Brevet FR3092611A1 — publié le 20200814

Description Titre de l'invention : Soufflante de turbomachine Domaine technique de l'invention [0001] La présente invention concerne un ensemble annulaire ainsi qu'une soufflante et une turbomachine équipée d'un tel ensemble annulaire. Présentation de l'invention [0002] La figure 1 représente un ensemble annulaire 10 d'axe longitudinal A selon la technique connue, laquelle comprend un carter 12 qui est une pièce annulaire structurante supportant sur sa face radialement interne, une succession longitudinale de panneaux 14, 16, 18. A l'extrémité amont, un panneau acoustique 14 annulaire monobloc est disposé, de manière à réduire les émissions sonores vers l'amont. On observe qu'une roue de soufflante 20 est agencée en aval du panneau amont 14 et est entourée par un panneau 16 de support d'un matériau abradable visant à limiter les circulations d'air en sommet des aubes de la roue 20 de la soufflante. Le carter 12 de soufflante, ainsi appelé de manière courante, comprend, à son extrémité aval, une bride annulaire 24 radiale fixée sur une bride annulaire radiale correspondante d'un carter intermédiaire de la turbomachine, comportant des moyens d'accrochage à l'avion. [0003] La figure 2 illustre, en perspective, le panneau acoustique 14 de l'extrémité amont de la soufflante 22. La figure 3 illustre, quant à elle, le même panneau acoustique 10 en coupe. Le panneau acoustique 14 comprend une structure alvéolaire 26, par exemple du type en nid d'abeille, les alvéoles 28 étant orientées radialement. Les alvéoles 28 sont recouvertes d'un tissu carbone, par une technique de drappagc. [0004] Pour assurer la fixation du panneau acoustique 14 au carter 12, des évidements 30 ou rainures sont réalisées sur sa face radialement externe et logent chacun une patte 32 de fixation métallique en L. Chaque patte 32 est fixée par rivetage au travers du panneau 14 et comprend une partie radialement externe 32a fixée par boulonnage sur une partie radiale 34a d'une patte 34 métallique du carter 12 de la soufflante 22 (figure 4). [0005] Cc type de montage est généralement réalisé au moyen d'au moins une dizaine de couples de pattes métalliques 32, 34, ce qui nécessite un temps de montage long et complique l'opération en elle-même. Par ailleurs, lors d'opération de maintenance, le nombre importun d'éléments de liaison s'avère problématique au regard du temps nécessaire à la manipulation de ces éléments. Egalement, ces fixations induisent un hyperstatisme de fixation du carter 12 avec le panneau acoustique 14 induisant une sur-contrainte statique dans les liaisons boulonnées des pattes 32, 34, une compression anormale des joints de liaisons des panneaux. Enfin, la réalisation de rainures complique fortement le processus de fabrication du panneau acoustique puisqu'il est 2 nécessaire une variation de la dimension radiale de la structure alvéolaire. [0006] L'invention a notamment pour but d'apporter une solution simple, efficace et économique aux problèmes précités. Résumé de l'invention [0007] Le document concerne un ensemble annulaire d'axe longitudinal pour turbomachine comprenant un carter en matériau composite tissé portant sur sa face radialement interne un panneau acoustique à structure alvéolaire recouverte d'un matériau composite, caractérisé en ce que le carter comprend au moins un renfoncement radial dans lequel est engagé au moins une partie en saillie radialement vers l'extérieur de la face radialement externe du panneau acoustique annulaire. [0008] Selon l'agencement technologique proposé, la liaison entre le carter et le panneau acoustique est réalisée par coopération de forme et permet de bloquer le panneau acoustique relativement au carter. La réalisation du renfoncement radial sur le carter peut être réalisée lors du tissage du carter à l'aide d'une contre-forme, ce qui n'induit aucun risque de sectionner des fibres. Les parties en saillie du panneau acoustique peuvent être