Brevet FR2961251A1 — publié le 20111216

MOYEU DE CARTER INTERMEDIAIRE POUR TURBOREACTEUR D'AERONEF COMPRENANT DES MOYENS D'EVACUATION DE DEBRIS AMELIORES DESCRIPTION DOMAINE TECHNIQUE La présente invention concerne un moyeu de carter intermédiaire pour turboréacteur d'aéronef, en particulier du type comprenant au moins deux corps mécaniquement indépendants. Dans un turboréacteur à double corps, on désigne habituellement par carter intermédiaire un carter dont le moyeu est agencé entre un carter de compresseur basse pression et un carter de compresseur haute pression. La présente invention concerne plus particulièrement un moyeu de carter intermédiaire du type comprenant des vannes de décharge, parfois désignées par leur acronyme anglais VBV (Variable Bleed Valves). Des vannes de ce type sont destinées à réguler le débit en entrée du compresseur haute pression afin notamment de limiter les risques de pompage du compresseur basse pression en permettant l'évacuation d'une partie de l'air hors de l'espace annulaire d'écoulement du flux primaire. De plus, en cas de pénétration accidentelle dans cet espace d'écoulement, d'eau, notamment sous forme de pluie ou de grêle, ou encore de débris divers, qui sont susceptibles de nuire au fonctionnement du turboréacteur, ces vannes permettent de récupérer cette eau ou ces débris qui sont centrifugés dans l'espace d'écoulement précité et de les éjecter vers l'extérieur de ce dernier. Dans le cas des turboréacteurs à double flux, ces vannes sont ainsi configurées pour permettre le passage des fragments ou débris de l'espace d'écoulement du flux primaire vers un espace annulaire d'écoulement d'un flux secondaire. Dans ce qui suit, le terme « débris » désigne tout type de débris susceptibles de nuire au fonctionnement du turboréacteur, qu'il s'agisse d'eau sous forme liquide ou solide ou de fragments de matériaux divers. ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE Comme l'illustre la figure 1 qui est une vue partielle en coupe axiale d'un turboréacteur d'avion à double corps et double flux d'un type connu, les moyeux 10 des carters intermédiaires 11 du type précité comprennent habituellement deux viroles annulaires coaxiales, respectivement interne 12 et externe 14, reliées mutuellement par deux flasques transversaux, respectivement amont 16 et aval 18. Le flasque amont 16 est agencé en aval d'un compresseur basse pression 20 du turboréacteur tandis que le flasque aval 18 est agencé en amont d'un compresseur haute pression 22 de ce turboréacteur. La virole interne 12 délimite extérieurement un espace annulaire 24 d'écoulement du flux primaire du turboréacteur, et est en général raccordée à des bras structuraux 26 traversant cet espace 24. 3 De plus, la virole interne 12 comporte des orifices de passage d'air 27, appelés orifices d'entrée dans ce qui suit, dont chacun est obturé par le clapet pivotant 28 d'une vanne de décharge 30 correspondante destinée à la régulation du débit du compresseur haute pression 22 et, le cas échéant, à l'évacuation de débris comme expliqué ci-dessus. Une telle vanne de décharge prend habituellement la forme d'une porte qui comporte le clapet 28 à son extrémité radialement interne et qui est montée pivotante autour d'un axe 31 de sorte qu'en position de fermeture des orifices d'entrée 27, le clapet 28 prolonge la virole interne 12 du carter de manière sensiblement continue pour réduire au mieux les risques de perturbations aérodynamiques du flux primaire par ce clapet 28, et qu'en position d'ouverture desdits orifices 27, le clapet 28 fasse saillie radialement vers l'intérieur par rapport à la virole interne 12 précitée et forme ainsi une écope de prélèvement d'une partie du flux primaire. La demande de brevet EP 2 060 746 Al décrit plus en détail un exemple de vanne de décharge. Lorsque la virole externe 14 du moyeu 10 du carter intermédiaire 11 porte des bras structuraux qui s'étendent dans un espace 32 d'écoulement d'un flux secondaire du turboréacteur et qui sont relativement écartés les uns des autres, l'évacuation de l'air ou des débris peut se faire au travers de cette virole externe 14. Toutefois, lorsque comme dans l'exemple 30 représenté sur la figure 1, la virole externe 14 porte des aubes directrices 34 relativement proches les unes 4 