Brevet FR3068385A1 — publié le 20190104

Ailette amovible pour un élément annulaire aubagé de turbomachine DOMAINE TECHNIQUE [0001] La présente invention concerne le domaine des turbomachines en particulier à double flux, dans lequel circulent des flux d'air d'amont en aval. Elle vise plus précisément une ailette amovible et un élément annulaire aubagé comportant au moins une telle ailette. ÉTAT DE L'ART [0002] Il est connu de l'état de l'art, des turbomachines à double flux comportant une soufflante disposée en amont d'un générateur de gaz selon la circulation des gaz dans la turbomachine. Le générateur de gaz est logé dans un carter intérieur annulaire et la soufflante est logée dans un carter extérieur annulaire. Ces carters intérieur et extérieur sont séparés par un carter inter-veine annulaire de manière à délimiter une veine primaire et une veine secondaire de passage d'air. La soufflante comprend des aubes de soufflante dont l'extrémité libre est en regard du carter extérieur de manière à comprimer un flux d'air incident au moins dans la veine secondaire et, de préférence, également dans la veine primaire. Le flux d'air circulant dans la veine primaire est classiquement et de manière connue en soi, comprimé par un compresseur avant d'entrer dans la chambre de combustion. L'énergie de combustion est récupérée par une turbine et participe à l'entraînement du compresseur et de la soufflante. Le flux d'air circulant dans la veine secondaire participe quant à lui, à la poussée de la turbomachine. [0003] De manière classique et connue en soi, la veine secondaire comporte, en aval de la soufflante, des aubes de stator connues sous le terme de redresseurs ou « Outlet Guide Vanes » (aubes de guidage de sortie siglées OGV). Ces aubes de stator sont disposées radialement depuis l'axe de rotation de la soufflante, en aval des aubes de soufflante et permettent de redresser le flux généré et dévié par cette dernière au cours 2 de sa rotation. Le redressement du flux permet l'augmentation de la pression statique en réduisant la vitesse de l'écoulement dans le repère fixe mais s'accompagne d'une perte de pression. Les aubes de stator sont conçues de manière à minimiser ces pertes qui dégradent leurs 5 comportements. Cependant, il existe également des pertes par frottement et des pertes causées par un tourbillon de passage. Le tourbillon de passage est généré du fait de la présence d'une paroi au niveau du pied de chaque aube. L'ensemble formé par la paroi et la rangée annulaire d'aubes forme un élément annulaire aubagé. Les tourbillons de passage précités 10 prennent une forme sensiblement de fer à cheval et se répartissent à l'intrados et à l'extrados des aubes. A son entrée dans un passage formé entre deux aubes adjacentes, le tourbillon de passage migre de l'intrados d'une aube vers l'extrados de l'aube adjacente. Lorsque le tourbillon heurte l'extrados de l'aube, celui-ci peut donner naissance à un décollement 15 aérodynamique. Une solution connue pour réduire la présence de ce tourbillon entre deux aubes adjacentes consiste à disposer plusieurs ailettes (« fins » en anglais) sur des plateformes entre les aubes. Un exemple de ces ailettes se trouve notamment dans le document W02015/092306A1. 20 [0004] Toutefois, ces plateformes (cf. US2008/0226457A1) par exemple dans le cas d'un aubage de soufflante) ne sont pas toujours aisées à monter et démonter sur l'élément annulaire aubagé et rendent leur remplacement, en cas d'endommagement, compliqué. Par ailleurs, un système de fixation inapproprié des ailettes sur les plateformes de 25 l'élément pourrait, éventuellement, donner lieu à l'apparition de perturbations dans le flux d'air à redresser, nuisant ainsi aux performances aérodynamiques du stator au lieu de renforcer celles-ci. EXPOSÉ DE L'INVENTION 30 [0005] A cet effet, la présente invention propose une ailette pour un élément annulaire aubagé de turbomachine, en particulier d'aéronef. Ladite 3 ailette est amovible étant configurée pour être rapportée et fixée sur une paroi annulaire éventuellement sectorisée dudit élément, ladite ailette comportant un corps de forme allongée le long d'un axe d'allongement et comportant des moyens de fixation amovible sur ladite paroi. Lesdits 5 moyens de fixation comportent au moins deux crochets disposés l'un derrière l'autre le long dudit axe d'allongement et destinés à être engagés dans des orifices de ladite paroi, lesdits moyens de fixation comportant en outre une vis de réglage s'étendant le long dudit axe d'allongement et permettant de régler une distance inter-crochets. 