réalisées par moulage (lors du drappage), ce qui s'avère simple à réaliser. La structure alvéolaire peut désormais présenter une épaisseur uniforme en direction circonférentielle, ce qui facilite sa fabrication. Il est ainsi possible d'avoir recours à une pluralité de secteurs de structure alvéolaire juxtaposé les uns aux autres. Le panneau acoustique peut être sectorisé mais est de préférence formée d'une seule pièce sur 3600. [0009] Chaque renfoncement peut présenter une forme complémentaire d'une partie en saillie. Plus particulièrement, chaque renfoncement et chaque partie en saillie peut présenter en direction longitudinale une section sensiblement uniforme, de manière à faciliter le montage du panneau par translation sur le carter. Par exemple, chaque partie en saillie peut avoir une section sensiblement rectangulaire et s'étendre longitudinalement d'une extrémité à l'autre du panneau. [0010] Pour éviter tout mouvement axial du panneau relativement au carter dans le cas où les formes relatives des parties en saillie et des renfoncements du carter ne permettraient pas d'éviter ce mouvement, un organe de liaison du carter au panneau acoustique peut alors traverser depuis l'extérieur le carter et être inséré dans chaque partie en saillie du panneau acoustique. [0011] Egalement, le panneau acoustique peut comprendre au moins trois parties en saillie chacune formées par une nervure longitudinale, les nervures étant régulièrement réparties autour de l'axe longitudinal de l'ensemble annulaire. [0012] Chaque nervure peut présenter deux faces latérales reliées l'une à l'autre par une face de fond, lesdites deux faces latérales étant sensiblement planes et inclinées l'une rela- 3 tivement à l'autre de manière à converser l'une vers l'autre en allant radialement vers l'extérieur. Cette conformation particulière des nervures en conjugaison avec une forme complémentaire des renfoncements du carter permet de faciliter le montage du panneau acoustique. [0013] Egalement, une bande anti-usure peut être appliquée sur chacune des faces latérales d'une nervure. Cela permet de limiter l'usure des renfoncements du carter par frottement du panneau acoustique, en fonctionnement, du fait des vibrations de la turbomachine. L'utilisation de bande anti-usure, en téflon par exemple s'avère intéressante pour éviter entre le composite du carter et le composite du panneau acoustique. [0014] Dans un exemple de réalisation, le carter est réalisé par tissage de fibres de carbone et injection de résine. [0015] Le document concerne aussi une soufflante d'une turbomachine comprenant un ensemble annulaire comme indiquée ci-dessus et au moins une roue de soufflante entourée par le carter et agencée en aval du panneau acoustique. Il vise également une turbomachine comprenant une telle soufflante. [0016] L'invention sera mieux comprise et d'autres détails, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante faite à titre d'exemple non limitatif en référence aux dessins annexés. Brève description des figures [0017[ [fig.1] , déjà décrite précédemment, est une vue schématique en perspective d'une soufflante d'une turbomachine selon la technique connue ; [0018[ [fig.2] , la figure 2, déjà décrite précédemment, est une vue schématique d'un panneau acoustique annulaire agencé à l'extrémité amont d'une soufflante telle que représentée en figure 1 ; [0019[ [fig.3] , déjà décrite précédemment, est une schématique en coupe longitudinale d'un panneau acoustique montrant les moyens de fixation du panneau acoustique ; [0020] [fig.4] , déjà décrite précédemment, est un une vue schématique de la fixation du panneau acoustique à un carter externe ; [0021] [fig.5] et [0022] [fig.6] sont des vues schématiques du principe d'assemblage d'un panneau acoustique avec un carter selon l'invention ; [0023] [fig.7] , est une vue schématique d'un panneau acoustique destiné à être utilisé dans une manche d'entrée d'air selon l'invention ; [0024] [fig.8] , est