des autres, ces dernières gênent l'évacuation précitée au travers de la virole externe 14. Dans ce cas, et plus généralement lorsque cela présente un intérêt, il peut donc être souhaitable de permettre cette évacuation plus en aval, au travers de la paroi annulaire 36 d'une extension 38 du moyeu 10 du carter intermédiaire 11. On entend ici par extension 38 une pièce structurale qui est parfois utilisée pour supporter à son extrémité aval des éléments d'inverseurs de poussée tels que des panneaux de carénage. Une solution connue à ce problème consiste à prévoir dans le flasque transversal aval 18 une pluralité d'orifices de sortie 40, agencés respectivement en aval de chacune des vannes de décharge 30 et positionnés à proximité de l'espace 24 d'écoulement du flux primaire, radialement au même niveau que les orifices d'entrée 27 de ces vannes de décharge 30, afin que d'éventuels débris captés par chaque vanne de décharge 30 poursuivent naturellement leur course jusque ces orifices de sortie 40. De ce fait, cette solution connue requiert un guidage des débris entre les orifices de sortie 40 du flasque transversal aval 18 et des orifices 42 correspondants prévus dans la paroi annulaire 36 de l'extension 38 du moyeu 10, au moyen de conduits 44 raccordant mutuellement ces orifices 40 et 42. Ces conduits 44 sont en général coudés pour réduire leur encombrement axial, comme sur la figure 1. Toutefois, cette solution connue présente plusieurs inconvénients. En effet, malgré l'alignement relatif entre les orifices d'entrée 27 des vannes de décharge 30 et les orifices de sortie 40 du flasque transversal aval 18, le risque reste élevé qu'une partie non négligeable 5 d'éventuels débris percute le flasque 18 à côté des orifices de sortie 40 et demeure dans le carter intermédiaire, au risque de gêner les manoeuvres des vannes de décharge 30 ainsi que l'évacuation de débris supplémentaires. En outre, du fait de l'emplacement des orifices de sortie à proximité de l'espace 24 d'écoulement du flux primaire, les conduits 44 présentent un encombrement important qui limite considérablement la possibilité d'installer d'autres équipements du turboréacteur sur la face aval du flasque transversal aval 18, comme l'illustre la figure 2 représentant ce flasque vu depuis l'aval. Or il est parfois souhaitable, notamment pour réduire l'encombrement axial des turboréacteurs, d'installer divers équipements, tels qu'un boîtier d'entraînement d'accessoires du type couramment appelé AGB (de l'anglais Accessory Gear Box), sur ce flasque transversal aval 18. Par ailleurs, l'encombrement des conduits 44 rend peu réalisable et très coûteuse une réalisation de ces conduits d'un seul tenant avec l'extension 38 du moyeu 10 du carter intermédiaire 11 dans les turboréacteurs. Par conséquent, ces conduits 44 sont habituellement rapportés sur la paroi annulaire 36 de l'extension 38, ce qui limite l'étanchéité entre ces conduits 44 et l'extension 38, affecte la rigidité de 6 cette dernière, et nécessite de surcroît le recours à des moyens de fixation additionnels de nature à accroître la masse de l'extension 38. EXPOSÉ DE L'INVENTION L'invention a notamment pour but d'apporter une solution simple, économique et efficace à ces problèmes, permettant d'éviter au moins en partie les inconvénients précités. L'invention propose à cet effet un moyeu de carter intermédiaire pour turboréacteur d'aéronef, comprenant une virole annulaire interne destinée à délimiter extérieurement un espace annulaire d'écoulement d'un flux primaire de gaz dans un turboréacteur et pourvue d'une pluralité de premiers orifices de passage d'air ainsi que d'une pluralité de vannes de décharge comprenant chacune un clapet mobile entre une position de fermeture et une position d'ouverture d'un premier orifice de passage d'air correspondant, le moyeu précité comprenant en outre un flasque transversal aval comportant une pluralité de seconds orifices de passage d'air respectivement agencés en aval des vannes de décharge. Selon l'invention, le moyeu de carter intermédiaire comprend une pluralité de déflecteurs permettant le guidage de l'air entre les premiers et les seconds orifices de passage d'air précités. On notera que les directions amont et aval sont définies en relation avec l'écoulement du flux primaire de gaz, lorsque le moyeu de carter intermédiaire selon l'invention est utilisé dans un turboréacteur. 