10 [0006] Ceci permet de proposer un système d'accroche d'une ailette sur un élément annulaire aubagé assurant à la fois la mise en position, le maintien, le verrouillage et le démontage de celle-ci. Ceci permet donc d'améliorer les performances de redressement de l'élément annulaire aubagé, tout en assurant un possible remplacement de l'ailette en cas 15 d'usure de celle-ci. [0007] L'ailette amovible selon l'invention peut comprendre une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément les unes des autres ou en combinaisons les unes avec les autres : - les crochets ont une forme générale en L et sont orientés dans des 20 directions opposées, - l'un desdits crochets est fixe par rapport audit corps, et l'autre desdits crochets est mobile en translation par rapport audit corps, le long dudit axe d'allongement, - ladite vis traverse un orifice fileté de l'un desdits crochets, 25 - la vis et le crochet traversé par ladite vis sont logés dans une cavité interne dudit corps, - la vis est accessible depuis une ouverture dudit corps de ladite ailette, ladite ouverture étant située à une extrémité longitudinale dudit corps, - ledit corps comprend un bord périphérique destiné à s'étendre au plus 30 près de ladite paroi et le long duquel s'étend un joint d'étanchéité, - ledit corps a un profil aérodynamique. 4 [0008] L'invention porte également sur un élément annulaire aubagé pour une turbomachine, en particulier d'aéronef, comportant une paroi annulaire éventuellement sectorisée, caractérisé en ce que ladite paroi comprend des orifices de montage des crochets d'ailettes tel que décrit ci-5 dessus. [0009] L'invention porte également sur un procédé de montage d'une ailette amovible sur un élément annulaire aubagé correspondant à l'élément décrit ci-dessus, dans lequel il comprend, pour chaque ailette, une étape de première variation de la distance inter-crochets à partir d'une 10 distance initiale vers une distance d'insertion, une étape d'insertion des crochets dans des orifices de la paroi, et une étape de seconde variation de la distance inter-crochets pour solidariser l'ailette à ladite paroi, ladite première variation et ladite seconde variation étant dans des sens opposés de manière à ce que la deuxième variation corresponde à un 15 rétablissement, entre les crochets, de la distance initiale. Dans un mode de réalisation du procédé ci-dessus, les étapes de première variation et deuxième variation sont un réglage de la distance inter-crochets par actionnement des moyens de fixation comportant une vis de réglage s'étendant le long de l'axe d'allongement. 20 DESCRIPTION DES FIGURES [0010] L'invention sera mieux comprise et d'autres détails, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante faite à titre d'exemple non limitatif et en 25 référence aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une représentation schématique d'une turbomachine avec une soufflante en amont d'un générateur de gaz et à laquelle s'applique l'invention, - la figure 2 est une vue en perspective d'une aube de stator, 30 - la figure 3 est une vue schématique en perspective d'un ensemble d'une ailette selon l'invention, agencée entre deux aubes de stator adjacentes, 5 - la figure 4 est une vue schématique en perspective d'une ailette selon l'invention, - la figure 5 est une vue schématique de dessous d'une ailette selon l'invention, 5 - la figure 6 est une vue schématique partielle de dessus d'un élément annulaire aubagé, - la figure 7 est une vue schématique en coupe d'une ailette selon l'invention, et - les figures 8a, 8b, 8c sont des vues schématiques de profil de l'ailette 10 selon l'invention à plusieurs