Brevet FR3111393A1 — publié le 20211217

Turbomachine (10) d’axe longitudinal (X-X’) comprenant une veine interne (VI), une veine externe (VE) et un organe de séparation (20) configuré pour séparer un flux d’air principal (F) en un flux d’air primaire (F1) circulant dans la veine interne (VI) et un flux d’air secondaire (F2) circulant dans la veine externe (VE), la veine externe (VE) comprenant au moins un aubage (18) comprenant une plateforme interne (18a) et une pluralité d’aubes directrices de sortie (18c) s’étendant radialement en saillie de ladite plateforme interne (18a) et configurées pour redresser le flux secondaire (F2) en un flux secondaire redressé. L’organe de séparation (20) est distinct de l’aubage (18) et fixé de manière amovible par crochetage sur une extrémité amont (18d) de la plateforme interne (18a) dudit aubage (18). Figure pour l’abrégé : Fig 2 Turbomachine comprenant un organe de séparation d’un flux d’air amovible Domaine technique de l’invention La présente invention concerne le domaine des turbomachines, et notamment la séparation du flux d’air principal en un flux d’air primaire et un flux d’air secondaire. Etat de la technique antérieure Classiquement, on connait les turbomachines du type turboréacteur à double flux comportant une manche d'entrée recevant un flux d’air principal qui est aspiré par un compresseur basse pression pour ensuite être divisé en un flux primaire central et un flux secondaire entourant le flux primaire. Le compresseur basse pression est assimilable à une soufflante en ce qu’une partie du flux d’air qu’il compresse alimente un flux secondaire. Le flux secondaire circule dans un espace appelé veine secondaire qui est délimité extérieurement par un carter de veine secondaire encore appelé carène du moteur, et intérieurement par une enveloppe entourant le flux primaire. Le flux primaire circule dans un espace appelé veine primaire délimité extérieurement par l’enveloppe et intérieurement par une succession d’éléments internes fixes et rotatifs. Les éléments internes fixes comprennent des plateformes de redresseurs et de distributeurs, et des viroles de carters intérieurs, et les éléments internes rotatifs comprennent des plateformes de roues aubagées de rotors. Plus concrètement, le flux primaire circule entre un carter interne et un carter externe de compresseur haute pression pour être comprimé dans ce compresseur haute pression avant d’être brulé dans une chambre de combustion. Il est ensuite détendu dans une turbine haute pression pour entraîner le compresseur haute pression, puis dans une turbine basse pression pour entraîner le compresseur basse pression, avant d'être expulsé vers l'arrière en générant une poussée. L’enveloppe délimitant extérieurement la veine primaire est ainsi formée par une série de carters comprenant un carter de compresseur haute pression, un carter au niveau de la chambre de combustion et un carter de turbine haute pression, ainsi que par une virole externe de carter d’échappement. Chaque turbine et chaque compresseur est formé d’étages comportant chacun une série d'aubes rotatives régulièrement espacées autour d'un axe central longitudinal du moteur, précédé éventuellement d’un distributeur dans le cas d’une turbine ou suivie éventuellement d’un redresseur dans le cas d’un compresseur. Les distributeurs et les redresseurs sont constitués d’une série d’aubes fixes. La partie arrière d’un tel moteur comprend, en aval de la turbine basse pression, un carter d’échappement qui porte un palier supportant une extrémité arrière de rotor du moteur. Ce carter d’échappement comporte une virole interne et une virole externe et des bras radiaux solidarisant ces viroles l’une à l’autre, en traversant radialement la veine primaire. On connait également les turbomachines d’aéronef, du type turboréacteur à double flux et à double corps. Le flux d’air principal est divisé en flux d’air primaire et en flux d’air secondaire par un bec ou nez séparateur d’air situé en aval de la soufflante. Le flux d’air primaire circule dans la veine primaire en pénétrant dans le compresseur basse pression au niveau d’aubes directrices d’entrée ou « inlet guide vanes », d’acronyme IGV en termes anglo-saxons. Le flux d’air secondaire est dévié par le bec séparateur dans la veine secondaire en direction