Brevet FR3127018A1 — publié le 20230317

L'invention concerne une aube (20) pour roue mobile (60) de turbine de turbomachine d’aéronef, l’aube comprenant une plateforme (28) et une échasse (26) délimitant une première (33a) et une seconde cavité (33b) chacune également délimitée par une première (37a) et une seconde paroi (37b) de raccordement avec des becquets (40a, 40b), la première cavité (33a) s’ouvrant au niveau d’une première ouverture circonférentielle (44a) délimitée par une première zone de jonction (46a) destinée à coopérer avec la seconde cavité (33b) d’une aube directement consécutive, et comportant une rupture de niveau (48) à partir de laquelle s’étend une portion d’emboîtement (50) s’étendant le long d’au moins une partie d’une première extrémité circonférentielle (28’) de la plateforme (28), ainsi que le long d’au moins une partie d’une première extrémité circonférentielle (37a’, 37b’) de chacune des parois de raccordement (37a, 37b). Figure pour l’abrégé : Figure 3. Aube mobile pour turbine de turbomachine, présentant une conception améliorant l’étanchéité des cavités inter-aubes L’invention concerne le domaine des aubes mobiles de turbine pour turbomachine, de préférence pour turbomachine d’aéronef. Elle concerne plus particulièrement les moyens mis en œuvre pour assurer l’étanchéité des cavités inter-aubes délimitées par les plateformes des aubes. L’invention s’applique à tout type de turbomachine, tel que par exemple un turboréacteur ou un turbopropulseur. ETAT DE LA TECHNIQUE ANTERIEURE Dans une turbomachine d’aéronef, les roues mobiles de turbine sont généralement réalisées à l’aide d’un disque, à la périphérie duquel sont montées des aubes de turbine. La veine de circulation des gaz est délimitée radialement vers l’intérieur par des plateformes prévues sur les aubes, à proximité de leurs pieds. Les plateformes qui se succèdent selon la direction circonférentielle d’une roue mobile génèrent des discontinuités susceptibles de provoquer des fuites dans la veine. De telles fuites se matérialisent par la perte d’une partie du flux de gaz qui ne circule plus dans la veine, mais qui rejoint les cavités inter-aubes présentes radialement sous les plateformes, ce qui nuit aux performances de la turbine. Pour réduire ces fuites, plusieurs solutions sont connues, comme l’utilisation de plaquettes d’étanchéité rapportées sous les plateformes au niveau de leurs jonctions entre elles, ou encore l’utilisation d’amortisseurs placés dans les cavités inter-aubes, et remplissant également la fonction d’étanchéité vis-à-vis de la veine de circulation des gaz. Une telle solution d’étanchéité est par exemple connue du document FR 2 972 759 A1. Cependant, ce principe de pièces rapportées dans les cavités inter-aubes complexifie l’assemblage des roues mobiles de turbine. Il subsiste par conséquent un besoin d’améliorer la conception de ces roues mobiles de turbine, de sorte à limiter les fuites du flux de gaz en dehors de la veine, tout en permettant un assemblage aisé et rapide des différents composants de ces aubes. Pour répondre au moins partiellement à ce besoin, l’invention a tout d’abord pour objet une aube pour roue mobile de turbine de turbomachine, de préférence pour turbomachine d’aéronef, l’aube comprenant successivement, selon une direction de la hauteur de l’aube, un pied d’aube, une échasse, une plateforme, ainsi qu’une pale, la plateforme comprenant une première surface ainsi qu’une seconde surface opposée à la première selon la direction de la hauteur, la première surface, à partir de laquelle s’étend la pale, étant destinée à délimiter une veine de circulation des gaz, et la seconde surface, à partir de laquelle s’étend l’échasse, délimitant en partie une première et une seconde cavité agencées de part et d’autre de l’échasse selon une direction circonférentielle de l’aube, chacune des première et seconde cavités étant également délimitée en partie, selon une direction axiale de l’aube, par une première et une seconde paroi de raccordement, l’aube comprenant également un becquet amont ainsi qu’un becquet aval tous deux écartés de la plateforme selon la direction de la hauteur, la première paroi de raccordement reliant le becquet amont à une extrémité axiale amont de la plateforme, et la seconde paroi reliant le becquet aval à une extrémité axiale aval de la plateforme, la première cavité s’ouvrant au niveau d’une première ouverture circonférentielle délimitée par une première zone de jonction destinée à coopérer avec la seconde cavité d’une autre aube