Brevet FR3122719A1 — publié le 20221111

Un bras accroche-flammes (38) pour postcombustion de turboréacteur comprend deux bords de fuite latéraux (38A, 38B) en regard l’un de l’autre, formant chacun une série de dents (50), et un passage d’air interne agencé pour faire circuler de l’air depuis au moins une entrée d’air jusqu’à des sorties d’air délimitées par les deux bords de fuite latéraux (38A, 38B). Chaque série de dents permet d’agir sur la direction d’écoulement du flux d’air circulant au travers des sorties d’air (44) et d’améliorer le mélange de cet air avec de l’air circulant autour d’un tel bras accroche-flammes (38). Figure pour l’abrégé : Figure 4 Dispositif accroche-flammes pour postcombustion de turboréacteur comprenant des bras à bords de fuite dentelés La présente invention se rapporte au domaine des turboréacteurs destinés à la propulsion des aéronefs et comprenant un canal de postcombustion. Elle concerne plus particulièrement un dispositif accroche-flammes pour postcombustion, une partie arrière de turboréacteur comprenant un tel dispositif, et un turboréacteur comprenant une telle partie arrière. ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE Des turboréacteurs de type connu, notamment ceux destinés au vol supersonique, comprennent dans leur partie arrière, également dénommée arrière-corps, un canal de postcombustion, également dénommé « canal de réchauffe », dans lequel le flux de gaz issu de la turbine peut subir une nouvelle combustion grâce à l’oxygène restant en son sein, avant de se détendre dans une tuyère d’éjection. Des dispositifs d’injection de carburant en forme de bras sont en général agencés à l’entrée du canal de combustion pour injecter du carburant vers l’aval en direction d’un dispositif accroche-flammes destiné à stabiliser la flamme au sein du canal de post-combustion. Un tel dispositif accroche-flammes comprend typiquement une rangée annulaire de bras accroche-flammes s’étendant radialement, destinés à favoriser une propagation radiale de la flamme le long de chacun des bras, et un anneau accroche-flammes reliant ces derniers deux-à-deux pour favoriser une propagation circonférentielle de la flamme, de bras en bras. La conception d’un tel dispositif accroche-flammes implique de faire un compromis entre la capacité du dispositif à accrocher et stabiliser au mieux la flamme, et la limitation de la perte de charge induite par l’obstruction du canal de post combustion par le dispositif. Un tel dispositif accroche-flammes contribue en particulier à la définition du profil de température du flux d’air en entrée de la tuyère d’échappement d’un turboréacteur, c'est-à-dire en sortie du canal de postcombustion. Or, il est souhaitable que ce profil de température soit aussi uniforme que possible afin de maximiser les performances du turboréacteur. Dans ce contexte, il existe un besoin pour un dispositif accroche-flammes amélioré. L’invention propose à cet effet un bras accroche-flammes pour postcombustion de turboréacteur, comprenant deux bords de fuite latéraux en regard l’un de l’autre, et un passage d’air interne agencé pour faire circuler de l’air depuis au moins une entrée d’air jusqu’à des sorties d’air délimitées par les deux bords de fuite latéraux, et dans lequel les bords de fuite latéraux forment chacun une série de dents . Chaque série de dents permet d’agir sur la direction d’écoulement du flux d’air circulant au travers des sorties d’air et d’améliorer le mélange de cet air avec de l’air circulant autour d’un tel bras accroche-flammes . Au sein d’un turboréacteur, un dispositif accroche-flammes comportant une rangée annulaire de tels bras accroche-flammes permet ainsi d’améliorer le mélange entre de l’air du flux secondaire, prélevé par les bras accroche-flammes et rejeté par les sorties d’air de ces derniers, et un flux primaire traversant le dispositif accroche-flammes en circulant autour de chacun des bras accroche-flammes. Dans des modes de réalisation préférés de l'invention, la série de dents comporte des dents en forme de chevrons. Dans des modes de réalisation préférés de l'invention, la série de dents comporte des dents arrondies. Dans des modes de réalisation préférés de l'invention, la série de dents comporte des dents en forme de créneaux. Dans des modes de réalisation préférés de l'invention, la série de dents s’inscrit dans un plan. Dans des modes de réalisation préférés de l'invention, la série de dents comporte des dents orientées vers un plan médian du bras accroche-flammes de part et d’autre duquel sont définis les deux bords de fuite latéraux, et d’autres dents orientées vers l’opposé dudit plan médian. L’invention concerne également un dispositif accroche-flammes pour postcombustion de turboréacteur, comprenant une rangée annulaire de bras accroche-flammes du type décrit ci-dessus. L’invention concerne également une partie arrière de