Brevet FR3097261A1 — publié le 20201218

Description Titre de l'invention : Ensemble support d'une sonde dans une turbomachine pour aéronef Domaine technique de l'invention [0001] L'invention concerne un ensemble support d'une sonde de mesure d'un paramètre dans une turbomachine pour aéronef. [0002] La fixation d'une sonde, notamment d'une sonde de pression, avec une paroi de carter de soufflante de turbomachine pour aéronef est notamment concernée. Etat de la technique antérieure [0003] Pour fixer de manière amovible une sonde de mesure d'un paramètre utile à la tur- bomachine ou à l'aéronef à une structure support fixe (ou stator), en matériau composite, de cette turbomachine il a déjà été proposé un ensemble support présentant un moyen intermédiaire de fixation fixé avec la structure support et présentant un orifice coaxial avec un orifice de la structure support fixe, la sonde de mesure passant à travers lesdits orifices de la structure support fixe et du moyen intermédiaire de fixation, et le moyen intermédiaire de fixation et la sonde de mesure présentant respectivement un taraudage interne et un filetage externe, pour les visser ensemble. [0004] En outre, il est connu que, comme fonctions d'un carter de soufflante, on peut citer celles : - de garantir la rétention en cas d'ingestion de débiis ou de perte d'aube de soufflante, - d'assurer la continuité mécanique (efforts et moments) entre la manche d'entrée d'air et la virole de carter Intermédiaire, - de permettre la fixation des panneaux de veine (virole acoustique amont, cartouche support abradable, panneau acoustique aval), - de permettre la fixation des équipements et supports, - de tenir les spécifications au feu et aux fuites, - de permettre la continuité du courant électrique pour une tenue à la foudre. [0005] Or, typiquement, les sondes de mesure sont fixées avec la structure support fixe en matériau composite par l'intermédiaire de platines en métal usinées à façon suivant la forme de la structure support. Les platines sont vissées avec la structure support, puis la ou les sondes sont vissées sur la platine, enfin les sondes sont fil freinées aux platines. [0006] Ceci entraîne des jeux de montage et prend du temps de montage. [0007] Parmi les problèmes de telles solutions, on peut noter les suivants : 2 - il y a de nombreux éléments d'assemblage à gérer, - il peut y avoir des problèmes d'approvisionnement et de potentielles dérogations, - les platines sont fabriquées sur mesure, - l'assemblage des platines impose un montage manuel avec la structure support, - on constate des jeux de montage non souhaités, des oublis de pièce, de possible désaxaees (opérateur humain), des temps de montage longs. Présentation de l'invention [0008] L'invention vise à apporter une solution à une partie au moins des problèmes précités. [0009] Une combinaison associant un insert métallique et une rondelle anti-rotation est ainsi proposée. Résumé de l'invention [0010] Plus particulièrement, une solution conforme à l'invention propose un ensemble support de sonde de mesure d'un paramètre dans une turbomachine pour aéronef, l'ensemble support comprenant : - une structure support fixe, en matériau composite, présentant un orifice, - une sonde de mesure dudit paramètre fixée de manière amovible avec la structure support par vissage, - un moyen intermédiaire de fixation, pour fixer la sonde de mesure avec la structure support fixe, le moyen intermédiaire de fixation étant fixé avec la structure support et présentant un orifice coaxial avec l'orifice de la structure support fixe, la sonde de mesure dudit paramètre passant à travers lesdits orifices de la structure support fixe et du moyen intermédiaire de fixation, et, le moyen intermédiaire de fixation et la sonde de mesure présentant respectivement un taraudage interne et un filetage externe, pour les visser ensemble, avec comme caractéristique notable que le moyen intermédiaire de fixation comprend : - un insert métallique disposé fixement dans l'orifice de la structure support fixe et présentant ledit taraudage interne, et - une rondelle anti-rotation engagée avec l'insert et la sonde de mesure pour limiter une rotation relative entre eux, autour dudit axe. 100111 Ainsi, on supprimera des pièces inutiles ;on simplifiera les montages. 