'autres endroits, par exemple, à l'anneau 90 entre le disque 80 de la turbine à haute pression et l'arbre 22. Un avantage du mode de réalisation préféré de l'invention est qu'en ayant le point de dosage à l'extrémité arrière de l'alésage 48 du rotor, la pression dans cet alésage aug- mente, d'o l'obtention d'un meilleur transfert de la cha- leur avec les disques 40. On peut employer divers paramètres de contrôle et logiques pour commander le réglage de la soupape 70. Par exemple, les paramètres de contrôle peuvent comporter les paramètres choisis pour le fonctionnement du moteur et/ou les conditions de fonctionnement de ce dernier. Les para- mètres de fonctionnement du moteur peuvent comporter la vitesse du générateur de gaz, la vitesse de la soufflante, ou les températures ou pressions à des emplacements prédé- terminés du moteur. Les conditions de fonctionnement du moteur peuvent comprendre, l'altitude, la température ou la pression ambiantes. Dans un mode de réalisation préféré, la logique détectera à titre d'entrée l'altitude et la vitesse du générateur de gaz. La soupape sera fermée à moins de 2 400 mètres pour éviter les frottements entre les extrémités des aubes et les anneaux de renforcement lors des variations rapides de la vitesse du moteur. Au dessous de 2 400 mètres, - 1 -. 2629867 la soupape sera modulée pour permettre l'écoulement d'un volume plus grand d'air de chauffage aux vitesses infé- rieures du moteur et aux altitudes plus basses et d'un volume plus faible aux vitesses élevées du moteur et aux altitudes plus hautes. Un objectif du système de commande est de fournir un écoulement de l'air de chauffage qui, lors de son mélange avec l'air de refroidissement et de sa fourniture à l'alésage du rotor, provoquera une variation suffisante de la température du rotor pour effectuer le changement désiré du jeu aux extrémités des aubes du compresseur. En termes plus simples, cela sera obtenu 1) en obtenant des valeurs pour les paramètres sélectionnés de l'alésage du rotor tels que le débit du fluide de transfert de la chaleur (Wb), la température (Ten) de Wb, et la température du rotor à l'intérieur de l'alésage (T), tous se trouvant à une pre- mière condition de fonctionnement, 2) en déterminant une température désirée pour le rotor, et 3) en faisant varier la température de wb pour atteindre la température désirée pour le rotor. Selon une forme de réalisation de la présente invention, la quantité de l'air de chauffage nécessaire pour obtenir la température désirée de wb est déterminée en cal- culant d'abord la température du rotor du compresseur dans l'alésage à une première condition de fonctionnement. (Tel qu'il est utilisé ici, le terme "rotor" signifie la partie du rotor se trouvant à l'intérieur de son alésage 48, com- prenant les disques 40, sauf s'il s'agit clairement des autres éléments tournants du rotor 19). Une façon classique de faire ce calcul est d'utiliser l'équation suivante: (1) n = (T - Ten)/(Tsor - Ten) ou: T = température du rotor, laquelle est définie par la température de l'air dans l'alésage du rotor à un empla- cement donné *, - 12 - Ten = température du fluide de transfert de la chaleur entrant dans l'alésage du rotor; par exemple, si la soupape 70 est coupée, Ten = température de l'air du sur- presseur, Tsor = température de référence qui reflète l'apport de chaleur au rotor; dans un mode de réalisation préféré, celle-ci sera égale T3 température à la sortie 75 du compresseur 16. * On doit comprendre que T n'est pas la tempéra- ture réelle du rotor. Cependant, il est commode de se repor- ter à T comme "température du rotor" car la température des disques 40 se rapproche de la température de l'air à son rayon radialement intérieur 77. Par conséquent, "température du rotor" est définie par la température de l'air à l'intérieur de l'alésage du rotor. La valeur de n variera avec la vitesse du rotor du moteur et sera généralement déterminée de manière empirique pendant les essais au sol o la