Brevet FR3126021A1 — publié le 20230210

Turbomachine (10) pour un aéronef, cette turbomachine ayant un axe longitudinal (A) et comportant d’amont en aval au moins un compresseur (14, 16), une chambre annulaire de combustion (18) et au moins une turbine (20, 22), la turbomachine comportant en outre un carter annulaire d’échappement (128) situé en aval de ladite au moins une turbine (20, 22), le carter d’échappement (128) comportant deux viroles annulaires (72, 74) coaxiales, respectivement interne et externe, qui définissent entre elles une veine d’écoulement d’un flux de gaz et qui sont reliées l’une à l’autre par des bras radiaux (28a) s’étendant dans cette veine, la virole annulaire interne (72) s’étendant au moins en partie autour d’un équipement qui est relié à des servitudes traversant radialement ladite veine, caractérisée en ce que lesdites servitudes sont logées dans au moins une chemise radiale (80) située en aval d’un desdits bras. Figure pour l'abrégé : Figure 7 PASSAGE DE SERVITUDES DANS UN CARTER D’ECHAPPEMENT DE TURBOMACHINE D’AERONEF Domaine technique de l'invention La présente invention concerne une turbomachine d’aéronef équipée d’un carter d’échappement qui est monté autour d’un équipement et qui est traversé radialement par des servitudes reliées à cet équipement. Arrière-plan technique L’état de la technique comprend notamment le document FR-A1-3 104 193. De manière classique, une turbomachine d’aéronef comprend d’amont en aval, dans le sens d’écoulement des gaz, une soufflante, un compresseur basse pression, un compresseur haute pression, une chambre annulaire de combustion, une turbine haute pression et une turbine basse pression. Le rotor du compresseur basse pression est entraîné par le rotor de la turbine basse pression, et le rotor du compresseur haute pression est entraîné par le rotor de la turbine haute pression. D’un point de vue performance moteur et consommation, il est avantageux de maximiser la vitesse de rotation de la turbine basse pression car cela permet d’obtenir un meilleur rendement de la turbine. Cependant, augmenter la vitesse de rotation de la turbine implique d’augmenter les efforts centrifuges qu’elle subit, et complique donc fortement sa conception. Une suggestion pour augmenter le rendement d’une turbine sans pour autant augmenter sa vitesse de rotation consiste à utiliser une turbine contrarotative. La turbine basse pression est alors remplacée par une turbine à deux rotors dont un premier rotor est configuré pour tourner dans un premier sens de rotation et est relié à un premier arbre de turbine, et un second rotor est configuré pour tourner dans un sens opposé de rotation et est relié à un second arbre de turbine. Le premier rotor comporte des roues de turbine intercalées entre des roues de turbine du second rotor. Une turbine basse pression peut avoir une vitesse de rotation au décollage de l’ordre de 4.000 tours par minute dans une architecture classique où la turbine entraine directement la soufflante ou une vitesse de rotation au décollage de l’ordre de 10.000 tours par minute dans une architecture où la turbine entraine la soufflante par l'intermédiaire d'un réducteur. Son remplacement par une turbine contrarotative dont les rotors tournent respectivement à des vitesses au décollage de l’ordre de 3.000 et 7.000 tours par minute permet d’avoir une vitesse relative de 10.000 tours par minute (3000+7000) tout en ayant une vitesse absolue dans une tranche basse de l'intervalle de vitesse précité. Cette turbine contrarotative comprend ainsi un rotor lent et un rotor rapide, le rotor lent entraînant la soufflante et le rotor rapide engrenant avec un réducteur mécanique à train épicycloïdal de type planétaire dont l’entrée et la sortie sont contrarotatives (couronne tournante, porte-satellites fixe, solaire tournant). Le réducteur couple le rotor rapide et le rotor lent, permettant ainsi un transfert de puissance du rotor rapide vers le rotor lent. On profite des rendements supérieurs d’une turbine rapide tout en transférant une large part de la puissance de la turbine vers la soufflante sans transiter par un réducteur mais par un