Brevet FR3087857A1 — publié le 20200501

MODULE DE SOUFFLANTE A PALES A CALAGE VARIABLE 1. Domaine de l'invention La présente invention concerne le domaine des turbomachines. Elle vise en particulier un module de soufflante à pales à calage variable pour un ensemble propulsif. 2. Etat de la technique Une soufflante munie de pales à calage ou pas variable permet de régler le calage des pales, et plus précisément l'angle de cale des pales en fonction des paramètres de vol de manière à optimiser le fonctionnement de la soufflante. De manière générale, cette configuration permet d'optimiser l'ensemble propulsif dans lequel une telle soufflante est intégrée. Pour rappel, l'angle de calage d'une pale correspond à l'angle, dans un plan longitudinal perpendiculaire à l'axe de rotation de la pale, entre la corde de la pale et le plan de rotation de la soufflante. Les pales à calage variable peuvent occuper une position dite d'inversion de poussée (connue sous le terme anglais « reverse ») dans laquelle celles-ci permettent de générer une contre poussée de manière à participer au ralentissement de l'aéronef et une position de mise en drapeau dans laquelle, en cas de défaillance ou de panne, celles-ci permettent de limiter leur résistance. Les soufflantes à calage variable, notamment dans le cadre de soufflante carénée, permettent également de réduire sensiblement la surface de la nacelle et ainsi la traînée de l'ensemble propulsif. En effet, l'augmentation du taux de dilution opérée depuis plusieurs années influe sur le diamètre de la turbomachine lequel est contraint par une garde au sol minimale à respecter du fait de l'intégration de la turbomachine le plus souvent sous l'aile d'un aéronef. L'augmentation du taux de dilution est réalisée en particulier et en priorité sur le diamètre de la soufflante qui peut diminuer le taux de compression de la soufflante et entraîner une modification de son opérabilité. Le calage des pales permet donc de répondre à ces contraintes. Celui-ci permet également d'éviter de modifier la surface externe extérieure de la nacelle pour y intégrer des inverseurs de poussée qui influe sur la traînée. Il est connu de la demande de brevet FR1754381 un module de soufflante 1 avec une telle soufflante 2 à pales à calage variable. Le module de soufflante comprend un système de changement de calage 22 ou pas des pales comprenant un moyen de commande 23 agissant sur des moyens de liaison 34 connectés aux 2 pieds 18 des pales de la soufflante et un palier de transfert de charge 28 qui est monté entre le moyen de commande 23 et les pieds 28 des pales. Le système de changement de calage 22 est installé dans un espace annulaire 14 formé entre l'arbre de rotor 10 de la soufflante et une virole annulaire 11 solidaire d'une 5 extrémité de l'arbre de rotor. Cette virole annulaire 11 entoure au moins en partie le système de changement de calage 22. Cependant, la configuration d'un système de changement de calage tel que décrit ci-dessus reste encombrante puisque la virole annulaire 11 solidaire de l'arbre de rotor en amont contourne au moins le moyen de commande 23 et allonge 10 quelque peu la longueur de l'arbre de rotor 10. De plus, l'espace annulaire radial disponible sous l'axe de pivotement des pales pour l'intégration du système de changement de calage impose encore un rapport de moyeu élevé. 3. Objectif de l'invention La présente invention a notamment pour objectif de fournir un module de 15 soufflante permettant de réduire l'encombrement radial ainsi que le rapport de moyeu tout en évitant les modifications structurelles importantes. 4. Exposé de l'invention On parvient à cet objectif conformément à l'invention grâce à un module de soufflante à pales à calage variable pour un ensemble propulsif d'axe longitudinal, 20 ledit module de soufflante comprenant : - un rotor comprenant un arbre de rotor suivant l'axe longitudinal et portant les pales de la soufflante, - un système de changement du calage des pales comprenant des moyens de liaison reliés aux pales de la soufflante et un moyen de commande agissant sur 25 les moyens de liaison, le moyen de commande comportant un corps fixe et un corps mobile en translation selon l'axe longitudinal par rapport audit corps fixe, - un palier de transfert de charge agencé entre les moyens de liaison et le moyen de commande, le module de soufflante comprenant un arbre de puissance entraînant l'arbre de 30 rotor via un réducteur de vitesse à train épicycloïdal, le réducteur de vitesse comprenant un planétaire relié à l'arbre de puissance et un porte-satellites comprenant une virole annulaire fixe solidaire d'un carter fixe et sur lequel est monté le corps fixe du moyen de commande. Ainsi, cette solution permet d'atteindre l'objectif susmentionné. En particulier, 35 l'architecture du réducteur de vitesse avec