valeur de T peut être obte- nue au moyen d'une mesure directe. Evidemment, T variera en fonction de l'emplacement axial. Dans le passé, on a déter- miné les valeurs de n à des emplacements axiaux spécifiés en fonction de la vitesse (N2) du générateur de gaz et en % w25, % w25 étant la quantité de l'écoulement d'air dans l'alésage (wb) exprimée sous forme d'un pourcentage du débit d'air circulant dans le trajet d'écoulement du compresseur. La figure 4 représente un graphe typique dans lequel les valeurs de n à deux emplacements axiaux différents sont représentées en fonction de N2 pour un % w25 généralement constant. L'emplacement axial B aura des valeurs plus grandes pour n à une vitesse donnée du générateur de gaz qu'à un emplacement A en amont. Pour une vitesse N2 donnée du générateur de gaz, Ten et T3 se calculent facilement, de sorte qu'on peut obtenir T dans l'équation (1). Normalement, Ten (lorsqu'on suppose que seul l'air du surpresseur circule) et T3 pour une valeur donnée de N2 262986? - 13 - s'obtiennent au moyen de mesures directes. Dans le passé, la pratique a consisté à utiliser l'équation (1) pour prédire la valeur de T à une altitude donnee. On pensait que tant que % w25 était connu, l'équation (1) resterait valable car le graphe de la figure 4 donne une valeur de n pour un % w25 donné. Le raisonnement était que la relation de transfert de la chaleur entre le trajet d'écoulement du compresseur et le rotor du compres- seur à l'intérieur de l'alésage ne changerait pas sensible- ment à la suite de la réduction de la pression se produisant avec l'augmentation de l'altitude. Cependant, on a découvert que la prédiction de T au moyen de cette méthode est inexacte aux basses pressions. Plus spécialement, il semble qu'il y ait une augmentation non expliquée jusqu'ici de T (par rapport à sa valeur atten- due) avec l'augmentation de l'altitude. Selon la présente invention, on a développé une méthode plus précise pour pré- dire T en altitude. L'objet de la présente invention est le calcul de T en fonction de l'écoulement réel du fluide de transfert de la chaleur (wb) vers le rotor. L'utilisation de wb par oppo- sition à l'emploi classique de % w25 prend effectivement en compte la conductivité réduite du fluide de transfert de la chaleur lorsqu'il y a réduction de Wb. Ainsi, cet aspect de la présente invention peut être vu comme un moyen de comman- der la soupape 70 en fonction de la conductivité de wb. Selon une forme de réalisation de la présente invention, on peut calculer T au moyen de l'équation de transfert de la chaleur de base pour des tambours tournants: (2) Nu = C R1xGrmPry ou: Nu est le nombre moyen de Nusselt, Rx est le nombre de Reynolds pour l'écoulement axial, Gr est le nombre de Grashoff, et - 14 -2629867 Pr est le nombre de Prandl. La constante C et les exposants 1, m, et y sont déterminés expérimentalement pour la géométrie donnée. Le nombre de Reynolds est défini par l'équation: (3) Rx = 2Wbrb/UAb ou: Wb est le débit dans l'alésage, rb est le rayon 77 de l'alésage du disque, u est la viscosité dynamique de l'air, Ab est la surface d'écoulement dans l'alésage Ab = 1T r2b Le nombre de Grashof est défini par l'équation: (4) Gr = (pa/u)2B(T - Ta)r4 r s a d ou: p est la densité de l'air, a la vitesse angulaire du rotor déterminée à par- tir de N2 (a = 2 IT rdN2), B le coefficient de dilatation thermique de l'air, Ts la température du tambour (qu'on suppose ici être égale à T3), Ta la température moyenne de l'air dans l'alésage, Ta (Ten + T)/2 rd le rayon 79 du tambour. Le nombre de Prandl est défini par l'équation: (5) Pr = UCp/k o: Cp est la chaleur spécifique de l'air, k la conductivité thermique de l'air. On peut résoudre chacune des équations (3), (4), et (5) pour obtenir, respectivement, Rx, Gr et Pr. De manière à compléter la solution de l'équation (2), on doit obtenir les valeurs de C, 1, m et y. On y par- vient le mieux en faisant appel à la technique appelée ana- lyse par régression linéaire des