100121 Une telle solution de liaison insert-rondelle n'est pas forcément permanente (soudure), mais peut être de nature déformable mécaniquement et démontable. 10013] Pour amplifier encore ces avantages et pour limiter la rotation relative entre la rondelle anti-rotation et la sonde de mesure, autour dudit axe des orifices, il est proposé: 3 - que la sonde de mesure présente une collerette polygonale pourvue périphériquement d'encoches, - que l'insert métallique présente au moins une encoche et, - que la rondelle anti-rotation présente des excroissances engagées dans les encoches de la collerette polygonale et dans ladite au moins une encoche de l'insert métallique. [0014] Ainsi, on associera efficacité dans l'anti-rotation avec possible démontage. [0015] En liaison avec la fixation d'une sonde avec une paroi de carter de soufflante de tur- bomachine pour aéronef, un autre aspect de l'invention vise un ensemble d'entrée d'air de nacelle de turbomachine pour aéronef, l'ensemble d'entrée d'air entourant un volume d'entrée de fluide et comprenant l'ensemble support précité, avec comme spécificités supplémentaires: - que la structure support fixe soit une paroi de carter de soufflante de turbomachine pour aéronef, - que l'ensemble support comprenne en outre une virole annulaire disposée à l'intérieur de ladite paroi de carter de soufflante, fixée avec elle, et présentant un orifice coaxial avec l'orifice du carter de soufflante, et - que la sonde de mesure dudit paramètre passe à travers lesdits orifices de la virole annulaire et de la paroi de carter de soufflante, sans déboucher dans le volume intérieur où circule le fluide à faire passer dans la turbomachine. [0016] On notera qu'un carter de soufflante en matériau composite est sensible à l'amorce de fissures due à des concentrations de contraintes géométriques - tel qu'un filetage / taraudage. [0017] De plus, des cycles de montage / démontage d'une sonde peuvent endommager le taraudage, ce qui amènerait à devoir effectuer une réparation lourde sur le carter de soufflante. [0018] La solution ci-avant évite ces inconvénients. [0019] A noter que termes « intérieur de » et « extérieur de » sont définis suivant l'axe Z, donc radialement par rapport à l'axe X. Pour le taraudage et le filetage, les filets seront respectivement interne et externe. [0020] En outre, prévoir un orifice adapté au passage d'une partie de la sonde ne doit pas avoir d'impact néfaste, car la sonde montée n'engendra quasiment aucun effort mécanique : elle ne sera alors pas en contact avec le flux d'air (et de dimension réduite). [0021] On pourra par ailleurs trouver intérêt à ce qu'à l'extérieur de ladite paroi de carter de soufflante, la collerette polygonale de la sonde de mesure soit entourée par la rondelle anti-rotation. [0022] Ainsi, l'intervention sera radialement à l'extérieur du carter, avec donc des montages / démontages plus aisés. 