le porte-satellites fixe permet de disposer 3 d'une structure fixe destinée à supporter le corps fixe du moyen de commande dans l'espace annulaire du rotor de soufflante. En d'autres termes, le support fixe du moyen de commande passe par le porte-satellites. L'arbre de rotor de soufflante (et la virole annulaire qui en est solidaire) ne faisant plus le tour du système de 5 changement de calage, les encombrements axial et radial sont réduits. Le fait de réduire l'encombrement radial influe également sur la réduction du rapport du moyeu de soufflante. Ce rapport de moyeu est le quotient entre le diamètre à l'extrémité radiale interne des pales de soufflantes mesuré au bord d'attaque de la pale de soufflante et le diamètre à l'extrémité radiale externe des pales mesuré au 10 bord d'attaque des pales. Le porte à faux dû à la longueur de l'arbre de rotor de soufflante dans l'art antérieur est également réduit du fait du raccourcissement axial de l'arbre de rotor. De plus, cette configuration ne nécessite pas de système de canalisation, dont l'acronyme anglais est « OTB » pour « Oil Transfert Bearing », permettant d'acheminer du lubrifiant d'un repère fixe (source d'alimentation de la 15 turbomachine) vers le système tournant (le système de changement de calage) qui peut être source de fuites et de balourd supplémentaire. Suivant une caractéristique de l'invention, le moyen de commande est installé radialement au moins en partie à l'intérieur de l'arbre de rotor de la soufflante, en particulier selon un axe de pivotement des pales. Cette configuration 20 contribue à réduire en particulier l'encombrement radial. Selon une caractéristique de l'invention, le palier de transfert de charge est monté sur le corps mobile du moyen de commande et coopère avec les moyens de liaison. Selon une caractéristique de l'invention, le réducteur de vitesse comprend 25 une couronne extérieure couplée à l'arbre de rotor de soufflante. Cette configuration facilite l'intégration du système de changement de calage et notamment le moyen de commande radialement à l'intérieur de l'arbre de rotor de soufflante. Suivant encore une autre caractéristique, au moins un palier interne est agencé entre la virole annulaire fixe du porte-satellites et l'arbre de rotor de la 30 soufflante. Suivant une autre caractéristique, le porte-satellites porte des satellites qui tournent chacun autour d'un axe sensiblement parallèle à l'axe longitudinal X. Suivant une autre caractéristique, chaque satellite engrène avec le planétaire et la couronne extérieure. 4 Suivant encore une autre caractéristique, un premier et un deuxième paliers sont montés entre une couronne de support solidaire du carter fixe et l'arbre de rotor de la soufflante. Selon une autre caractéristique, le palier de transfert de charge comprend 5 une bague interne, une bague externe et un roulement à deux rangées de billes montées entre la bague interne et la bague externe, la bague interne étant reliée à une virole interne solidaire du corps mobile et la bague externe étant reliée à une virole externe connectée aux moyens de liaison. Suivant un mode de réalisation de l'invention, les moyens de liaison 10 comprennent des biellettes avec chacune une première extrémité articulée avec une chape de la virole externe et une deuxième extrémité articulée avec un maneton du pied de pale. Suivant un autre mode de réalisation de l'invention, les moyens de liaison comprennent des articulations sphériques agencées chacune dans un évidement 15 d'un anneau solidaire de la virole externe du palier de transfert de charge et des doigts reliés chacun à une des articulations sphériques, chaque doigt étant solidaire d'un maneton du pied de pale. Une telle configuration permet de réduire davantage l'encombrement radial ce qui influe sur le rapport de moyeu de la soufflante. En effet, ces biellettes remplacent la liaison articulation sphérique-doigt, le doigt 20 occupant un espace radial qui est supprimé dans cette configuration. Suivant encore une autre caractéristique, le module de soufflante comprend au moins un organe de liaison reliant la virole externe au rotor de soufflante. Cet organe de liaison favorise la suspension du système de changement de calage au sein du rotor de soufflante. 25 L'invention concerne également une turbomachine comprenant au moins un module de soufflante présentant l'une quelconque des caractéristiques susmentionnées. 5. Brève description des figures L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, détails, caractéristiques et 30 avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lecture de la description explicative détaillée qui va suivre, de modes de réalisation de l'invention donnés à titre d'exemples purement illustratifs et non limitatifs, en référence aux dessins schématiques annexés dans lesquels : La figure 1 représente une coupe axiale d'un module de soufflante de l'art 35 antérieur ; 5 La figure 2 représente schématiquement suivant une coupe axiale un premier mode de réalisation d'un module de soufflante suivant l'invention ; et La figure 3 illustre de manière schématique suivant une coupe axiale un deuxième mode de réalisation d'un module de soufflante selon l'invention. 