données mesurées. La donnée est tout d'abord obtenue en faisant varier chacune des - 15 - 2629867 variables Rx et Gr. La valeur de Pr est une constante pour l'air et y une quantité connue égale à 0,4. L'analyse par régression linéaire est un processus de réduction des don- nées statistiques qui isole la relation entre Nu et chacune des variables Rx et Gr, indépendamment. Un résultat de cette analyse de régression est la valeur du coefficient C et des exposants 1 et m. Dès qu'on a obtenu les valeurs C, 1, m et y, l'équation (2) permet de calculer Nu' Le calcul de Nu au moyen de l'équation (2) permet de compenser les changements de la pression en altitude, donnant des résultats plus précis que ceux obtenus avec la solution de l'équation (1) pour T. Cela est nécessaire pour un contrôle précis du jeu pendant le fonctionnement en alti- tude. On détermine la valeur de T à partir de la défini- tion de Nu, d'o l'équation suivante pour T: (6) T = Ten + [NukA(Ts - Ta)]/rdwbCp o: k = conductivité de l'air, A = surface de transfert de la chaleur du tambour du rotor au rayon 79 (2 WT rdL, o L = longueur de l'alésage du rotor), Ts = température moyenne en surface, dont la valeur est voisine de T3, température au refoulement du com- presseur, Ta = température moyenne de l'air de l'alésage, Ta = (Ten + T) /2 rd = rayon moyen du trajet d'écoulement en 79, wb = écoulement dans l'alésage, - Cp = chaleur spécifique de-l'air. On résoudra normalement l'équation (6) en utili- sant Ten = température de l'air du surpresseur. En d'autres termes, on calcule la température T du rotor sur la base seulement de l'écoulement de l'air du surpresseur. Ayant établi T pour cette condition, on peut déterminer la quan- - 16 - 2629867 * tité de l'air de chauffage du cinquième étage. Cependant, on doit déterminer en premier la température (T') désirée pour le rotor. Cette détermination dépend de la variation désirée pour le jeu des extrémités des aubes et elle peut être faite empiriquement, ou analytiquement, par exemple avec la for- mule approchée suivante: (7) C1' = C1 = e(T' - T) (rd + rb)/2 o: e = coefficient de dilatation thermique linéaire, C1 = jeu à la température T de l'alésage, et C1' = jeu à la température T' de l'alésage. A titre d'exemple typique, une variation de T de C pourrait provoquer un changement du jeu des extrémi- tés des aubes de 0,25 millimètre. La température T' désirée pour le rotor est déter- minée en ajoutant à T la variation de T. On fait maintenant varier la température du fluide de transfert de la chaleur de manière à atteindre la tempé- rature T' désirée pour le moteur. Plus spécialement, la quantité du fluide de chauffage wh (air du cinquième étage) est modifiée pour atteindre T'. Cependant, on doit tout d'abord résoudre l'équation (6) - cette fois pour la valeur requise de Ten (qu'on désigne ci-après par T'en) . Dès qu'on connait T'en, on détermine wh en résolvant les équations suivantes: (8) wcTc + wh Th = WbTen' (9) Wb = wc + Wh ou: Wc = écoulement de l'air du surpresseur, wh = débit de l'air de soutirage du cinquième étage, wb = débit dans l'alésage, Tc = température de l'air du surpresseur, Th = température de l'air du cinquième étage. On peut établir automatiquement la position de la - 17 - 2629867 soupape pour fournir le débit requis dans le cinquième étage, obtenant ainsi la température désirée pour le rotor. La présente invention a non seulement un effet sur les jeux dans le compresseur à haute pression mais également dans la turbine à haute pression et la turbine à basse pres- sion. Dans le mode de réalisation représenté en figure 3, seuls les jeux dans les deux étages en aval de la turbine à basse pression seront affectés. Il apparaîtra au technicien que la présente inven- tion n'est pas limitée au mode de réalisation représenté et décrit ici. Par exemple, il est possible de faire varier la température wb en utilisant plusieurs sources d'air ou en changeant la température d'une seule source d'air. On doit également comprendre