turboréacteur, comprenant un canal de postcombustion, un carter de canal de postcombustion entourant ledit canal, et au moins un dispositif accroche-flammes du type décrit ci-dessus, et dans laquelle les bords de fuite de chacun des bras accroche-flammes sont orientés vers un côté aval. L’invention concerne enfin un turboréacteur pour aéronef comprenant une partie arrière du type décrit ci-dessus. L’invention sera mieux comprise, et d’autres détails, avantages et caractéristiques de celle-ci apparaîtront à la lecture de la description suivante faite à titre d’exemple non limitatif et en référence aux dessins annexés dans lesquels : est une demi-vue schématique en section axiale d’un turboréacteur comprenant un canal de postcombustion ; est une demi-vue schématique en section axiale d’une partie arrière de turboréacteur, comprenant un dispositif accroche-flammes de type connu ; est une vue schématique de face, depuis l’aval, du dispositif accroche-flammes de type connu de la partie arrière de turboréacteur de la ; est une vue schématique de face, depuis un côté aval, d’un bras accroche-flammes selon un mode de réalisation préféré de l'invention ; est une vue schématique de côté d’un bras accroche-flammes selon un autre mode de réalisation préféré de l'invention ; est une vue schématique de côté d’un bras accroche-flammes selon encore un autre mode de réalisation préféré de l'invention ; est une vue schématique de côté d’un bras accroche-flammes selon encore un autre mode de réalisation préféré de l'invention ; est une vue schématique de côté d’un bras accroche-flammes selon encore un autre mode de réalisation préféré de l'invention. Dans l’ensemble de ces figures, des références identiques peuvent désigner des éléments identiques ou analogues. EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PRÉFÉRÉS La illustre un turboréacteur 10, par exemple à double corps et à double flux, destiné par exemple à la propulsion d’un aéronef apte au vol supersonique, et donc destiné en particulier à être installé dans le fuselage d’un tel aéronef. L’invention est bien entendu applicable à d’autres types de turboréacteurs. Dans l’ensemble de cette description, la direction axiale X est la direction de l’axe longitudinal 11 du turboréacteur. Sauf lorsqu’il en est stipulé autrement, la direction radiale R est en tout point une direction orthogonale à l’axe longitudinal 11 et passant par ce dernier, et la direction circonférentielle C (parfois dénommée direction azimutale ou ortho-radiale) est en tout point une direction orthogonale à la direction radiale R et à l’axe longitudinal 11. Les qualificatifs « amont » et « aval » sont définis par référence à une direction générale D de l’écoulement des gaz dans le turboréacteur 10. À titre illustratif, un tel turboréacteur 10 comprend, de l’amont vers l’aval, une entrée d’air 12, un compresseur basse pression 14, un compresseur haute pression 16, une chambre de combustion 18, une turbine haute pression 20, une turbine basse pression 22, un canal de postcombustion 24, et une tuyère 26 à géométrie variable, par exemple de type convergente-divergente. Ces organes du turboréacteur sont tous centrés selon l’axe longitudinal 11 de celui-ci. Un carter de canal de postcombustion 28 entoure ledit canal. De plus, une virole de séparation de flux 30, couramment dénommée « confluence », s’étend vers l’aval à partir d’un carter arrière TRF de la turbine basse pression 22, à l’intérieur du carter 28, concentriquement à ce dernier, de manière à délimiter extérieurement l’entrée du canal de postcombustion 24 et à délimiter, avec le carter 28, un canal annulaire 32 formant l’extrémité aval de la veine secondaire SF. Enfin, un cône de diffusion 33 s’étend vers l’aval dans le prolongement d’un moyeu du carter arrière TRF de la turbine basse pression 22, de manière à délimiter intérieurement l’entrée du canal de postcombustion 24. De manière bien connue, le compresseur haute pression 16, la chambre de combustion 18, et les turbines haute pression 20 et basse pression 22, définissent une veine primaire PF. Cette dernière est entourée par une veine secondaire SF de la turbomachine qui s’étend de l’amont vers l’aval, à partir d’une sortie du compresseur basse pression 14 jusqu’à une extrémité aval de la virole de séparation de flux 30, et qui inclut donc le canal annulaire 32 précité. Ainsi, en fonctionnement, de l’air F1 qui est entré par l’entrée d’air 12 et qui a été comprimé par le compresseur basse pression 14, se divise ensuite en un flux primaire F2 qui circule dans la veine primaire PF et en un flux secondaire F3 qui circule dans la veine secondaire SF. Le flux primaire F2 est alors comprimé davantage dans le compresseur haute pression 16, puis mélangé à du carburant et enflammé dans la chambre de combustion 18, avant de subir une détente dans la turbine haute pression 20 puis dans la turbine basse