des aubes directrices de sortie ou « outlet guide vanes », d’acronyme OGV en termes anglo-saxons, puis vers la sortie de la turbomachine. Le bec séparateur est disposé en amont des aubes OGV, sur l’extrémité amont de la plateforme interne de l’aubage OGV. Dans le cas où le compresseur basse pression est assimilable à une soufflante, le flux principal est divisé en aval dudit compresseur basse pression et le flux d’air primaire circule dans la veine primaire en pénétrant dans le compresseur haute pression. La séparation du flux d’air principal par le bec de séparation crée une perturbation des flux qui sont ensuite redressés par les aubes respectivement des aubes directrices d’entrée ou de sortie. Toutefois, le bec séparateur est situé dans une zone confrontée à de fortes contraintes environnementales et est amené à se dégrader fortement, notamment en cas de grêles ou d’éléments extérieurs entrant dans la turbomachine. En cas d’endommagement du bec séparateur, il est nécessaire de remplacer l’aubage OGV dans son ensemble, ce qui engendre un coût de maintenance important. Ainsi, il existe un besoin d’améliorer la maintenance des turbomachines. La présente invention a donc pour but de palier les inconvénients des systèmes précités et de proposer un organe de séparation du flux d’air compact et permettant une maintenance aisée et à moindre coût de la turbomachine. La présente invention a pour objet une turbomachine d’axe longitudinal comprenant une veine interne, une veine externe et un organe de séparation configuré pour séparer un flux d’air principal en un flux d’air primaire circulant dans la veine interne et un flux d’air secondaire circulant dans la veine externe, la veine externe comprenant au moins un aubage comprenant une plateforme interne ou pied et une pluralité d’aubes directrices de sortie ou « outlet guide vanes », d’acronyme OGV en termes anglo-saxons, s’étendant radialement en saillie de ladite plateforme interne et configurées pour redresser le flux secondaire en un flux secondaire redressé. L’organe de séparation est distinct de l’aubage OGV et fixé de manière amovible par crochetage sur une extrémité amont de la plateforme interne dudit aubage. En d’autres termes, l’organe de séparation est fixé sur l’aubage sans visseries. Avantageusement, l’organe de séparation du flux comprend une portion de fixation insérée dans une gorge externe ou rainure pratiquée sur la surface externe de l’extrémité amont de la plateforme interne de l’aubage OGV. Par exemple, l’organe de séparation du flux comprend une portion de centrage interne s’étendant axialement vers la plateforme interne de l’aubage OGV et insérée sous ledit aubage. La portion de centrage interne peut être située dans une gorge interne pratiquée sur la surface interne de l’extrémité amont de la plateforme interne de l’aubage OGV. Selon un mode de réalisation, l’organe de séparation du flux comprend une portion principale délimitée radialement par une surface externe et une surface interne reliées à l’amont par une zone de séparation du flux d’air principal. Ainsi, le flux d’air primaire circule le long de la surface interne de l’organe de séparation et le flux d’air secondaire circule le long de la surface externe de l’organe de séparation. La surface externe de la portion principale est avantageusement prolongée par la surface externe de la portion de fixation. Selon un mode de réalisation, la turbomachine comprend un organe annulaire de maintien en position de l’organe de séparation. Par exemple, l’organe de maintien en position est un anneau fendu, par exemple de type circlips. La surface externe de l’organe de maintien en position s’étend avantageusement dans le prolongement de la surface externe de la portion de fixation. Ainsi, on assure une continuité de la surface interne de la veine externe. Par exemple, l’organe de séparation comprend une pluralité de segments distincts. Par exemple, l’organe de séparation est annulaire. Selon un mode de réalisation, la turbomachine comprend au moins un deuxième aubage disposé dans la veine interne et comprenant une pluralité d’aubes directrices d’entrée ou « inlet guide vanes », d’acronyme IGV en termes anglo-saxons configurées pour redresser le flux primaire en un flux primaire redressé. Selon un mode de réalisation, la turbomachine