que les dimensions et relations proportionnelles et structurelles indiquées dans les dessins ne sont données qu'à titre d'exemple et que ces illustrations ne doivent pas être considérées comme donnant des dimensions ou relations structurelles proportionnelles réelles qu'on utilise dans la présente invention. - 18 - 2629867 REVENDICATIONS 1. Dispositif pour contrôler la température du rotor d'une turbomachine, caractérisé en ce qu'il comprend: un moyen (50, 56, 68, 60; 62, 64, 66) pour four- nir au rotor un écoulement de fluide de transfert de la cha- leur (Wb), un moyen (70) pour faire varier la température de wb, et un moyen (68) pour commander le moyen de variation en fonction de la conductivité de la chaleur de wb. 2. Dispositif selon la revendication 1, caracté- risé en ce que le moyen de fourniture comprend: un moyen (50, 56, 58, 60) pour fournir au rotor un écoulement de fluide de refroidissement (Wc), et un moyen (62, 64, 66, 58, 60) pour fournir au rotor un écoulement d'un fluide de chauffage (Wh). 3. Dispositif selon la revendication 2, caracté- risé en ce que le moyen de variation (70) comprend un moyen pour faire varier wh. 4. Dispositif pour contrôler la température du rotor d'une turbomachine, caractérisé en ce qu'il comprend: un moyen (50, 56, 58, 60) pour fournir au rotor un écoulement de fluide de refroidissement (wc), un moyen (62, 64, 66, 58, 60) pour fournir au rotor un écoulement de fluide de chauffage (Wh), un moyen (70) pour faire varier Wh, et un moyen (68) pour commander le moyen de varia- tion, o l'écoulement total (Wb), wc + wh, reste relati- vement constant à une position de fonctionnement donnée de la turbomachine quel que soit le débit du fluide de chauf- fage, et le moyen de commande comprend un moyen pour calcu- ler wh en fonction de Wb. 5. Procédé pour contrôler au moyen du dispositif -,9 - 2629867 selon la revendication 1,la température du rotor d'une turbo- machine, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à: fournir au rotor un écoulement de fluide de trans- fert de la chaleur (Wb), calculer la température du rotor en fonction de wb, déterminer une température désirée pour le rotor, et faire varier la température du fluide de transfert de la chaleur afin d'obtenir la température désirée pour le rotor. 6. Procédé pour contrôler, au moyen du dispositif selon la revendication 1, la température du rotor d'une turbo- machine, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à: fournir une source de fluide de chauffage, fournir une source de fluide de refroidissement, fournir au rotor un écoulement (Wb) des fluides de chauffage et de refroidissement, wb ayant une température (Ten), calculer la température (T) du rotor en fonction de Wb, déterminer la température désirée pour le rotor, et faire varier la quantité du fluide de chauffage afin d'obtenir la température désirée pour le rotor. 7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que la température (T) du rotor est calculée selon la formule suivante: T =Ten + [NukA(Ts Ta)]/rdWbcp o: Nu = nombre moyen de Nusselt, k = conductivité de l'air, A = surface de transfert de la chaleur du tambour du rotor, Ts = température moyenne en surface, - 20 - 2629867 Ta = température moyenne de l'air de l'alésage, rd = rayon moyen de l'alésage, et wb = écoulement dans l'alésage, o Nu est déterminé expérimentalement pour des conditions différentes de fonctionnement et Ts est une tem- pérature de référence reflétant l'apport de chaleur au rotor. 8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que Nu est calculé d'après l'équation suivante: (2) Nu = C RlxGrmprY o Rx est le nombre de Reynolds pour l'écoulement axial, Gr le nombre de Grashoff, Pr le nombre de Prandl, et C, 1, m sont des constantes, avec C, 1, m et y déterminées de façon expérimentale. 9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que le rotor de la turbomachine est un compresseur d'un moteur à turbine à gaz et Tsor est la température à la sortie du compresseur.