7 Les déflecteurs proposés par l'invention permettent de guider l'air mais aussi le cas échéant l'eau sous forme liquide ou solide ou d'autres débris, éventuellement récupérés par les premiers orifices de passage d'air, jusqu'aux seconds orifices de passage d' air. L'invention permet ainsi de réduire les risques d'accumulation de ces débris à l'intérieur du moyeu du carter intermédiaire, et donc d'améliorer la fiabilité des vannes de décharge. Les déflecteurs précités peuvent être rapportés sur un élément du moyeu du carter intermédiaire, tel que son flasque transversal aval, ce qui peut éventuellement permettre de réaliser ces déflecteurs en un matériau plus léger que celui qui constitue ce moyeu. En variante, les déflecteurs peuvent être réalisés d'un seul tenant avec le moyeu du carter intermédiaire, de sorte que ces déflecteurs soient en permanence en place dans ce moyeu. Cette solution présente l'avantage de permettre l'économie d'opérations de montage et de démontage des déflecteurs. D'une manière connue en soi, chaque vanne de décharge est avantageusement configurée de sorte que son clapet prolonge la virole interne précitée de manière sensiblement continue, dans la position de fermeture du premier orifice de passage d'air correspondant, et pour faire saillie radialement vers l'intérieur par rapport à cette virole interne, dans la position d'ouverture de cet orifice. Les avantages 8 inhérents à ce type de vanne sont indiqués dans la description ci-dessus relative à l'art antérieur. Par ailleurs, chacun des déflecteurs s'étend de préférence vers l'amont depuis une extrémité radialement interne d'un second orifice de passage d'air correspondant du flasque transversal aval. D'une manière générale, les déflecteurs proposés par l'invention rendent facultatif l'alignement, d'un point de vue radial, qui était requis entre les premiers et les seconds orifices de passage d'air dans les moyeux de carter intermédiaire de l'art antérieur pour limiter les risques d'accumulation d'eau et de débris dans ces carters intermédiaires. Par conséquent, dans un mode de réalisation préféré de l'invention, l'extrémité radialement interne de chaque second orifice de passage d'air est décalée radialement vers l'extérieur par rapport à l'extrémité radialement interne du premier orifice de passage d'air correspondant, et de manière préférentielle, par rapport à l'extrémité radialement externe de ce premier orifice de passage d'air. Le décalage radial entre les premiers et les seconds orifices de passage d'air permet de rapprocher ces seconds orifices de l'extrémité radialement externe du moyeu du carter intermédiaire et ainsi de libérer de la place sur le flasque transversal aval de ce carter, radialement vers l'intérieur par rapport aux seconds orifices, pour l'installation éventuelle d'autres équipements. Cela permet en outre de réduire l'encombrement de conduits ou d'écopes 9 éventuellement raccordés en sortie des seconds orifices de passage d'air, comme cela apparaîtra plus clairement dans ce qui suit. Ainsi, chaque second orifice de passage d'air est avantageusement ménagé à proximité d'une extrémité radialement externe du moyeu de carter intermédiaire, de manière à maximiser la place ainsi libérée sur le flasque transversal aval radialement vers l'intérieur par rapport aux seconds orifices. En particulier, lorsque le moyeu de carter intermédiaire est pourvu d'une virole annulaire externe destinée à porter une rangée annulaire d'aubes directrices ou de bras structuraux et raccordée à la virole annulaire interne par le flasque transversal aval précité, chaque second orifice de passage d'air est de préférence ménagé à proximité de cette virole annulaire externe. Dans le mode de réalisation préféré de l'invention, les déflecteurs précités présentent une concavité tournée radialement vers l'extérieur. Cela permet d'optimiser le guidage assuré par ces déflecteurs tout en maximisant le décalage radial autorisé entre les premiers et les seconds orifices de passage d'air. Le moyeu de carter intermédiaire comprend avantageusement des contre-déflecteurs disposés radialement vers l'extérieur en regard des déflecteurs précités de manière