étapes du procédé de montage de l'ailette sur un élément annulaire aubagé selon l'invention, - la figure 9 est une variante d'un élément annulaire aubagé selon l'invention en vue similaire aux figures 8a, 8b, 8c. 15 DESCRIPTION DÉTAILLÉE [0011] La figure 1 illustre une turbomachine 10 telle qu'un turboréacteur pour aéronef à laquelle s'applique l'invention. Cette turbomachine 1 est ici une turbomachine double flux s'étendant suivant un axe longitudinal X, sensiblement parallèle à la direction d'écoulement de 20 l'air. La turbomachine 1 comprend, classiquement, une nacelle 2 externe entourant un générateur de gaz 3. En amont du générateur de gaz 3, est montée une soufflante 4, en rotation autour de l'axe X. Dans la présente invention, et de manière générale, les termes « amont » et « aval » sont définis par rapport à la circulation des gaz dans la turbomachine. 25 [0012] Dans cet exemple, le générateur de gaz 3 comprend, d'amont en aval, un compresseur basse pression 5, un compresseur haute pression 6, une chambre de combustion 7, une turbine haute pression 8 et une turbine basse pression 9. [0013] La soufflante 4 est ici carénée. Elle est également logée dans 30 la nacelle 2. La soufflante 4 comprime un flux d'air F entrant dans la turbomachine 1. Le flux F est alors divisé en deux flux : 6 - un premier flux d'air chaud (ou primaire) circulant dans une veine primaire V1 annulaire qui traverse le générateur de gaz 3, et - un deuxième flux d'air froid (ou secondaire) circulant dans une veine secondaire V2 annulaire s'étendant autour du générateur de gaz 3. 5 [0014] La veine primaire V1 et la veine secondaire V2 sont séparées par une paroi de carter inter-veines C, logé à l'intérieur de la nacelle 2. De part la symétrie de révolution de la turbomachine, la paroi de carter C présente une face interne Cl et une face externe C2. [0015] Le flux d'air chaud circulant dans la veine primaire V1 est 10 classiquement comprimé par des étages de compresseur 5, 6 avant d'entrer dans la chambre de combustion 7. L'énergie de combustion est récupérée par des étages de turbine 8, 9 qui assurent l'entraînement des étages de compresseur 5, 6 et de la soufflante 4. Le flux d'air froid circulant dans la veine secondaire V2 participe quant à lui à fournir la majorité de la 15 poussée de la turbomachine. [0016] Dans la veine secondaire V2, est agencée au moins une aube de stator radiale 10 telle que représentée en figure 2. Cette aube de stator 10, appelée aube de guidage de sortie et siglée OGV, permet de redresser le flux d'air froid généré par la soufflante 4. Une aube de stator est définie 20 ici comme une aube qui n'est pas entraînée en rotation autour de l'axe X de la turbomachine. [0017] Comme visible sur la figure 1, en aval de la soufflante 4, plusieurs (par exemple entre dix et cinquante) de ces aubes de stator 10 sont agencées transversalement dans la nacelle 2 sensiblement dans un 25 plan transversal à l'axe longitudinal X. Elles sont régulièrement réparties autour de l'axe X de manière à former une roue aubagée ou tout du moins un élément annulaire aubagé 12. [0018] Comme visible sur la figure 2, chaque aube de stator 10 comprend une pale 14 qui est balayée par le flux d'air froid généré par la 30 soufflante 4. Cette pale 14 s'étend radialement entre une extrémité de pied et une extrémité de tête, l'extrémité de tête étant reliée à la nacelle 2 et 7 l'extrémité de pied étant reliée à la paroi de carter C. Chaque pale 14 comprend une surface intrados 16 et une surface extrados 17 s'étendant axialement suivant l'axe longitudinal X, entre un bord d'attaque 18 et un bord de fuite 20. 