comprend, dans la veine interne, un compresseur basse pression, un compresseur haute pression, une chambre annulaire de combustion, une turbine haute pression et une turbine basse pression. Selon un deuxième aspect, l’invention concerne un procédé de montage d’un organe de séparation des flux d’une turbomachine telle que décrit précédemment dans lequel : - on positionne l’organe de séparation sur la plateforme interne de l’aubage OGV de manière à ce qu’une portion de fixation dudit organe vienne en contact avec une gorge externe de la plateforme interne ; - on met en rotation l’organe de séparation jusqu’à ce qu’une portion de centrage soit insérée dans une gorge interne de la plateforme interne de l’aubage OGV ; et - on insère axialement un organe de maintien en position dans la gorge externe entre la portion de fixation et la plateforme interne de l’aubage OGV. D'autres buts, caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à la lecture de la description suivante, donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif, et faite en référence aux dessins indexés sur lesquels : illustre schématiquement une demi-coupe axiale d’une structure d'un exemple d’une turbomachine situant l’emplacement d’un organe de séparation du flux d’air principal en flux d’air primaire et en flux d’air secondaire ; illustre en détails l’organe de séparation du flux d’air de la figure 1 selon un mode de réalisation de l’invention ; est une vue en perspective d’une partie de l’organe de séparation du flux d’air de la figure 2 ; et représentent les étapes de montage de l’organe de séparation du flux d’air de la figure 2. Dans la suite de la description, les termes « amont » et « aval » sont définis par rapport au sens de circulation de l’air dans la turbomachine. Les termes « interne » et « externe » sont définis par rapport à l’axe longitudinal de la turbomachine, le terme interne définissant un élément plus proche dudit axe qu’un élément externe. Exposé détaillé d’au moins un mode de réalisation Sur la figure 1 est représentée très schématiquement une demi-coupe axiale d’une turbomachine 10, d’axe général longitudinal X-X’, par exemple de type turboréacteur à double flux et double corps comprenant une soufflante 11, accouplée à un moteur à turbine à gaz comportant un compresseur basse pression 12, un compresseur haute pression 13, une chambre annulaire de combustion 14, une turbine haute pression 15 et une turbine basse pression 16. Les rotors du compresseur haute pression et de la turbine haute pression sont reliés par un arbre haute pression (HP) (non représenté) et forment avec lui un corps haute pression. Les rotors du compresseur basse pression et de la turbine basse pression sont reliés par un arbre basse pression (BP) (non représenté) et forment avec lui un corps basse pression. Les arbres HP et BP s'étendent suivant un axe longitudinal X-X’ de la turbomachine 10. L'arbre de soufflante est lié en rotation à l'arbre BP directement ou indirectement. On notera que l’invention n’est pas limitée à une telle structure de turbomachine et pourrait s’appliquer à une turbomachine de structure différente, par exemple à une turbomachine de type turboréacteur à double flux, dans laquelle le compresseur basse pression fait office de soufflante. En aval de la soufflante 11, le flux d’air principal F est séparé par un organe de séparation ou bec ou nez séparateur 20 en un flux d’air primaire F1 et en un flux d’air secondaire F2. Le flux d’air primaire F1 parcourt un passage interne ou veine primaire VI en pénétrant dans le compresseur basse pression 12 au niveau d’aubes directrices d’entrée 17 ou « inlet guide vanes », d’acronyme IGV en termes anglo-saxons. Le flux d’air secondaire F2 parcourt un passage annulaire externe ou veine secondaire VE en direction d’aubes directrices de sortie 18 ou « outlet guide vanes », d’acronyme OGV en termes anglo-saxons, puis vers la sortie de la turbomachine. Les aubes OGV 18 sont fixes et permettent de redresser le flux d’air froid en aval de la soufflante afin d’optimiser le rendement de la turbomachine. En d’autres termes, le flux d’air secondaire F2 est redressé par les aubes OGV 18 en un flux secondaire redressé F2’. L’organe de séparation 20 du flux d’air principal F est illustré en détails en référence à la figure 2. L’organe