à améliorer encore le guidage de l'air ou des débris entre les premiers et les seconds orifices de passage d'air. 10 L'invention concerne également un carter intermédiaire pour turboréacteur d'aéronef, comprenant un moyeu du type décrit ci-dessus. L'invention concerne encore un assemblage comprenant un carter intermédiaire du type décrit ci-dessus et une extension destinée à faire saillie vers l'aval à partir d'une extrémité radialement externe du flasque transversal aval du moyeu de ce carter intermédiaire, ladite extension comprenant une paroi annulaire pourvue d'une pluralité d'écopes dont chacune est raccordée en entrée à un second orifice de passage d'air correspondant dudit flasque transversal aval et débouche en sortie au travers d'un orifice de sortie correspondant de ladite paroi annulaire de cette extension. Du fait du décalage radial entre les premiers et les seconds orifices de passage d'air, l'encombrement radial des écopes raccordant les seconds orifices de passage d'air aux orifices de sortie de l'extension précitée peut être réduit par rapport à l'encombrement des conduits connus de l'art antérieur, de manière à libérer de la place sur la flasque transversal aval du moyeu du carter intermédiaire, comme expliqué ci-dessus. Aussi, afin de réduire au mieux leur encombrement radial, les écopes comprennent chacune avantageusement une paroi de fond sensiblement plane. La proximité entre les seconds orifices de passage d'air et les orifices de sortie de l'extension précitée rend en effet possible l'utilisation d'écopes à fond plan plutôt que de conduits coudés tels que ceux 11 utilisés dans l'art antérieur, qui sont bien plus encombrants. Par ailleurs, les écopes précitées sont avantageusement réalisées d'un seul tenant avec ladite paroi annulaire de l'extension précitée. La réduction de l'encombrement radial de ces écopes permet en effet de réduire considérablement le coût de fabrication d'une paroi annulaire intégrant ces écopes en une seule pièce, par exemple par moulage. Une telle configuration d'un seul tenant permet de réduire la masse de l'extension, d'améliorer l'étanchéité entre les écopes et la paroi annulaire de cette extension, et d'accroître la rigidité de cette dernière. Par ailleurs, les déflecteurs proposés par l'invention peuvent, en variante, être rapportés sur ou intégrés aux écopes précitées ou à la paroi annulaire de l'extension, plutôt que d'être fixés au moyeu comme proposé ci-dessus. L'invention concerne enfin un turboréacteur d'aéronef, comprenant un carter intermédiaire ou un assemblage du type décrit ci-dessus. BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS L'invention sera mieux comprise, et 25 d'autres détails, avantages et caractéristiques de celle-ci apparaîtront à la lecture de la description suivante faite à titre d'exemple non limitatif et en référence aux dessins annexés dans lesquels : 20 12 la figure 1, déjà décrite, est une vue schématique partielle en coupe axiale d'un turboréacteur d'aéronef d'un type connu ; la figure 2, déjà décrite, est une vue schématique depuis l'aval d'un assemblage comprenant le carter intermédiaire du turboréacteur de la figure 1 ainsi qu'une extension du moyeu de ce carter intermédiaire ; la figure 3 est une vue schématique partielle en coupe axiale d'un turboréacteur selon un mode de réalisation préféré de l'invention ; la figure 4 est une vue schématique partielle en perspective et en coupe axiale du turboréacteur de la figure 3 ; la figure 5 est une vue schématique partielle en perspective d'une extension du moyeu du carter intermédiaire du turboréacteur de la figure 3 ; la figure 6 est une vue schématique depuis l'aval d'un assemblage comprenant le carter intermédiaire du turboréacteur de la figure 3 ainsi qu'une extension du moyeu de ce carter intermédiaire. Dans l'ensemble de ces figures, des références identiques désignent des éléments identiques ou analogues. EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PREFERES Les figures 3 et 4 illustrent un turboréacteur d'avion semblable à celui des figures 1 et 2 mais comprenant en outre une pluralité de déflecteurs 46 rapportés sur le flasque transversal aval 18 du moyeu 10 du carter intermédiaire 11 et s'étendant vers l'amont et radialement vers l'intérieur 13 depuis ce flasque