100231 On pourra aussi préférer que, la paroi de carter de soufflante s'étendant autour d'un axe (X ; axe longitudinal de la turbomachine), lesdits orifices de la virole annulaire et de la paroi de carter de soufflante s'étendent radialement à cet axe (X), comme la sonde de mesure, qui pourra en particulier être une sonde de pression. Brève description des figures [0024] [fig.11 est une vue schématique d'une turbomachine de moteur aéronautique, [0025] [fig.21 est une demi-coupe axiale schématique de carter de soufflante de tur- bomachine telle que celle de la figure 1, [0026] [fig.31 est une vue schématique d'une nacelle pouvant équiper une turbomachine telle que celle de la figure 1, [0027] [fig.41 est une vue schématique agrandie de la zone IV de la figure 2, [0028] [fig.51 est une vue d'une sonde pouvant être utilisée, avec une rondelle anti-rotation avant assemblage entre elles, [0029] [fig.61 est une vue d'une sonde pouvant être utilisée, avec une rondelle anti-rotation après assemblage entre elles, [0030] [fig.71 est une vue d'un insert métallique pouvant être utilisé, avec une rondelle anti- rotation avant assemblage entre eux, et [003 1] [fig.81 est une vue montrant sous un angle différent le montage de la figure 4. Description détaillée de l'invention [0032] L'invention sera décrite ci-après ((le façon non limitative) dans le cadre de son ap- plication à un carter de soufflante de turbomachine de moteur d'avion. 100331 Comme montré schématiquement par la figure 1, une telle turbomachine 1 comprend, de l'amont (AM) vers l'aval (AV) dans le sens d'écoulement du flux gazeux F, une soufllante 3 disposée du côté de l'entrée du flux gazeux F dans la turbomachine, un compresseur 5, une chambre de combustion 7, une turbine haute pression (HP) 9 et une turbine basse pression (BP) 11. Les turbines 9 et 11 sont couplées respectivement au compresseur 5 et à la soufflante 3 par des arbres coaxiaux respectifs. La turbomachine est logée dans un carter comprenant plusieurs parties correspondant à différents de ses éléments. Ainsi, la soufflante 1 est entourée par un carter 13 de soufflante qui peut supporter sur sa face externe différents équipements tels que des harnais, tuyauteries ou boîtiers (non représentés). 100341 Les parties mobiles (dits de rotor) de la turbomachine 1, et en particulier des turbines 9 et 11 et du compresseurs, tournent autour de l'axe longitudinal X de la turbomachine. 100351 Le flux gazeux F s'écoule globalement d'amont (AM) vers l'aval (AV) le long de l'axe longitudinal X. 100361 Le mode de réalisation de la figure 2 illustre un ensemble support 10 qui comprend deux revêtements d'insonorisation sont prévus, autour des sommets des aubes 15 de la soufflante 3, l'un formé d'un ensemble de panneaux acoustiques 17 dans la partie aval du carter 13, et l'autre formé d'un ensemble de panneaux acoustiques 19 (dit aussi virole annulaire amont/OPB) disposé(e)s dans la partie amont du carter 13 entre son extrémité amont et le revêtement abradablc 21, les surfaces internes des panneaux 19, du revêtement abradablc 21 et des panneaux 17 définissant (en l'entourant axialement) la veine d'entrée d'air 23, aussi désigné ci-avant comme le volume d'entrée de fluide, où arrive le flux gazeux F entrant dans la turbomachine 1 et où tournent les aubes 15 de la soufflante 3. [0037] Chaque panneau 17, 19 d'un ensemble de panneaux acoustiques s'étend sur une partie de la périphérie interne du carter 13 et est fixé à la paroi 130 du carter 13. [0038] Les panneaux 17, 19 peuvent être formés par une structure alvéolaire 17', 19' disposée entre une peau externe 27,29 appliquée contre la face interne du carter 13 et une peau interne 27', 29 multiperforée, les alvéoles étant formées par des cellules délimitées par des parois s'étendant sensiblement radialement entre les peaux. On pourra par exemple se référer au document FR 2 613 773. [0039] Le carter 13 présente une paroi 130 de carter terminée par des brides amont 13a et aval 13b permettant la liaison du carter de soufflante avec d'autres pièces à l'amont et à l'aval. [0040] Le carter 13 est en matériau composite comprenant un renfort fibreux densifié par une matrice. Les fibres de renfort sont, par exemple, des fibres en carbone, verre, aramide ou céramique. La matrice peut être une matrice organique, par exemple un polymère époxyde, bismaléimide ou polyimide. [0041] Sur la figure 