de séparation 20 est distinct de l’aubage OGV 18 et fixé de manière amovible sur celui-ci par crochetage. En d’autres termes, l’organe de séparation est fixé sur l’aubage sans visseries. Tel qu’illustré sur la figure 3, l’aubage OGV 18 comprend une plateforme interne ou pied 18a, une plateforme externe 18b et une pluralité de pales ou aubes 18c s’étendant radialement entre les plateformes interne et externe 18a, 18b. L’organe de séparation 20 est segmenté dans sa circonférence en une pluralité de segments ou secteurs identiques entre eux. L’organe de séparation 20 est annulaire. L’organe de séparation 20 est fixé sur l’extrémité amont 18d de la plateforme interne 18a. L’organe de séparation 20 du flux comprend à cet effet une portion principale 22 délimitée radialement par une surface externe 22a et une surface interne 22b reliées à l’amont par une zone 22c de séparation du flux d’air principal F. Ainsi, le flux d’air primaire F1 circule le long de la surface interne 22b de l’organe de séparation et le flux d’air secondaire F2 circule le long de la surface externe 22a de l’organe de séparation 20. L’organe de séparation 20 comprend en outre une portion de fixation 24 destinée à venir se fixer par crochetage, encliquetage ou clipsage sur l’extrémité amont 18d de la plateforme interne 18a. La portion de fixation 24 comprend une première partie 24a s’étendant axialement vers l’aubage OGV 18, notamment le pied 18a, et une deuxième partie 24b en saillie radiale à partir de la première partie 24a vers l’intérieur. La deuxième partie 24b est destinée à venir s’insérer dans une gorge externe ou rainure 18f pratiquée sur la surface externe de l’extrémité amont 18d de la plateforme interne 18a de l’aubage OGV 18, tel que cela est visible sur les figures 4A à 4C. L’organe de séparation 20 comprend en outre une portion de centrage 26 interne s’étendant axialement depuis une extrémité aval interne de la portion principale 22 vers l’aubage OGV 18, notamment le pied 18a. La portion de centrage interne 26 est destinée à venir s’insérer sous l’aubage OGV 18, notamment dans une gorge interne 18g pratiquée sur la surface interne de l’extrémité amont 18d de la plateforme interne 18a de l’aubage OGV 18, tel que cela est visible sur la figure 4C. L’organe de séparation 20 est maintenu en position par un organe 28 de maintien en position disposé axialement dans la gorge externe 18f entre la portion de fixation 22 et la plateforme interne 18a de l’aubage OGV 18. L’organe 28 de maintien en position est annulaire. L’organe 28 de maintien en position peut être, à titre d’exemple nullement limitatif, un anneau fendu, par exemple de type circlips. La surface externe 28a de l’organe 28 de maintien en position s’étend dans le prolongement de la surface externe 22a de la portion principale 22. Ainsi, on obtient une continuité de la surface interne de la veine externe VE. L’organe de séparation 20 est monté sur l’aubage OGV 18 comme suit, en référence aux figures 4A à 4C. Chaque segment de l’organe de séparation 20 est positionné sur la plateforme interne 18a de l’aubage OGV 18 de manière à ce que la portion de fixation 24, et notamment sa deuxième partie 24a, vienne en contact avec la gorge externe 18f de la plateforme interne 18a, tel que visible sur la figure 4A. Chaque segment de l’organe de séparation 20 est ensuite mis en rotation jusqu’à ce que la portion de centrage 26 soit insérée dans la gorge interne 18g de la plateforme interne 18a, tel que visible sur la figure 4B. Une fois tous les segments de l’organe de séparation 20 mis en position, l’organe 28 de maintien en position est inséré axialement dans la gorge externe 18f entre la portion de fixation 24 et la plateforme interne 18a de l’aubage OGV 18, tel que visible sur la figure 4C. Ainsi, on s’affranchit d’utiliser des moyens de fixation par vissage, pour assurer une continuité de la surface interne de la veine externe VE. Dans l’exemple illustré, l’organe de séparation 20 des flux est situé radialement au-dessus de la première rangée d’aubes IGV 17. En variante, on pourrait prévoir que l’organe de séparation 20 soit situé à un autre endroit, en amont de l’aubage OGV 18. Grace à l’organe de séparation du flux d’air selon l’invention, il est possible de le remplacer en cas d’endommagement, sans remplacer l’aubage