circonférentiellement directement consécutive de la roue mobile. Selon l’invention, la première zone de jonction comporte une rupture de niveau à partir de laquelle s’étend, en saillie selon la direction circonférentielle, une portion d’emboîtement destinée à s’insérer dans la seconde cavité de l’autre aube circonférentiellement directement consécutive de la roue mobile, la portion d’emboîtement s’étendant le long d’au moins une partie d’une première extrémité circonférentielle de la plateforme, ainsi que le long d’au moins une partie d’une première extrémité circonférentielle de chacune des première et seconde parois de raccordement. Avec la solution proposée par la présente invention, l’étanchéité de la veine est conférée par l’emboîtement circonférentiel des aubes les unes dans les autres, grâce aux portions d’emboîtement prévues à cet effet au niveau de l’une des extrémités circonférentielles de ces aubes. L’intégration des portions d’emboîtement au sein des aubes simplifie l’assemblage des roues mobiles de turbine, car il n’est plus nécessaire de monter des pièces additionnelles d’étanchéité dans les cavités inter-aubes. De telles pièces peuvent néanmoins être prévues dans l’invention, mais leurs précisions de fabrication et de montage peuvent avantageusement être plus faibles, puisque les portions d’emboîtement contribuent à la réduction des fuites sur la veine. Ces fuites sont d’autant plus limitées que sur l’aube selon l’invention, la portion d’emboîtement s’étend non seulement sur la plateforme, mais également sur les parois de raccordement reliant cette plateforme aux deux becquets de l’aube. L’invention comporte de préférence au moins l’une quelconque des caractéristiques optionnelles suivantes, prises isolément ou en combinaison. Préférentiellement, la portion d’emboîtement s’étend, de préférence de manière continue, tout le long de la première extrémité circonférentielle de la plateforme, ainsi que tout le long de la première extrémité circonférentielle de chacune des première et seconde parois de raccordement. L’importante étendue de la portion d’emboîtement renforce l’étanchéité conférée. De préférence, l’aube comporte en outre une première et une seconde paroi de raidissement s’étendant respectivement à partir du becquet amont et du becquet aval, en direction du pied d’aube, les première et seconde parois de raidissement participant également chacune à délimiter les première et seconde cavités. Dans ce contexte, la portion d’emboîtement s’étend également de préférence le long d’au moins une partie d’une première extrémité circonférentielle de chacune des première et seconde parois de raidissement, et encore plus préférentiellement tout le long de la première extrémité circonférentielle de chacune des première et seconde parois de raidissement. De préférence, au sein de la première zone de jonction, la rupture de niveau est formée par une rupture d’épaisseur. Alternativement, la rupture de niveau pourrait être réalisée selon toute autre forme réputée appropriée pour l’homme du métier, comme par exemple en conservant une épaisseur constante ou sensiblement constante pour la première zone de jonction, mais en prévoyant une forme géométrique faisant apparaitre la rupture de niveau, comme par exemple la réalisation d’un soyage. De préférence, la première zone de jonction se situe du côté extrados de la pale. Cela permet de prévoir une portion d’emboîtement avec une étendue circonférentielle élevée, tout en restant capable de pénétrer convenablement dans la seconde cavité sous plateforme côté intrados, c’est-à-dire celle des deux cavités de l’aube habituellement la plus profonde sur une aube, en raison de la forme générale en virgule de sa pale aérodynamique. Grâce à cette faculté d’étendre au mieux la portion d’emboîtement selon la direction circonférentielle, l’étanchéité conférée s’en trouve avantageusement renforcée. De préférence, la seconde cavité s’ouvre au niveau d’une seconde ouverture circonférentielle délimitée par une seconde zone de jonction comprenant une portion d’emboîtement complémentaire, destinée à coopérer avec la première zone de jonction de l’autre aube circonférentiellement directement consécutive de la roue mobile, la portion d’emboîtement complémentaire s’étendant le long d’au moins une partie d’une seconde extrémité circonférentielle de la plateforme, ainsi que le long d’au moins une partie d’une seconde extrémité circonférentielle de chacune des première et seconde parois de raccordement, la seconde zone de jonction étant préférentiellement