5 [0019] De manière à permettre la reprise des efforts, l'élément annulaire aubagé 12, et plus particulièrement au moins une de ces aubes de stator 10, assurent un rôle structural. [0020] Dans certains modes de réalisation, les aubes de stator 10 comportent chacune, à leur extrémité de pied, une plateforme 22 10 présentant une forme sensiblement parallélépipédique. Dans ce cas, les plateformes 22 des différentes aubes 10 accolées permettent de former une partie de la peau interne de la veine secondaire V2, et forment, notamment, la face interne Cl de la paroi de carter C. [0021] Comme visible sur la figure 3, une ailette 24 est agencée 15 entre deux aubes de stator 10 adjacentes. Dans l'exemple illustré en figure 3, l'ailette 24 présente une hauteur classiquement comprise entre 5 à 15% de la hauteur des aubes de stator 10, et comporte un corps présentant un profil aérodynamique de forme allongée le long d'un axe d'allongement X' s'étendant dans une direction générale globalement parallèle à l'axe X. 20 Dans l'exemple illustré en figure 3, l'ailette 24 présente une section s'apparentant à un demi-bourrelet sensiblement de section circulaire. L'ailette 24 présente une extrémité avant (amont) 26 alignée avec le bord d'attaque 18 des aubes de stator 10, et une extrémité arrière (aval) 28. [0022] Comme mentionné plus haut, ces ailettes 24 permettent de 25 limiter ou d'éviter un éventuel décollement aérodynamique entre deux aubes 10 adjacentes. Toutefois, l'ajout d'une ailette 24 sur un élément annulaire aubagé 12 n'est pas sans impact sur celui-ci et sur ses performances de redressement de flux. Il est par ailleurs souvent difficile de remplacer une ailette 24 abîmée. 30 [0023] Ainsi, l'ailette 24 de la présente invention est une ailette 24 amovible pour un élément annulaire aubagé 12 de turbomachine, en 8 particulier d'aéronef. L'ailette 24 est donc configurée pour être rapportée et fixée sur l'élément annulaire aubagé 12 en question, en particulier, sur une paroi annulaire C éventuellement sectorisée de celui-ci. Il peut par exemple s'agir, comme mentionné ci-dessus, d'une série de plateformes 22 5 accolées. Il s'agit, pour résumer, d'une ailette 24 présentant une cavité interne 29 destinée à accueillir un système coulissant de manière à pouvoir la fixer et la retirer de la paroi C de l'élément annulaire aubagé 12. [0024] Comme visible sur la figure 4, l'ailette 24 comporte à cet effet, des moyens de fixation amovible sur la paroi C éventuellement sectorisée. 10 Ces moyens de fixation amovible comportent, notamment, deux crochets 30, 32 présentant une forme générale en L, étant orientés dans des directions opposées, et étant disposés l'un derrière l'autre le long de l'axe d'allongement X'. Chaque crochet 30, 32 présente ainsi une partie radiale par laquelle il est lié à l'ailette 24 et une partie longitudinale comportant une 15 extrémité libre. Le premier crochet, dit crochet amont 30, est lié, par sa partie radiale, de manière fixe au corps de l'ailette 24. La partie radiale du deuxième crochet, dit crochet aval 32, est quant à elle, logée dans la cavité interne 29 de l'ailette 24 de manière à ce que le crochet aval 32 soit mobile en translation (le long de l'axe d'allongement X') par rapport au corps de 20 l'ailette 24. Le crochet amont 30 est orienté vers l'amont tandis que le crochet aval 32 est orienté vers l'aval. L'extrémité libre de chacun des crochets 30, 32 est destinée à coopérer, par poussée radiale, avec la face interne C2 de la paroi C afin d'assurer la fixation de l'ailette 24 sur la face externe Cl de ladite paroi C. 25 [0025] Dans une variante, représentée sur la figue 9, le crochet amont 30 est orienté vers l'aval tandis que le crochet aval 32 est orienté bers l'amont. De même que dans le mode de réalisation précédent, l'extrémité libre de chacun des crochets 30, 32 est destinée à coopérer, par poussée radiale, avec la face interne C2 de la paroi C afin d'assurer la 30 fixation de l'ailette 24 sur la face externe Cl de ladite paroi C. 9 [0026] L'extrémité libre du crochet amont 30 présente une forme sensiblement rectangulaire. Elle est de longueur L1 selon X' et de largeur li. La longueur L1 mesure environ 10% de la corde de l'ailette 24. [0027] L'extrémité libre du crochet amont 30 présente donc des 5 dimensions Lixli avec, par exemple, L1 = 1cm et h = 5mm à 1cm. L'extrémité libre du crochet aval 32 est également de forme sensiblement rectangulaire présentant une longueur L2 selon X' et une largeur 12. Elle présente donc des dimensions L2x12 avec, par exemple, L2 = 1cm et 12 = 5mm à 1cm 10 [0028] Afin de permettre la