5 6. Description de modes de réalisation de l'invention Sur la figure 1 est représenté un module de soufflante d'une turbomachine destinée à être montée sur un aéronef. Cette turbomachine est ici une turbomachine double flux qui s'étend suivant un axe longitudinal X. Les références numériques correspondantes des éléments de cette turbomachine décrits précédemment sont 10 conservées dans la suite dans la description. En référence à la figure 2, la turbomachine double flux comprend de manière générale une nacelle externe (non représentée) enveloppant un générateur de gaz (non représenté) en amont duquel est montée une soufflante 2. Dans la présente invention, et de manière générale, les termes REVENDICATIONS1. Module de soufflante (1) à pales (16) à calage variable pour un ensemble propulsif d'axe longitudinal, ledit module de soufflante (1) comprenant : - un rotor (13) comprenant un arbre de rotor (10) suivant l'axe longitudinal X et portant les pales (16) de la soufflante (2), - un système de changement du calage des pales (22) comprenant des moyens de liaison (34) reliés aux pales (16) de la soufflante (2) et un moyen de commande (23) agissant sur les moyens de liaison (34), le moyen de commande (23) comportant un corps fixe (35) et un corps mobile (36) en translation selon l'axe longitudinal X par rapport audit corps fixe (35), et - un palier de transfert de charge (28) agencé entre les moyens de liaison (34) et le moyen de commande (23), caractérisé en ce que le module de soufflante comprend un arbre de puissance (30) entraînant l'arbre de rotor (10) via un réducteur de vitesse (50) à train épicycloïdal, le réducteur de vitesse (50) comprenant un planétaire (51) relié à l'arbre de puissance (30) et un porte-satellites (53) comprenant une virole annulaire (56) fixe solidaire d'un carter fixe (4) et sur lequel est monté le corps fixe (35) du moyen de commande (23). 2. Module de soufflante (1) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le moyen de commande (23) est installé radialement au moins en partie à l'intérieur de l'arbre de rotor (10) de la soufflante, en particulier selon un axe de pivotement des pales. 3. Module de soufflante (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le palier de transfert de charge (28) est monté sur le corps mobile (36) et coopère avec les moyens de liaison (34). 4. Module de soufflante (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le réducteur de vitesse (50) comprend une couronne extérieure (54) couplée à l'arbre de rotor (10) de la soufflante. 15 5. Module de soufflante (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'au moins un palier interne (58 ; 70, 71) est agencé entre la virole annulaire (56) fixe du porte-satellites (53) et l'arbre de rotor (10) de la soufflante. 5 6. Module de soufflante (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un premier et un deuxième paliers (59, 60) sont montés entre une couronne de support (61) solidaire du carter fixe (4) et l'arbre de rotor (10) de la soufflante. 10 7. Module de soufflante (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le palier de transfert de charge (28) comprend une bague interne (28a), une bague externe (28b) et un roulement à deux rangées de billes (39) montées entre la bague interne (28a) et la bague externe (28b), la 15 bague interne (28a) étant reliée à une virole interne (37) solidaire du corps mobile (36) et la bague externe étant reliée à une virole externe (38) connectée aux moyens de liaison (34). 8. Module de soufflante (1) selon la revendication précédente, caractérisé en 20 ce que les moyens de liaison (34) comprennent des biellettes (61) avec chacune une première extrémité (62) articulée avec une chape (64) de la virole externe (38) et une deuxième extrémité (63) articulée avec un maneton (42) du pied (18) de pale. 9. Module de soufflante (1) selon la revendication 7, caractérisé en ce que les 25 moyens de liaison (34) comprennent des articulations sphériques (40) agencées chacune dans un évidement d'un anneau solidaire de la virole externe (38) du palier de transfert de charge (28) et des doigts (41) reliés chacun à une des articulations sphériques (41), chaque doigt (41) étant solidaire d'un maneton (42) du pied (18) de pale. 30 10. Module de soufflante (1) selon la revendication 8, caractérisé en ce que le module de soufflante comprend au moins un organe de liaison (67) reliant la virole externe (38) au rotor de soufflante (13).