transversal aval 18. Ces déflecteurs sont destinés au guidage de l'air et, le cas échéant, d'eau sous forme liquide ou de glace ou encore de débris entre les premiers orifices de passage d'air 27 et les seconds orifices de passage d'air 40, comme cela apparaîtra plus clairement dans ce qui suit. Chacun des déflecteurs 46 est ainsi disposé entre un premier orifice de passage d'air 27 et un second orifice de passage d'air 40 correspondant. De plus, chaque déflecteur 46 est incurvé de manière à présenter une concavité tournée radialement vers l'extérieur. En outre, chaque déflecteur 46 présente une extrémité amont 48 s'étendant à faible distance d'une extrémité aval 50 de la vanne de décharge 30 correspondante, lorsque cette dernière est dans sa position d'ouverture. Comme le montrent les figures 3 et 4, les seconds orifices de passage d'air 40 sont formés à proximité de l'extrémité radialement externe 51 du flasque transversal aval 18, et plus généralement à proximité de l'extrémité radialement externe du moyeu 10 de carter intermédiaire 11, et à proximité de la paroi annulaire 36 de l'extension 38 qui prolonge ce moyeu 10 vers l'aval. Il est ainsi à noter que, ces seconds orifices de passage d'air 40 ayant une forme sensiblement rectangulaire, leur bord radialement interne 40i est disposé radialement vers l'extérieur par rapport aux extrémités radialement interne 27i et radialement externe 27e des premiers orifices de passage d'air 27. 14 Le moyeu 10 du carter intermédiaire 11 comprend en outre des contre-déflecteurs 52 également rapportés sur le flasque transversal aval 18 et disposés chacun radialement vers l'extérieur et en regard d'un déflecteur 46 correspondant, de manière à assurer, au voisinage des seconds orifices de passage d'air 40, un guidage complémentaire au guidage assuré par les déflecteurs 46. La figure 5 illustre la paroi annulaire 36 de l'extension 38, qui intègre une pluralité d'écopes 54 destinées à prolonger, chacune, un second orifice de passage d'air 40 correspondant du moyeu 10 du carter intermédiaire 11. Chaque écope 54 comporte un fond plan 56 formé d'une paroi inclinée radialement vers l'extérieur dans la direction amont-aval symbolisée par la flèche 58 sur la figure 5. Chaque écope 54 comporte en outre à son extrémité amont radialement externe une paroi 60 de faible étendue axiale reliée au fond de l'écope par deux parois latérales 62, 64 de forme générale trapézoïdale. Cette paroi 60 radialement externe est destinée à former une séparation entre un orifice d'entrée 66 de l'écope, défini dans un plan sensiblement perpendiculaire à l'axe longitudinal de la paroi annulaire 36, et un orifice de sortie 68 de cette écope, défini de manière sensiblement tangentielle à la paroi annulaire 36. Il est à noter que les orifices de sortie 68 de chaque écope 54 constituent, dans la terminologie propre à la présente invention, des 15 orifices de sortie de la paroi annulaire 36 de l'extension 38. Il est également à noter que, d'une manière connue en soi, la paroi annulaire 36 précitée comporte à son extrémité aval une rainure 70 destinée au support de composants du turboréacteur tels que des éléments d'inverseurs de poussée par exemple. Comme le montrent les figures 3 et 4, l'extension 38 comprend en outre un carénage externe 72, qui est par exemple formé de plaques 74 en forme de portion de cylindre montées bout à bout circonférentiellement, pour garantir la continuité de l'espace 32 d'écoulement du flux secondaire dans le turboréacteur. Le carénage 72 précité comporte des ouvertures 76 agencées en regard des orifices de sortie 68 de la paroi annulaire 36 de l'extension 38 et éventuellement obturées partiellement par des grilles de protection 78 respectives. Il est à noter qu'aux extrémités radialement interne et externe de l'extension 38, un espace 80 est laissé entre deux plaques 74 adjacentes pour permettre le passage d'éléments de capotage, non visibles sur les figures 3 à 6, destinés à assurer une liaison entre l'extension 38 et une nacelle du turboréacteur. Comme l'illustre la figure 6, l'encombrement radial des écopes 54 est particulièrement réduit du fait du positionnement des seconds orifices de passage d'air 40 ménagés dans le flasque transversal aval 18 et de la géométrie des écopes 54. 