une vue schématique d'un carter destiné à être utilisé dans un ensemble annulaire selon l'invention, [0025] [fig.9] , est une vue à plus grande échelle de la zone délimitée en pointillée sur la figure 8. Description détaillée de l'invention [0026] On se réfère maintenant aux figures 5 à 8 qui représentent la liaison du panneau acoustique 36 et d'un carter 38 dans un ensemble annulaire 39 selon l'invention. [0027] Il est ainsi proposé de réaliser des renfoncements longitudinaux 40 ou axiaux sur la face interne du carter 38 lequel est réalisé par tissage de fibres de carbone et injection de résine. Ces renfoncements longitudinaux 40 forment des rainures à section sensiblement rectangulaire. La section des rainures est sensiblement constante en direction longitudinale A. [0028] Lc panneau acoustique 36 comprend une structure interne alvéolaire (non re- présentée) similaire à ce qui a été décrit en référence à la technique antérieure, avec des alvéoles orientées selon la direction radiale et recouverte d'une couche d'un matériau composite en fibre de carbone ou de verre. Lc panneau acoustique 36 comprend des parties en saillie 42 formées par des nervures longitudinales ou axiales. Chaque nervure 42 présente une section sensiblement uniforme d'une extrémité axiale à l'autre du panneau acoustique 36. La section peut avoir une forme sensiblement rectangulaire, bien qu'il sera noté que les flancs peuvent être inclinés comme cela sera précisé ci-après. [0029] Comme cela est représenté sur la figure 7 et sur la figure 8, les nervures 42 peuvent être régulièrement réparties autour de l'axe longitudinal A et peuvent être au nombre de trois de même que les rainures 38 du carter. [0030] Ainsi conformés, les renfoncements 40 du carter 38 et les nervures 42 du panneau acoustique 36 présentent des formes complémentaires qui permettent un engagement axial du panneau acoustique 36 à l'intérieur du carter 38 par coulissement des nervures 42 du panneau acoustique 36 dans les rainures 40 du carter 38. [0031] Comme on peut l'observer sur les figures 5 et 6, chaque nervure 42 comprend deux faces latérales 42a, c'est-à-dire deux faces d'extrémités circonférentielles, chaque face 42a s'étendant longitudinalement. Par ailleurs, les deux faces latérales 42a d'une nervure 42 sont sensiblement planes et inclinées l'une relativement à l'autre de manière à converger l'une vers l'autre en allant radialement vers l'extérieur. Les faces latérales 42a d'une nervure 42 sont reliées l'un à l'autre par une face de fond 42b. Dans cette configuration, chaque rainure 40 du carter 38 présente alors une forme complémentaire avec des faces également inclinées en oblique. Cette conformation permet de faciliter le montage du panneau acoustique 36. [0032] Pour éviter tout mouvement longitudinal du panneau acoustique 36 dans le carter 38, on prévoit des organes 44 de blocage du panneau acoustique 36 sur le carter 38. Ainsi, un organe de fixation 44 est inséré depuis l'extérieur du carter 38 et de manière à venir s'insérer dans une nervure 42 du panneau acoustique 38. Plus précisément, chaque organe 44 de fixation traverse le carter 38, puis la face de fond 42b d'une nervure 42 et est inséré dans la structure alvéolaire du panneau acoustique 36. L'organe de fixation 44 peut être un insert tel qu'un rivet aveugle. [0033] Chaque face latérale 42a d'une nervure 42 peut être recouverte d'une bande anti- usure visant à limiter l'usure du carter 38 du fait des vibrations du panneau acoustique 36, en fonctionnement. Ces bandes anti-usures peuvent être réalisées en téflon par exemple. [0034] La liaison du panneau acoustique 36 au carter 38 proposée dans le présent document permet d'utiliser une structure alvéolaire présentant une épaisseur constante en direction circonférentielle, cc qui facilite la fabrication du panneau acoustique 36 ainsi que son assemblage. Par ailleurs, on améliore l'atténuation acoustique réalisé par la structure alvéolaire. 6