coopération entre la paroi C de l'élément annulaire aubagé 12 et le corps d'ailette 24, des orifices de montage des crochets d'ailettes 34, 36 sont ménagés dans celle-ci. Ainsi, comme visible sur la figure 6, la paroi C présente, entre deux aubes de stator 10 adjacentes, deux orifices de montage 34, 36. Le premier orifice de 15 montage, dit orifice amont 34, est destiné à recevoir le crochet amont 30, et le deuxième orifice de montage, dit orifice aval 36, est destiné à recevoir le crochet aval 32. [0029] L'orifice amont 34 est de dimensions (Li+Ki)x(11-Eki) avec Ki REVENDICATIONS1. Ailette (24) pour un élément annulaire aubagé (12) de turbomachine, en particulier d'aéronef, caractérisée en ce que ladite ailette (24) est amovible étant configurée pour être rapportée et fixée sur une paroi annulaire (C) éventuellement sectorisée dudit élément, ladite ailette (24) comportant un corps de forme allongée le long d'un axe d'allongement (X') et comportant des moyens de fixation amovible (30, 32, 38) sur ladite paroi, lesdits moyens de fixation (30, 32, 38) comportent au moins deux crochets (30, 32) disposés l'un derrière l'autre le long dudit axe d'allongement (X') et destinés à être engagés dans des orifices (34, 36) de ladite paroi (C), lesdits moyens de fixation (30, 32, 38) comportant en outre une vis de réglage (38) s'étendant le long dudit axe d'allongement (X') et permettant de régler la distance inter-crochets (39). 2. Ailette (24) selon la revendication précédente, dans laquelle les crochets (30, 32) ont une forme générale en L, et sont orientés dans des directions opposées. 3. Ailette (24) selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle l'un desdits crochets (30) est fixe par rapport audit corps, et l'autre desdits crochets (32) est mobile en translation par rapport audit corps, le long dudit axe d'allongement (X'). 4. Ailette (24) selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle ladite vis (38) traverse un orifice filetée (40) de l'un desdits crochets (32). 5. Ailette (24) selon la revendication précédente, dans laquelle ladite vis (38) et ledit crochet (32) traversé par ladite vis (38) sont logés dans une cavité interne (29) dudit corps. 14 6. Ailette (24) selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle ladite vis (38) est accessible depuis une ouverture dudit corps de ladite ailette (24), ladite ouverture étant située à une extrémité 5 longitudinale dudit corps. 7. Ailette (24) selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle ledit corps comprend un bord périphérique destiné à s'étendre au plus près de ladite paroi (C) et le long duquel s'étend un joint d'étanchéité 10 (42). 8. Ailette (24) selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle ledit corps a un profil aérodynamique. 15 9. Elément annulaire aubagé (12) pour une turbomachine, en particulier d'aéronef, comportant une paroi annulaire (C) éventuellement sectorisée, caractérisé en ce que ladite paroi (C) comprend des orifices (34, 36) de montage des crochets (30, 32) d'ailettes (24) selon l'une des revendications précédentes. 20 10. Procédé de montage d'une ailette amovible (24) sur un élément annulaire aubagé (12) selon la revendication précédente, dans lequel il comprend, pour chaque ailette (24), une étape de première variation de la distance inter-crochets (39) à partir d'une distance initiale vers une 25 distance d'insertion, une étape d'insertion des crochets (30, 32) dans des orifices (34, 36) de la paroi (C), et une étape de seconde variation de la distance inter-crochets (39) pour solidariser l'ailette à ladite paroi (C), ladite première variation et ladite seconde variation étant dans des sens opposés, de manière que la deuxième variation corresponde à un 30 rétablissement, entre les crochets (39), de la distance initiale. 15 11. Procédé selon la revendication précédente, dans lequel les étapes de première variation et deuxième variation de distance sont un réglage de la distance inter-crochets (39) par actionnement des moyens de fixation (30, 32, 38) comportant la vis de réglage (38) qui s'étend le long 5 de l'axe d'allongement (X').