3, où les parties respectives de la turbomachine 1 et de la nacelle 31 qui entoure cette turbomachine, on voit en outre l'ensemble d'entrée d'air 33 qui peut comprendre une structure d'entrée d'air 35 et, en aval de celle-ci, l'ensemble support 10. La structure d'entrée d'air 35 comprend une lèvre d'entrée d'air 37, élément périphérique constituant le bord d'attaque de cette structure d'entrée d'air, ainsi qu'un panneau externe 39 prolongeant la partie extérieure de la lèvre d'entrée d'air 37. [0042] Sur la figure 2, on note que la bride amont 13a du carter 13 est fixée axialement avec une bride aval de la structure d'entrée d'air 35. En aval, la bride aval amont 13b du carter 13 est fixée axialement avec une bride amont de la virole de carter intermédiaire 41. [0043] Les figures 4-7 illustrent une solution conforme à l'invention, avec la présence d'un moyen intermédiaire 43 de fixation permettant de fixer une sonde 51 de mesure avec la structure support 13 (dans l'exemple le carter de soufflante, donc). [0044] Le moyen intermédiaire 43 de fixation est fixé avec la structure support 13 (paroi 130 figure 4) et présente un orifice (en fait deux 45, 47 ; voir aussi figure 5) coaxial avec 6 l'orifice 49 de la structure support fixe 13. [0045] Une sonde 51 de mesure est prévue, qui a pour fonction de mesurer un paramètre utile pour la turbomachine 1 ou pour l'aéronef qui en est équipé(e). [0046] La sonde 51 est fixée de manière amovible avec la structure support 13 par vissage. [0047] La sonde 51 passe à travers lesdits orifices de la structure support 13 (paroi 130 figures 4) et du moyen intermédiaire 43 de fixation ; axe Z figures 4 et 8 ; avec les axes X et Z qui sont perpendiculaires. [0048] Le moyen intermédiaire 43 de fixation et la sonde 51 présentent respectivement un taraudage 530 interne et un filetage 430 externe, pour les visser ensemble. En particulier, le moyen intermédiaire 43 de fixation comprend : - un insert 53 métallique disposé fixement dans l'orifice 49 de la structure support 13, et - une rondelle anti-rotation 55 engagée avec l'insert 53 et la sonde 51, pour limiter une rotation relative entre eux, autour de l'axe Z. [0049] L'insert 53 métallique présente le taraudage 530 et, annulaire, est traversé par l'orifice 47. [0050] L'insert 53 métallique est engagé à force dans l'orifice 49, où il est maintenu axialement (axe Z) par deux collerettes annulaires d'extrémité 53a,53b (figure 4). [0051] La rondelle anti-rotation 55, annulaire, est traversée par l'orifice 45. [0052] Pour limiter très efficacement la rotation relative entre la rondelle anti-rotation 55 et la sonde 51, autour dudit axe Z,: - la sonde 51 peut présenter une collerette (à faces) polygonale(s) 57 pourvue périphériquement, sur ces faces polygonales, d'encoches 59, - l'insert 53 métallique présente au moins une encoche 61 et, - comme schématisé figure 7, la rondelle anti-rotation 55 peut présenter des excroissances 55a,55b engagées respectivement : -- dans une ou plusieurs des encoches 59 de la collerette polygonale 57, -- dans au moins une encoche 53b de l'insert métallique 53. [0053] Avec un ensemble d'entrée d'air 33, et plus particulièrement alors sur l'ensemble support 10: - la virole annulaire amont (ou ensemble de panneaux acoustiques) 19 présente un orifice 190, suivant l'axe Z, coaxial donc aux orifices 45, 47, 49 et - la sonde 51 dudit paramètre peut passer à travers les orifices de la virole annulaire 53 et de la paroi 130, sans déboucher dans le volume intérieur 23 (voir figure 4). [0054] Pour favoriser un montage radialement à l'axe X, par l'extérieur (voir figures 4,8), on pourra en outre trouver utile qu'à l'extérieur de la paroi 130 du carter 13 de soufflante, la collerette polygonale 57 de la sonde 51 soit entourée par la rondelle antirotation 55, comme illustré figures 4 et 5. 