Brevet FR3100561A1 — publié le 20210312

L’invention porte sur un carter de turbomachine d’aéronef, le carter (23) comportant : - une enveloppe annulaire (29) s’étendant autour d’un axe A ; - un élément annulaire (24 ; 253, 254), fixé sur une surface intérieure (29a) de l’enveloppe (29), l’élément annulaire (24 ; 253, 254) comportant un corps (25) qui est en matériau à alvéoles de type NIDA et qui comprend une partie aval (252) présentant une première surface intérieure (25a) recouverte d’une couche de matière abradable (26), et une partie amont (251) présentant une seconde surface intérieure (25b) exempte de matière abradable, caractérisé en ce que le corps (25) s’étend de manière continue de la partie amont (251) à la partie aval (252). Figure pour l'abrégé : Figure 5 FIXATION D’UNE VIROLE ACOUSTIQUE A UNE ENVELOPPE DE CARTER POUR UNE TURBOMACHINE D’AERONEF Domaine technique de l'invention La présente invention concerne la réalisation d’un carter, en particulier de soufflante, pour une turbomachine d’aéronef, et en particulier la fixation d’une virole acoustique à une enveloppe de carter. Arrière-plan technique De façon classique, une turbomachine comprend d’amont en aval, c'est-à-dire dans le sens d’écoulement des flux de gaz, une soufflante, un ou plusieurs compresseurs, une chambre de combustion, une ou plusieurs turbines, et une tuyère d’éjection des gaz de combustion sortant de la ou des turbines. La figure 1 représente partiellement et schématiquement une soufflante 1 d’une turbomachine d’aéronef. La soufflante 1 comporte une roue à aubes 2 qui est entourée par un carter 3 de soufflante, encore appelé carter de rétention du fait de sa fonction de rétention des aubes en cas de rupture de celles-ci, ou en cas d’entrée de débris dans la soufflante. Le carter de soufflante 3 comprend typiquement une enveloppe annulaire 9 d'axe de révolution A qui s'étend autour des aubes de soufflante 2 de la turbomachine. Cette enveloppe comprend une bride annulaire de fixation 3’, 3’’ à chacune de ses extrémités axiales. Ces brides 3’, 3’’ sont utilisées pour fixer le carter 3 à des parois annulaires de la nacelle de la turbomachine. Le carter de soufflante 3 est lié, à l’amont, à une manche d’entrée d’air 5, et, à l’aval, à une virole 6 de carter intermédiaire. Le carter comporte également une virole acoustique amont 7 (aussi appelée OPB pour One Piece Barrel, ce qui signifie « fût en une pièce ») et des panneaux acoustiques aval 8. Le carter de soufflante 3 comporte encore une couche annulaire 4 de matière abradable, positionnée sur une surface annulaire interne de l’enveloppe, entre l’OPB 7 et les panneaux aval 8. En plus de la fonction de rétention, le carter de soufflante 3 est également conçu pour : assurer une continuité mécanique (des efforts et des moments) entre la manche d’entrée d’air 5 et la virole 6 de carter intermédiaire ; permettre la fixation des panneaux de veine (OPB 7, panneau acoustique 8 et couche de matière abradable 4), permettre la fixation d’équipements et de supports ; tenir les spécifications de règlementation au feu et aux fuites ; permettre une continuité du courant électrique pour la tenue à la foudre, etc. L’OPB 7 est par exemple en matériau composite tandis que l’enveloppe 9 peut être en matériau composite ou métallique. Les figures 2a à 2h illustrent par exemple un système de fixation connu 10 de l’OPB 7 sur l’enveloppe 9 par liaison boulonnée (vis 10a, écrous 10b, pièces de liaison en L 10c reliées l’une à l’autre selon un assemblage en forme de S, alésages 10d destinés à loger les vis 10a). Ce système de fixation 10 nécessite de prévoir des géométries structurelles et des usinages spécifiques sur chacun des composants à assembler, tels que des lamages 11 prévus sur les surfaces internes de l’enveloppe 9 (figures 2A et 2B) et des rainures longitudinales 12 dans l’OPB 7 pour ménager de la place aux pièces de liaisons 10c (figures 2C et 2D). Le système de fixation 10 assemblé est illustré dans une première version standard en figure 2E et dans une variante dite de positionnement comportant par exemple un couple pion 13 / orifice 14 sur les pièces de liaison 10c respectives en figure 2F. Une vue schématique du système de liaison de la figure 2E est encore illustrée en élévation et en coupe longitudinale en figure 2G. Un exemple d’OPB 7 ainsi existant sur lequel des rainures 12 sont ménagées et des éléments 10a, 10b et 10c du système de fixation 10 sont montés est encore illustré en figure 2H. Les géométries et usinages particuliers altèrent les propriétés mécaniques de l’enveloppe 9 et les propriétés acoustiques de l’OPB 7. De plus, le système de fixation 10 peut être source de concentrations de contraintes puisqu’il est « fortement » hyperstatique (les six degrés de liberté – translations et rotations – sont supprimés plusieurs fois), ce qui le fragilise. Afin de pallier ce problème il est nécessaire de simplifier les géométries et la liaison entre l’OPB 7 et l’enveloppe 9. L’invention propose donc notamment un carter pour turbomachine d’aéronef, ainsi qu’un procédé de fabrication d’un carter de turbomachine d’aéronef amélioré. Le