pression 22. Les gaz de combustion constituant le flux primaire F2 en sortie de la turbine et le flux secondaire F3 se mélangent au sein du canal de postcombustion 24 à partir de l’extrémité aval de la virole de séparation de flux 30, et constituent ainsi un flux de gaz d’échappement F4 qui poursuit sa circulation dans le canal de postcombustion 24 puis s’échappe du turboréacteur 10 au travers de la sortie délimitée par la tuyère 26. En régime de fonctionnement avec postcombustion, par exemple pour propulser un aéronef à des vitesses supersoniques, du carburant est injecté dans le flux de gaz au sein du canal de postcombustion 24, et le mélange ainsi constitué est enflammé au sein de ce canal afin de générer un surcroît de poussée. À cet effet, des dispositifs d’injection de carburant 34 en forme générale de bras sont agencés à l’entrée du canal de postcombustion 24 pour vaporiser du carburant vers l’aval en direction d’un dispositif accroche-flammes 36 destiné à favoriser la stabilisation des flammes. La illustre à plus grande échelle la partie arrière d’un tel turboréacteur, dans une configuration connue. Il est à noter qu’aucun des dispositifs d’injection de carburant 34 n’est visible sur la , pour des raisons de clarté. La montre en particulier le dispositif accroche-flammes 36, qui est visible également de face sur la , et qui comprend une rangée annulaire de bras accroche-flammes 38 s’étendant radialement par rapport à un axe 40 du dispositif, qui se confond avec l’axe longitudinal 11 du turboréacteur, et un anneau accroche-flammes 42 centré sur l’axe 11 et reliant deux-à-deux les bras accroche-flammes 38. Les bras accroche-flammes 38, par exemple au nombre de neuf, sont destinés à favoriser une propagation radiale de la flamme le long de chacun des bras, tandis que l’anneau accroche-flammes 42 est destiné à favoriser une propagation circonférentielle de la flamme, de bras en bras. Les bras accroche-flammes 38 sont chacun raccordés au carter de canal de postcombustion 28, à partir duquel ces bras s’étendent radialement vers l'intérieur. Dans l’exemple illustré sur la , l’anneau accroche-flammes 42 est agencé à l’extrémité aval du canal annulaire 32 formant l’extrémité aval de la veine secondaire SF. Dans d’autres configurations connues, l’anneau accroche-flammes 42 est agencé à l’intérieur de la virole de séparation de flux 30, dans le prolongement de la veine primaire PF. Les bras accroche-flammes 38 comprennent en général des moyens pour faire circuler en leur sein de l’air relativement frais, issu de la veine secondaire SF, afin d’assurer la protection thermique des bras accroche-flammes. Pour chacun des bras, de tels moyens comprennent en général une ou plusieurs entrées d’air (non visibles sur les figures) débouchant vers l’amont dans la veine secondaire SF, des sorties d’air 44 ( ) agencées le long de bords de fuite latéraux 38A, 38B des bras 38 et débouchant vers l’aval dans le canal de postcombustion 24, et un passage d’air interne raccordant les entrées d’air aux sorties d’air. Ces bras comprennent par exemple chacun un dispositif de protection thermique 39 (figures 2 et 3), généralement constitué d’une tôle, apte à canaliser l’air frais issu de la veine secondaire, et délimitant les sorties d’air 44 le long des bords de fuite latéraux 38A, 38B ( ). Dans certains cas, tels que l’exemple illustré, les bras accroche-flammes 38 comprennent en outre des moyens d’injection de carburant 41 ( ) comprenant, pour chaque bras, une ou plusieurs sorties de carburant 41A ( ). Les sorties d’air et de carburant peuvent être confondues, le mélange d’air et de carburant pouvant être initié au sein des bras accroche-flammes 38. En référence à la , l’anneau accroche-flammes 42 présente une section concave en direction de l’aval, globalement en C ou en V, définissant ainsi deux branches 42A, 42B raccordées l’une à l’autre du côté amont, et présentant à l’aval des extrémités libres qui favorisent, en fonctionnement, l’apparition de zones de recirculation du flux de gaz, contribuant à la stabilisation de la flamme. L’anneau accroche-flammes 42 comporte en général également des moyens pour faire circuler en son sein de l’air frais issu de la veine secondaire SF, et dans certains cas, tels que l’exemple illustré, des moyens d’injection de carburant 43. L’anneau accroche-flammes 42 comporte typiquement un écran de protection thermique 45 agencé entre les branches 42A et 42B pour canaliser l’air frais issu de la veine secondaire et protéger ainsi l’anneau 42 du côté aval vis-à-vis des gaz chauds environnants et du rayonnement thermique de la flamme. Le document FR2909438 divulgue un exemple d’un tel dispositif accroche-flammes. Afin notamment d’améliorer le mélange des flux primaire et secondaire au sein du canal de postcombustion, un bras accroche-flammes 38 selon l'invention comprend, en référence aux figures 4 à 