7 [0055] En particulier dans cc cas, la paroi 130 de carter s'étendant autour de l'axe X, l'orifice 190 de la virole annulaire 19 et celui 49 de la paroi 130 s'étendront alors radialement audit axe X, comme la sonde 51, qui sera alors favorablement une sonde de pression. [0056] En tant que sonde de pression, la sonde 51 présentera à travers l'orifice 190 de la virole annulaire amont 19 et donc alors suivant l'axe Z. une partie tubulaire rectiligne 51a dont l'extrémité distalc 510 sera alors située Plégerernent en retrait par rapport à la surface intérieure 191 de la virole annulaire amont 19. 8 [Revendication 1] [Revendication 2] [Revendication 3] REVENDICATIONSEnsemble support d'une sonde (51) de mesure d'un paramètre dans une turbomachine pour aéronef, l'ensemble support comprenant : - une structure support (13,130) fixe, en matériau composite, présentant un orifice (49), - une dite sonde (51) de mesure dudit paramètre fixée de manière amovible avec la structure support par vissage, - un moyen intermédiaire de fixation (43), pour fixer la sonde de mesure avec la structure support fixe, le moyen intermédiaire de fixation étant fixé avec la structure support (13,130) et présentant un orifice (45,47) coaxial (Z) avec l'orifice (49) de la structure support fixe, la sonde (51) de mesure dudit paramètre passant à travers lesdits orifices de la structure support fixe et du moyen intermédiaire de fixation, et, le moyen intermédiaire de fixation (43) et la sonde (51) de mesure présentant respectivement un taraudage (530) interne et un filetage (430) externe, pour les visser ensemble, caractérisée en ce que le moyen intermédiaire de fixation comprend : - un insert (53) métallique disposé fixement dans l'orifice (49) de la structure support fixe et présentant ledit taraudage (530) interne, - une rondelle anti-rotation (55) engagée avec l'insert (53) et la sonde (51) de mesure pour limiter une rotation relative entre eux, autour dudit axe (Z). Ensemble support selon le revendication 1 dans lequel, pour limiter la rotation relative entre la rondelle anti-rotation et la sonde de mesure eux, autour dudit axe : - la sonde (51) de mesure présente une collerette (57) polygonale pourvue périphériquement d'encoches (59), - l'insert (53) métallique présente au moins une encoche (53b) et, - la rondelle anti-rotation (55) présente des excroissances (55a,55b) engagées dans les encoches (59) de la collerette polygonale et dans ladite au moins une encoche (53b) de l'insert métallique. Ensemble d'entrée d'air (33) de nacelle de turbomachine pour aéronef, l'ensemble d'entrée d'air entourant un volume d'entrée de fluide (23) et comprenant l'ensemble support (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel : - la structure support fixe (13,130) est une paroi (130) de carter de soufflante de turbomachine pour aéronef, 9 [Revendication 4] - l'ensemble support comprend en outre une virole annulaire (19) disposée à l'intérieur de ladite paroi (130) de carter de soufflante, fixée avec elle, et présentant un orifice (190) coaxial avec l'orifice (47) de ladite paroi (130) de carter de soufflante. et [Revendication 5] - la sonde (51) de mesure dudit paramètre passe à travers lesdits orifices de la virole annulaire et de la paroi de carter de soufflante, sans déboucher dans le volume intérieur (23). Ensemble support selon la revendication 3 dans lequel, à l'extérieur de ladite paroi de carter de soufflante, la collerette (57) polygonale de la sonde de mesure est entourée par la rondelle anti-rotation (55). Ensemble support selon l'une quelconque des revendications 3 ou 4, dans lequel : - la paroi (130) de carter (13) de soufflante s'étend autour d'un axe (X), - lesdits orifices (190,47) de la virole annulaire (19) et de la paroi (130) de carter de soufflante s'étendent radialcment audit axe (X), comme la sonde (51) de mesure, qui est une sonde de pression.