Brevet FR2706528A1 — publié le 19941223

1î 2706528 DESCRIPTION La présente invention concerne une plate-forme séparée inter- aube pour disque aileté de rotor de turbomachine, destiné 5 notamment à une soufflante de turboréacteur ou à un étage de compression de moteur aéronautique. Dans la réalisation de rotors de turbomachine, notamment du type envisagé ci-dessus, il est connu, par exemple dans le10 but de permettre un démontage unitaire dans le cas d'aubes à grande corde présentant un vrillage important et/ou faciliter leur fabrication, soit lors des opérations d'usinages, soit dans le cas d'utilisation de matériaux composites, de prévoir une réalisation des aubes en plusieurs parties et notamment15 en prévoyant des plates-formes séparées inter-aubes dont l'une des fonctions est de reconstituer une paroi continue de limitation de la veine de circulation d'air. Ces techniques connues sont notamment illustrées par GB-A-2 006 883, GB-A-2 171 151 ou US-A-3 393 862 qui montrent l'utilisation20 de plates-formes séparées inter- aubes et leurs divers modes de fixation sur le rotor. L'utilisation de matériaux composites a également été envisagée pour la réalisation de ces pièces. FR-A-2 639 402 présente un autre exemple de réalisation comportant des modalités particulières de réalisation des fixations de la plate-forme sur le disque de rotor et dans certains cas la plate-forme est réalisée en un matériau composite du type stratifié par bobinage ou drappage de30 tissus. Un autre exemple de réalisation est donné par FR-A- 2 679 296 qui montre une plate-forme constituée de deux parties en matériau composite: un cadre structural en matériau stratifié à quatre côtés, de section trapézoïdale et un plateau en matériau de type polyuréthane35 L'invention vise à conserver les avantages notés ci- dessus des solutions antérieures et notamment la démontabilité 2 2706528 individuelle des aubes du rotor ainsi qu'une masse la plus réduite possible qui est une condition importante pour une pièce tournante et cette importance est encore renforcée dans les applications aéronautiques. Un des buts de l'invention 5 est également d'assurer une rigidité suffisante aux plates- formes pour qu'elles ne fléchissent pas, notamment sous l'effet du champ centrifuge et ceci afin de ne pas modifier les conditions aérodynamiques locales. Les applications prévues, notamment pour la soufflante, correspondant à un10 emplacement à l'amont du moteur, imposent également un choix de matériau et une définition des pièces assurant une résistance convenable aux impacts et à l'érosion provenant de l'ingestion de corps étrangers à l'entrée du moteur, tels que grêlons, graviers, sable ou poussières diverses.15 Une plate-forme du type précité répondant à ces conditions de manière améliorée par rapport aux solutions connues antérieures est caractérisée en ce qu'elle est constituée d'un longeron structural rectiligne, constitué sur ses faces20 externes supérieure et inférieure de plis d'un matériau de type carbone/époxyde en nappes unidirectionnelles orientées suivant le grand axe dudit longeron et recouvrant des plis d'un matériau de type carbone/époxyde, en nappes bidirectionnelles de fibres croisées, orientées à + 45 degrés25 par rapport au grand axe du longeron, lesdits plis étant drapés autour d'un noyau en mousse et, à chaque extrémité du longeron, respectivement autour d'un insert constitué de plis radiaux juxtaposés en matériau de type carbone/époxyde, en nappes bidirectionnelles de fibres croisées à + 45 degrés,30 les faces externes latérales dudit longeron étant recouvertes d'un pli en matériau de type verre/époxyde qui le relie à des noyaux latéraux d'habillage en mousse, l'ensemble longeron et noyaux étant drapé par des plis périphériques en matériau de type verre/époxyde.35 D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront 3 2706528 mieux compris à la lecture de la description qui va suivre d'un mode de réalisation de l'invention en référence aux dessins annexes sur lesquels: - les figures 1 et 2 montrent suivant des vues schématiques partielles en perspective un exemple d'emplacement d'une plate-forme conforme à l'invention sur un rotor de soufflante de turboréacteur; - la figure 3 montre la plate-forme des figures 1 et 2 mise en place et représentée suivant une vue en coupe par un plan passant par l'axe longitudinal de rotation du turboréacteur, - la figure 4 représente une plate-forme conforme à l'invention selon une vue en coupe par un plan transversal; - la figure 5 représente selon une vue en perspective les inserts d'appui d'extrémité de la plate-forme représentée sur la figure 4;20 - la figure 6 représente une vue en coupe suivant les lignes V-V et VI-VI de la figure 5 des inserts représentés sur la figure 5; - les figures 7, 8 et 9 représentent des étapes de fabrication de la plate-forme conforme à l'invention représentée sur les figures 4 à 6. Une plate-forme 1 séparée inter-aube conforme à l'invention est destinée, comme le montrent les figures 1 et 2 à être montée sur un disque de turbomachine entre deux aubes 2 voisines pour constituer un disque aileté de rotor, notamment pour une soufflante, comme représenté sur l'exemple des figures 1 et 2, ou pour un étage de compression. Le montage des plates-formes 1 sur le disque 3 fait appel notamment, comme représenté sur la figure 3 à des flasques amont 4 et aval 5. 