8, deux bords de fuite latéraux 38A, 38B en regard l’un de l’autre, de part et d’autre d’un plan médian P du bras, et qui forment chacun une série de dents 50. Hormis cette spécificité, un tel bras accroche-flammes 38 peut être semblable aux bras décrits ci-dessus. Un tel bras comporte en particulier un passage d’air interne agencé pour faire circuler de l’air depuis au moins une entrée d’air jusqu’à des sorties d’air délimitées par les deux bords de fuite latéraux 38A, 38B. En référence à la , un tel bras comporte par exemple deux entrées d’air formées dans des surfaces respectives, orientées vers l’amont (et donc non visibles sur la ), de deux montants 51 radialement externes destinés à être agencés en sortie de la veine secondaire SF et à raccorder le bras au carter de canal de postcombustion 28. Chaque série de dents permet d’agir sur la direction d’écoulement du flux d’air, issu du flux secondaire, circulant au travers des sorties d’air 44, et d’améliorer ainsi le mélange de cet air relativement frais avec l’air relativement chaud, issu du flux primaire, circulant autour d’un tel bras accroche-flammes 38. Le mélange des deux flux d’air est en particulier amélioré du fait de l’accroissement de la surface de la couche de mélange définie par chacun des bords de fuite latéraux 38A, 38B, et par l’accroissement de la turbulence entre les deux flux. Un autre avantage de l’invention réside dans la possibilité de réduire des fréquences de vibrations parasites, connues sous le nom de « screech » d’après la terminologie anglo-saxonne, du fait que l’agencement de chaque série de dents peut présenter des asymétries en des points choisis pour correspondre à des points de stabilisation de la flamme définis le long de chaque bord de fuite latéral 38A, 38B. Dans l’exemple illustré sur la , chaque série de dents comporte des dents en forme de chevrons, dont certaines 52A sont orientées vers le plan médian P du bras, et dont d’autres 52B sont orientées vers l’opposé du plan médian P. D’autres formes de dents sont possibles sans sortir du cadre de l’invention. Ainsi, la illustre un mode de réalisation dans lequel chaque série de dents 50, par exemple ici aussi en forme de chevrons, s’inscrit dans un plan. La illustre un mode de réalisation semblable à celui de la , mais dans lequel les séries de dents 50A, 50B respectives des deux bords de fuite latéraux 38A, 38B, sont décalées l’une par rapport à l’autre. La illustre un autre mode de réalisation, dans lequel chaque série de dents 50 comporte des dents arrondies. La illustre un autre mode de réalisation, dans lequel chaque série de dents 50 comporte des dents en forme de créneaux. De manière générale, les séries de dents 50 respectivement formées par les deux bords de fuite latéraux 38A, 38B peuvent être symétriques ou dissymétriques l’une de l’autre par rapport au plan médian P. Au sein d’une telle série de dents 50, les dents peuvent présenter des formes et/ou des profondeurs et/ou des espacements mutuels différents, ou identiques. Bras accroche-flammes (38) pour postcombustion de turboréacteur, comprenant deux bords de fuite latéraux (38A, 38B) en regard l’un de l’autre, et un passage d’air interne agencé pour faire circuler de l’air depuis au moins une entrée d’air jusqu’à des sorties d’air délimitées par les deux bords de fuite latéraux (38A, 38B), caractérisé en ce que les bords de fuite latéraux forment chacun une série de dents (50). Bras accroche-flammes selon la revendication 1, dans lequel la série de dents (50) comporte des dents en forme de chevrons. Bras accroche-flammes selon la revendication 1 ou 2, dans lequel la série de dents (50) comporte des dents arrondies. Bras accroche-flammes selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel la série de dents (50) comporte des dents en forme de créneaux. Bras accroche-flammes selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel la série de dents (50) s’inscrit dans un plan. Bras accroche-flammes selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel la série de dents (50) comporte des dents (52A) orientées vers un plan médian (P) du bras accroche-flammes de part et d’autre duquel sont définis les deux bords de fuite latéraux (38A, 38B), et d’autres dents (52B) orientées vers l’opposé dudit plan médian. Dispositif accroche-flammes (36) pour postcombustion de turboréacteur, comprenant une rangée annulaire de bras accroche-flammes (38) selon l'une quelconque des revendications 1 à 6. Partie arrière de turboréacteur, comprenant un canal de postcombustion (24), un carter de canal de postcombustion (28) entourant ledit canal, et au moins un dispositif accroche-flammes (36) selon la revendication 7, dans laquelle les bords de fuite latéraux (38A, 38B) de chacun des bras accroche-flammes (38) sont orientés vers un côté aval. Turboréacteur pour aéronef, comprenant une partie arrière selon la revendication 8.