arbre. Cette architecture est complexe de par son intégration mécanique : le réducteur mécanique est situé à l’aval de la turbomachine, radialement à l’intérieur d’un carter de stator appelé carter d’échappement. Ce carter comprend deux viroles annulaires coaxiales qui définissent entre elles une veine d’écoulement du flux de gaz provenant de la turbine contrarotative et qui sont reliées ensemble par des bras radiaux. Par ailleurs, le réducteur dégageant une énergie considérable (de l’ordre de 100kW) en fonctionnement, celui-ci doit être lubrifié continuellement afin de maintenir une température de fonctionnement acceptable. Un circuit d’huile est donc implémenté afin d’alimenter le réducteur en huile, sa consommation pouvant être importante, par exemple de l’ordre de 6000l/h. L’évacuation de l’huile est un problème essentiel. En effet, celle-ci doit être récupérée et évacuée. Dans la technique actuelle, l’huile est évacuée par des canalisations qui traversent au moins deux bras du carter d’échappement. Ces bras du carter d’échappement sont tubulaires et surdimensionnés pour autoriser le passage de ces canalisations. Pour cela, ils ont un maître couple ou une épaisseur en direction circonférentielle, qui est supérieur(e) à celui ou celle des autres bras du carter, ce qui génère des pertes importantes au niveau aérodynamique dans la veine. Cette problématique est également présente lorsqu’un équipement électrique, tel qu’un générateur électrique, est monté à l’intérieur d’un carter d’échappement de turbomachine, et que cet équipement doit être raccordé à des servitudes qui traversent la veine définie par le carter d’échappement. Il existe donc un besoin de trouver une solution pour optimiser le passage de canalisations d’huile, et plus généralement de servitudes, à travers la veine définie par un carter d’échappement d’une turbomachine, la turbomachine pouvant être une turbomachine classique ou spécifique (par exemple à turbine contrarotative). L’invention propose une turbomachine pour un aéronef, cette turbomachine ayant un axe longitudinal et comportant d’amont en aval au moins un compresseur, une chambre annulaire de combustion et au moins une turbine, la turbomachine comportant en outre un carter annulaire d’échappement situé en aval de ladite au moins une turbine, le carter d’échappement comportant deux viroles annulaires coaxiales, respectivement interne et externe, qui définissent entre elles une veine d’écoulement d’un flux de gaz et qui sont reliées l’une à l’autre par des bras radiaux s’étendant dans cette veine, la virole annulaire interne s’étendant au moins en partie autour d’un équipement qui est relié à des servitudes traversant radialement ladite veine, caractérisée en ce que lesdites servitudes sont logées dans au moins une chemise radiale située en aval d’un desdits bras. Les servitudes ne passent donc plus dans les bras mais dans des chemises dédiées situées en aval des bras. Cela permet de ne pas surdimensionner les bras pour autoriser le passage des servitudes et réduit donc l’impact du passage des servitudes sur l’écoulement des gaz dans la veine. La turbomachine selon l’invention peut comprendre une ou plusieurs des caractéristiques ci-dessous, prises isolément les unes des autres ou en combinaison les unes avec les autres : lesdites servitudes sont des canalisations d’huile ; dans laquelle ledit équipement est un réducteur mécanique ou un équipement électrique tel qu’un générateur électrique ; ladite chemise s’étend dans le prolongement dudit bras et est formée d’une seule pièce avec ce bras ; ladite chemise s’étend dans le prolongement dudit bras et est rapportée et fixée sur ce bras ; ladite chemise est située à une distance axiale dudit bras ; ladite chemise s’étend entre un anneau interne et un anneau externe qui sont respectivement configurés pour être fixés aux viroles interne et externe ; ladite chemise est située à 6 heures par référence au cadran d’une horloge ; et - la turbomachine comprend une turbine contrarotative située juste en amont dudit carter d’échappement ; et - la turbomachine est du type à double flux, respectivement primaire et secondaire ; - ladite au moins une chemise radiale est située en aval dudit flux primaire. Brève description des figures L’invention sera mieux comprise et d’autres détails, caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante faite à titre d’exemple non limitatif et en référence aux dessins annexés dans lesquels : la est une vue très schématique en coupe axiale d’une turbomachine à turbine contrarotative, la est une autre vue très schématique d’une turbomachine à turbine contrarotative, la est une vue schématique en perspective d’un carter d’échappement selon la technique antérieure ; la est une vue schématique en coupe axiale du carter d’échappement de la ; la est une vue schématique en coupe transversale d’un bras du carter d’échappement de la ; la est une vue schématique en perspective d’un carter d’échappement selon un premier mode de réalisation de l’invention ; la est une vue schématique en coupe axiale du carter d’échappement de la ; la est une vue schématique en perspective d’un carter d’échappement selon un deuxième mode de réalisation de l’invention ; la est une vue schématique en coupe axiale du carter d’échappement de la ; la est une vue schématique en perspective d’un carter d’échappement selon un troisième mode de réalisation de l’invention ; la est une vue schématique en coupe axiale du carter d’échappement de la ; la est une vue schématique partielle en perspective d’un carter d’échappement, sans une chemise pour visualiser des servitudes ; et la est une vue schématique partielle en perspective d’une chemise d’un carter d’échappement et des servitudes qui sont logées dans cette chemise. Turbomachine (10) pour un aéronef, cette turbomachine ayant un axe longitudinal (A) et comportant d’amont en aval au moins un compresseur (14, 16), une chambre annulaire de combustion (18) et au moins une turbine (20, 22), la turbomachine comportant en outre un carter annulaire d’échappement (128) situé en aval de ladite au moins une turbine (20, 22), le carter d’échappement (128) comportant deux viroles annulaires (72, 74) coaxiales, respectivement interne et externe, qui définissent entre elles une veine d’écoulement d’un flux de gaz et qui sont reliées l’une à l’autre par des bras radiaux (28a) s’étendant dans cette veine, la virole annulaire interne (72) s’étendant au moins en partie autour d’un équipement qui est relié à des servitudes traversant radialement ladite veine, caractérisée en ce que lesdites servitudes sont logées dans au moins une chemise radiale (80) située en aval d’un desdits bras. Turbomachine (10) selon la revendication 1, dans laquelle lesdites servitudes sont des canalisations d’huile (70). Turbomachine (10) selon la revendication 1 ou 2, dans laquelle dans laquelle ledit équipement est un réducteur mécanique (42) ou un équipement électrique tel qu’un générateur électrique. Turbomachine (10) selon l’une des revendications 1 à 3, dans laquelle ladite chemise (80) s’étend dans le prolongement dudit bras (28a) et est formée d’une seule pièce avec ce bras. Turbomachine (10) selon l’une des revendications 1 à 3, dans laquelle ladite chemise (80) s’étend dans le prolongement dudit bras (28a) et est rapportée et fixée sur ce bras. Turbomachine selon l’une des revendications 1 à 3, dans laquelle ladite chemise (80) est située à une distance axiale dudit bras (28a). Turbomachine (10) selon la revendication 5 ou 6, dans laquelle ladite chemise (80) s’étend entre un anneau interne (82) et un anneau externe (84) qui sont respectivement configurés pour être fixés aux viroles interne et externe (72, 74). Turbomachine (10) selon l’une des revendications précédentes, dans laquelle ladite chemise (80) est située à 6 heures par référence au cadran d’une horloge. Turbomachine (10) selon l’une des revendications précédentes, dans laquelle elle comprend une turbine contrarotative (22) située juste en amont dudit carter d’échappement (128). Turbomachine (10) selon l’une des revendications précédentes, dans laquelle elle est du type à double flux, respectivement primaire et secondaire, et dans laquelle ladite au moins une chemise radiale (80) est située en aval dudit flux primaire.