4 2706528 La plate-forme 1 conforme à l'invention et telle que représentée en coupe transversale sur la figure 4 comporte un longeron structural 6 rectiligne constitué d'un noyau 7 en mousse recouvert d'un drapage 8 de nappes de plis 5 bidirectionnels, en matériau de type carbone/époxyde, à fibres croisées, orientées à 45 degrés par rapport au grand axe du longeron et sur ses faces supérieure et inférieure d'une couche supplémentaire, respectivement 9 et 10, de plis unidirectionnels en carbone/époxyde dont les fibres sont10 orientées parallèlement au grand axe du longeron. A chaque extrémité, le longeron 6, comme représenté sur la figure 5, comporte un insert, respectivement amont 11 et aval 12. Comme schématiquement représenté sur la figure 6, chaque insert 11 ou 12 est constitué de plis radiaux juxtaposés 13 bidirectionnels, à nappes de fibres orientées à + 45 degrés et en matériau de type carbone/époxyde. Lesdits inserts 11 et 12 sont intégrés au longeron 6 par des drapages 8 et les couches 9 et 10 qui les recouvrent, comme précédemment le noyau 7. La figure 7 représente schématiquement le mode de mise en place desdits drapages 8 à nappes de fibres croisées 14 et 15 et d'une couche supérieure 9 de plis unidirectionnels sur le25 noyau 7 pour constituer le longeron 6. La plate-forme 1, comme le montrent les figures 4 et 8 comporte en outre un ensemble de noyaux 16, 17 et 18 formés de mousse et juxtaposés au longeron 6. Un pli tel que 19 en30 matériau de type verre/époxyde assure la liaison entre ledit longeron 6 et lesdits noyaux 16, 17, 18 latéraux d'habillage. Un drapage de plis périphériques 20 en matériau de type verre /époxyde assure enfin la liaison d'ensemble de la structure de la plate-forme 1 et la mise en place en est schématiquement représentée sur la figure 9. 2706528 L'utilisation des matériaux composites, comme cela vient d'être indiqué dans la description de la plate-forme 1 de rotor, en référence aux figures 4 à 9, procure un gain de masse substantiel par rapport à une définition en matériaux 5 métalliques, tant au niveau de la plate-forme 1 elle-même que par les allégements qu'elle rend possibles, notamment au niveau des flasques amont 4 et aval 5 qui assurent son maintien. La plate-forme 1, en plus de reconstituer la profil de veine aérodynamique fluide, a les capacités, grâce au10 longeron structural 6 entre ses appuis qui reprend la totalité des efforts, de pouvoir résister aux efforts appliqués, notamment d'origine centrifuge. La dissymétrie de la plate-forme 1 imposée par la définition des aubes 2 du rotor engendre des efforts notamment en torsion. Le profil15 rectiligne du longeron 6 permet de limiter et de reprendre ces efforts. Les efforts de flexion de l'ensemble sont supportés par les couches 9 et 10 de plis unidirectionnels tandis que l'effort tranchant et la torsion d'ensemble sont supportés par les plis bidirectionnels 8 du longeron 6. Les20 renforcements d'extrémité du longeron 6 par les inserts 11 et 12 permettent la reprise de l'effort tranchant au niveau des appuis de la plate-forme. Par ailleurs, on note également que, en cas d'ingestion de corps étranger par le turboréacteur susceptible dans le cas extrême d'entraîner une perte de la plate-forme 1, une plate- forme 1 conforme à l'invention présente encore dans ce cas l'avantage de minimiser les dégâts, notamment au niveau du carter de soufflante, en facilitant la rétention.30 6 2706528 REVENDICATION 4.Plate-forme séparée inter-aube pour disque aileté de rotor de turbomachine caractérisée en ce qu'elle est constituée d'un longeron structural (6) rectiligne, constitué sur ses faces externes supérieure et inférieure de plis (9, 10) d'un matériau de type carbone/époxyde, en nappes unidirectionnelles, orientées suivant le grand axe dudit10 longeron, recouvrant des plis (8) d'un matériau de type carbone/époxyde, en nappes bidirectionnelles de fibres croisées, orientées à 45 degrés par rapport au grand axe du longeron, lesdits plis (8) étant drapés autour d'un noyau (7) en mousse et à chaque extrémité du longeron, respectivement,15 autour d'un insert (11, 12) constitué de plis radiaux juxtaposés, en matériau de type carbone/époxyde, en nappes bidirectionnelles de fibres croisées à + 45 degrés, les faces externes latérales dudit longeron (6) étant recouvertes d'un pli (19) en matériau de type verre/époxyde qui le relie à des20 noyaux latéraux (16, 17, 18) d'habillage en mousse, l'ensemble constitué par le longeron (6) et les noyaux (16, 17, 18) étant drapé par des plis périphériques (20) en matériau de type verre/époxyde.