dépourvue de rupture de niveau. Néanmoins, une rupture de niveau serait également possible au sein de cette seconde zone de jonction, sans sortir du cadre de l’invention. Cependant, en l’absence d’une telle rupture de niveau, la seconde zone de jonction présente l’avantage de disposer d’une forme identique ou similaire à celle rencontrée sur les aubes classiques de l’art antérieur. L’invention a également pour objet une roue mobile de turbine de turbomachine d’aéronef, comprenant un disque de turbine comportant une partie périphérique pourvue de rainures de logement d’aubes se succédant selon une direction circonférentielle de la roue, celle-ci comprenant également une pluralité d’aubes telles que décrites ci-dessus, le pied de chaque aube étant logé dans l’une des rainures de la partie périphérique du disque. L’invention a également pour objet une turbomachine d’aéronef comprenant au moins une turbine équipée d’au moins une roue mobile telle que décrite ci-dessus, la turbine étant préférentiellement une turbine basse pression. Alternativement, il pourrait s’agir d’une turbine haute pression. Enfin, l’invention a également pour objet un procédé d’assemblage d’une roue mobile telle que décrite ci-dessus, le procédé comprenant les étapes suivantes : - réalisation d’une couronne d’aubes en disposant des aubes de manière adjacente selon la direction circonférentielle autour d’un axe, et en faisant en sorte que pour chaque aube comprenant une portion d’emboîtement, celle-ci soit insérée dans la seconde cavité d’une autre aube circonférentiellement directement consécutive de la couronne d’aubes ; et - déplacement relatif axial entre le disque de turbine et la couronne d’aubes, de manière à faire pénétrer les pieds d’aube dans les rainures du disque. D’autres avantages et caractéristiques de l’invention apparaîtront dans la description détaillée non limitative ci-dessous. Cette description sera faite au regard des dessins annexés parmi lesquels ; représente une vue schématique en coupe axiale d’un turboréacteur à double flux selon l’invention ; représente une vue en perspective d’une aube mobile de turbine du turboréacteur montré sur la ; représente une vue en perspective partielle et agrandie de l’aube montrée sur la figure précédente ; représente une vue similaire à celle de la figure précédente, selon un autre angle de vue ; est une vue partielle en perspective représentant la coopération entre deux aubes directement consécutives au sein de la roue mobile de turbine ; représente une vue de face d’une roue mobile de turbine, comprenant des aubes telles que celle représentée sur les figures 2 à 5 ; est une vue de face agrandie d’une partie de la roue montrée sur la figure précédente ; est une vue de face encore plus agrandie d’une partie de la roue montrée sur la ; est une vue en perspective schématisant une étape d’un procédé d’assemblage de la roue mobile de turbine montrée sur les figures 6 à 8, le procédé se présentant sous la forme d’un mode de réalisation préféré de l’invention ; et est une vue en perspective schématisant une étape ultérieure de ce procédé. Aube (20) pour une roue mobile (60) de turbine de turbomachine, l’aube comprenant successivement, selon une direction (22) de la hauteur de l’aube, un pied d’aube (24), une échasse (26), une plateforme (28), ainsi qu’une pale (30), la plateforme (28) comprenant une première surface (29a) ainsi qu’une seconde surface (29b) opposée à la première surface (29a) selon la direction de la hauteur (22), la première surface (29a), à partir de laquelle s’étend la pale (30), étant destinée à délimiter une veine de circulation des gaz (14a), et la seconde surface (29b) à partir de laquelle s’étend l’échasse (26) délimitant en partie une première (33a) et une seconde cavité (33b) agencées de part et d’autre de l’échasse (26) selon une direction circonférentielle (32) de l’aube, chacune des première et seconde cavités (33a, 33b) étant également délimitée en partie, selon une direction axiale (42) de l’aube, par une première (37a) et une seconde paroi de raccordement (37b), l’aube comprenant également un becquet amont (40a) ainsi qu’un becquet aval (40b) tous deux écartés de la plateforme (28) selon la direction de la hauteur (22), la première paroi de raccordement (37a) reliant le becquet amont (40a) à une extrémité axiale amont (35a) de la plateforme, et la seconde paroi (37b) reliant le becquet aval (40b) à une extrémité axiale aval (35b) de la plateforme, la première cavité (33a) s’ouvrant au niveau d’une première ouverture circonférentielle (44a) délimitée par une première zone de jonction (46a) destinée à coopérer avec la seconde cavité (33b) d’une autre aube circonférentiellement directement consécutive de la roue mobile, caractérisée en ce que la première zone de jonction (46a) comporte une rupture de niveau (48) à partir de laquelle s’étend, en saillie selon la direction circonférentielle (32), une portion d’emboîtement (50) destinée à s’insérer dans la seconde cavité (33b) de l’autre aube circonférentiellement directement consécutive de la roue mobile, la portion d’emboîtement (50) s’étendant le long d’au moins une partie d’une première extrémité circonférentielle (28’) de la plateforme (28), ainsi que le long d’au moins une partie d’une première extrémité circonférentielle (37a’, 37b’) de chacune des première et seconde parois de raccordement (37a, 37b). Aube selon la revendication 1, caractérisée en ce que la portion d’emboîtement (50) s’étend, de préférence de manière continue, tout le long de la première extrémité circonférentielle (28’) de la plateforme (28), ainsi que tout le long de la première extrémité circonférentielle (37a’, 37b’) de chacune des première et seconde parois de raccordement (37a, 37b). Aube selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce qu’elle comporte en outre une première (42a) et une seconde paroi de raidissement (42b) s’étendant respectivement à partir du becquet amont (40a) et du becquet aval (40b), en direction du pied d’aube (24), les première et seconde parois de raidissement (42a, 42b) participant également chacune à délimiter les première et seconde cavités (33a, 33b). Aube selon la revendication 3, caractérisée en ce que la portion d’emboîtement (50) s’étend également le long d’au moins une partie d’une première extrémité circonférentielle (42a’, 42b’) de chacune des première et seconde parois de raidissement (42a, 42b), et de préférence tout le long de la première extrémité circonférentielle (42a’, 42b’) de chacune des première et seconde parois de raidissement (42a, 42b). Aube selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu’au sein de la première zone de jonction (46a), la rupture de niveau (48) est formée par une rupture d’épaisseur. Aube selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la première zone de jonction (46b) se situe du côté extrados (36) de la pale (30). Aube selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la seconde cavité (33b) s’ouvre au niveau d’une seconde ouverture circonférentielle (44b) délimitée par une seconde zone de jonction (46b) comprenant une portion d’emboîtement complémentaire (52), destinée à coopérer avec la première zone de jonction (46a) de l’autre aube circonférentiellement directement consécutive de la roue mobile, la portion d’emboîtement complémentaire (52) s’étendant le long d’au moins une partie d’une seconde extrémité circonférentielle (28’’) de la plateforme (28), ainsi que le long d’au moins une partie d’une seconde extrémité circonférentielle (37a’’, 37b’’) de chacune des première et seconde parois de raccordement (37a, 37b), la seconde zone de jonction (46b) étant préférentiellement dépourvue de rupture de niveau. Roue mobile (60) de turbine de turbomachine d’aéronef, comprenant un disque (62) de turbine comportant une partie périphérique (64) pourvue de rainures (66) de logement d’aubes se succédant selon une direction circonférentielle (32) de la roue mobile, celle-ci comprenant également une pluralité d’aubes (20) selon l’une quelconque des revendications précédentes, le pied (24) de chaque aube étant logé dans l’une des rainures (66) de la partie périphérique (66) du disque (62). Turbomachine (1) d’aéronef comprenant au moins une turbine (8) équipée d’au moins une roue mobile (60) selon la revendication 8, la turbine (8) étant préférentiellement une turbine basse pression. Procédé d’assemblage d’une roue mobile de turbine (60) selon la revendication 8, caractérisé en ce qu’il comprend les étapes suivantes : - réalisation d’une couronne d’aubes (70) en disposant des aubes (20) de manière adjacente selon la direction circonférentielle (32) autour d’un axe (2), et en faisant en sorte que pour chaque aube (20) comprenant une portion d’emboîtement (50), celle-ci soit insérée dans la seconde cavité (33b) d’une autre aube (20) circonférentiellement directement consécutive de la couronne d’aubes (70) ; et - déplacement relatif axial entre le disque de turbine (62) et la couronne d’aubes (70), de manière à faire pénétrer les pieds d’aube (24) dans les rainures (66) du disque (62).