carter doit notamment être simple de conception et d’installation, économique et facile à fabriquer. Brève description des figures D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaitront au cours de la lecture de la description détaillée qui va suivre pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels : La figure 1 déjà décrite montre partiellement une vue en coupe d’une soufflante d’une turbomachine d’aéronef selon l’état de la technique ; La figure 2A déjà décrite montre une vue en perspective d’un lamage prévu sur une surface interne d’un carter composite selon l’état de la technique ; La figure 2B déjà décrite montre une pièce de fixation en L montée dans le lamage illustré en figure 2A selon l’état de la technique ; La figure 2C déjà décrite montre une rainure prévue sur une surface extérieur de virole acoustique amont selon l’état de la technique ; La figure 2D déjà décrite montre une pièce de fixation en L montée dans la rainure de la figure 2C et devant être accrochée à la pièce de fixation en L de la figure 2B selon l’état de la technique ; La figure 2E déjà décrite montre un système de fixation des pièces en L telles que celles des figures 2B et 2D, celles-ci étant fixées l’une à l’autre ; La figure 2F déjà décrite illustre une variante dite de positionnement du système de fixation de la figure 2E ; La figure 2G déjà décrite montre le système de fixation de la figure 2E en élévation et en coupe longitudinale ; La figure 2H déjà décrite montre une virole acoustique amont pourvue de rainures et d’éléments du système de fixation de la figure 2E. La figure 3 montre en perspective une virole selon l’invention, ici exempte d’une couche en matériau abradable ; La figure 4 est une vue en coupe montrant partiellement une soufflante d’une turbomachine d’aéronef, la soufflante comportant la virole selon la figure 3 ; La figure 5 est un agrandissement d’une partie avant de la figure 4 ; La figure 6 est une vue schématique en coupe transversale selon les repères VI de la figure 4. Carter de turbomachine d’aéronef, le carter (23) comportant : - une enveloppe annulaire (29) s’étendant autour d’un axe A ; - un élément annulaire (24 ; 253, 254), fixé sur une surface intérieure (29a) de l’enveloppe (29), l’élément annulaire (24 ; 253, 254) comportant un corps (25) qui est en matériau à alvéoles de type NIDA et qui comprend une partie aval (252) présentant une première surface intérieure (25a) recouverte d’une couche de matière abradable (26), et une partie amont (251) présentant une seconde surface intérieure (25b) exempte de matière abradable, caractérisé en ce que le corps (25) s’étend de manière continue de la partie amont (251) à la partie aval (252). Carter selon la revendication précédente, dans lequel l’élément annulaire (24 ; 253, 254) est fixé par collage sur la surface intérieure (29a) de l’enveloppe (29). Carter selon la revendication 1 ou 2, dans lequel la couche de matière abradable (26) est disposée dans un renfoncement (250) de la partie aval (252) du corps (25). Carter selon l’une des revendications précédentes, dans lequel la couche abradable (26) présente une surface intérieure (26a) qui s’étend dans le prolongement axial de la seconde surface intérieure (25b). Carter selon l’une des revendications précédentes, dans lequel un film (27) à base de fibres recouvre les première et seconde surfaces intérieures (25a, 25b) du corps (25) en matière à alvéoles, le film (27) étant lui-même recouvert par la couche de matière abradable (26) au niveau de la première surface intérieure (25a). Carter selon l’une des revendications précédentes, dans lequel la partie aval (252) du corps (25) a une dimension axiale supérieure à celle de la partie amont (251). Carter selon l’une des revendications précédentes, dans lequel la couche abradable (26) a une épaisseur radiale mesurée par rapport audit axe A qui représente entre 2 et 20% de l’épaisseur radiale dudit corps (25). Carter selon l’une des revendications précédentes, dans lequel l’enveloppe (29) est réalisée dans un matériau composite comportant des fibres tissées et noyées dans une résine. Procédé de fabrication d’un carter de turbomachine d’aéronef selon l’une des revendications 1 à 3, le procédé de fabrication comportant : - une étape de fabrication de l’élément annulaire (24 ; 253, 254) sous forme d’un corps annulaire continu, - une étape de découpage du corps annulaire continu en secteurs de corps (253, 254), - une étape de fixation des secteurs de corps (253, 254) sur la surface intérieure (9a) de l’enveloppe (9), et - une étape de dépôt d’une couche de matière abradable (26) sur la surface intérieure (25a) de la partie aval (252) du corps (25). Procédé de fabrication selon la revendication précédente, dans lequel l’étape d’installation des secteurs d’anneau sur la surface intérieure (9a) de l’enveloppe (9) comprend une étape de comblement d’interstices (30) entre les secteurs d’anneau (253, 254) par un matériau abradable de comblement, le matériau abradable de comblement étant de préférence le même matériau abradable que le matériau composant la couche de matériau abradable (26).