16 La face aval du flasque transversal aval 18 présente ainsi une zone libre 82 de grande étendue qui peut être utilisée pour le support d'autres équipements du turboréacteur tels qu'un boîtier d'entraînement d'accessoires (AGB), par exemple. Bien entendu, la forme des écopes 54 peut être différente de celle décrite ci-dessus sans sortir du cadre de la présente invention, et ces écopes peuvent en outre, à titre de variante, être formées de pièces indépendantes rapportées dans des orifices de montage respectifs prévus dans la paroi annulaire 36 de l'extension 38. Par ailleurs, les déflecteurs 46 et/ou les contre-déflecteurs 52 peuvent ne pas être rapportés sur le flasque transversal aval 18 mais sur les écopes 54 ou être intégrés au flasque transversal aval 18 ou aux écopes 54. REVENDICATIONS1. Moyeu (10) de carter intermédiaire (11) pour turboréacteur d'aéronef, comprenant une virole annulaire interne (12) destinée à délimiter extérieurement un espace (24) d'écoulement d'un flux primaire de gaz dans un turboréacteur et pourvue d'une pluralité de premiers orifices de passage d'air (27) ainsi que d'une pluralité de vannes de décharge (30) comprenant chacune un clapet (28) mobile entre une position de fermeture et une position d'ouverture d'un premier orifice de passage d'air (27) correspondant, ledit moyeu (10) comprenant en outre un flasque transversal aval (18) comportant une pluralité de seconds orifices de passage d'air (40) respectivement agencés en aval desdites vannes de décharge (30), ledit moyeu (10) étant caractérisé en ce qu'il comprend une pluralité de déflecteurs (46) permettant un guidage de l'air entre lesdits premiers et lesdits seconds orifices de passage d'air (27, 40). 2. Moyeu de carter intermédiaire selon la revendication 1, caractérisé en ce que chacun desdits déflecteurs (46) s'étend vers l'amont depuis une extrémité radialement interne d'un second orifice de passage d'air correspondant dudit flasque transversal aval. 3. Moyeu de carter intermédiaire selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'extrémité radialement interne (40i) de chaque second orifice de 18 passage d'air (40) est décalée radialement vers l'extérieur par rapport à l'extrémité radialement interne (27i) du premier orifice de passage d'air (27) correspondant. 4. Moyeu de carter intermédiaire selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'extrémité radialement interne (40i) de chaque second orifice de passage d'air (40) est décalée radialement vers l'extérieur par rapport à l'extrémité radialement externe (27e) du premier orifice de passage d'air (27) correspondant. 5. Moyeu de carter intermédiaire selon la revendication 4, caractérisé en ce que chaque second orifice de passage d'air (40) est ménagé à proximité d'une extrémité radialement externe (51) de ce moyeu (10). 6. Moyeu de carter intermédiaire selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que lesdits déflecteurs (46) présentent une concavité tournée radialement vers l'extérieur. 7. Carter intermédiaire (11) pour turboréacteur d'aéronef, caractérisé en ce qu'il comprend un moyeu (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes. 8. Assemblage comprenant un carter intermédiaire (11) selon la revendication 7 et une extension (38) destinée à faire saillie vers l'aval à partir d'une extrémité radialement externe (51) dudit 19 flasque transversal aval (18) du moyeu (10) dudit carter intermédiaire (11), ladite extension (38) comprenant une paroi annulaire (36) pourvue d'une pluralité d'écopes (54) dont chacune est raccordée en entrée à un second orifice de passage d'air (40) correspondant dudit flasque transversal aval (18) et débouche en sortie au travers d'un orifice de sortie (68) correspondant de ladite paroi annulaire (36) de ladite extension (38). 9. Assemblage selon la revendication 8, caractérisé en ce que lesdites écopes (54) comprennent chacune une paroi de fond (56) sensiblement plane. 10. Assemblage selon la revendication 8 ou 9, caractérisé en ce que lesdites écopes (54) sont réalisées d'un seul tenant avec ladite paroi annulaire (36) de ladite extension (38). 11. Turboréacteur d'aéronef, caractérisé en ce qu'il comprend un carter intermédiaire (11) selon la revendication 7 ou un assemblage selon l'une quelconque des revendications 8 à 10.