OGV, ce qui réduit considérablement le coût de maintenance de la turbomachine. Turbomachine (10) d’axe longitudinal (X-X’) comprenant une veine interne (VI), une veine externe (VE) et un organe de séparation (20) configuré pour séparer un flux d’air principal (F) en un flux d’air primaire (F1) circulant dans la veine interne (VI) et un flux d’air secondaire (F2) circulant dans la veine externe (VE), la veine externe (VE) comprenant au moins un aubage (18) comprenant une plateforme interne (18a) et une pluralité d’aubes directrices de sortie (18c) s’étendant radialement en saillie de ladite plateforme interne (18a) et configurées pour redresser le flux secondaire (F2) en un flux secondaire redressé (F2’), caractérisé en ce que l’organe de séparation (20) est distinct de l’aubage (18) et fixé de manière amovible par crochetage sur une extrémité amont (18d) de la plateforme interne (18a) dudit aubage (18). Turbomachine (10) selon la revendication 1, dans laquelle l’organe de séparation (20) du flux comprend une portion de fixation (24) insérée dans une gorge externe (18f) pratiquée sur la surface externe de l’extrémité amont (18d) de la plateforme interne (18a) de l’aubage (18). Turbomachine (10) selon la revendication 1 ou 2, dans laquelle l’organe de séparation (20) du flux comprend une portion de centrage (26) interne s’étendant axialement vers la plateforme interne (18a) de l’aubage (18) et insérée sous ledit aubage (18). Turbomachine (10) selon la revendication 3, dans laquelle la portion de centrage (26) interne est située dans une gorge interne (18g) pratiquée sur la surface interne de l’extrémité amont (18d) de la plateforme interne (18a) de l’aubage (18). Turbomachine (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle l’organe de séparation (20) du flux comprend une portion principale (22) délimitée radialement par une surface externe (22a) et une surface interne (22b) reliées à l’amont par une zone (22c) de séparation du flux d’air principal (F). Turbomachine (10) selon la revendication 5 et l’une quelconque des revendications 2 à 4, dans laquelle la surface externe (22a) de la portion principale (22) est prolongée par la surface externe de la portion de fixation (24). Turbomachine (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant un organe annulaire (28) de maintien en position de l’organe de séparation (20). Turbomachine (10) selon la revendication 7, dans laquelle l’organe (28) de maintien en position est un anneau fendu, par exemple de type circlips. Turbomachine (10) selon la revendication 7 et 8 en combinaison avec la revendication 6, dans laquelle la surface externe (28a) de l’organe (28) de maintien en position s’étend dans le prolongement de la surface externe de la portion de fixation (24). Turbomachine (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle l’organe de séparation (20) comprend une pluralité de segments distincts. Turbomachine (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle l’organe de séparation (20) est annulaire. Turbomachine (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant au moins un aubage (17) disposé dans la veine interne (VI) et comprenant une pluralité d’aubes directrices d’entrée configurées pour redresser le flux primaire (F1) en un flux primaire redressé (F1’). Turbomachine (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant, dans la veine interne (VI), un compresseur basse pression (12), un compresseur haute pression (13), une chambre annulaire de combustion (14), une turbine haute pression (15) et une turbine basse pression (16). Procédé de montage d’un organe de séparation des flux (20) d’une turbomachine (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel : - on positionne l’organe de séparation (20) sur la plateforme interne (18a) de l’aubage (18) de manière à ce qu’une portion de fixation (24) dudit organe (20) vienne en contact avec une gorge externe (18f) de la plateforme interne (18a) ; - on met en rotation l’organe de séparation (20) jusqu’à ce qu’une portion de centrage (26) soit insérée dans une gorge interne (18g) de la plateforme interne (18a) de l’aubage OGV (18) ; et - on insère axialement un organe (28) de maintien en position dans la gorge externe (18f) entre la portion de fixation (24) et la plateforme interne (18a) de l’aubage (18).