Brevet FR3137414A1 — publié le 20240105

L’invention concerne un cône d’entrée (9) pour soufflante de turbomachine d’aéronef montée mobile en rotation autour d’un axe de rotation (R), comprenant un cône amont (1) fixé par au moins une première vis de fixation (4) à une virole aval (2), ladite première vis de fixation (4) étant configurée pour venir se loger dans un premier orifice taraudé (40) formé en partie dans ledit cône amont (1) et dans ladite virole aval (2), et débouchant dans une veine (39) creusée sur ledit cône amont (1). Selon l’invention, le cône d’entrée (9) comprend également un cache (3) configuré pour venir se fixer sur ledit cône amont (1) de sorte à obturer ladite veine (39), le cône amont (1), la virole aval (2) et ledit cache (3) formant conjointement une surface externe sensiblement continue dudit cône d’entrée (9). Figure 5 CÔNE D’ENTREE POUR TURBOMACHINE D’AERONEF Domaine de l’invention La présente invention se rapporte au domaine des soufflantes pour turbomachine, notamment pour un turboréacteur d’aéronef. Plus particulièrement, l’invention concerne un cône d’entrée pour une telle turbomachine. Etat de la technique antérieure Comme illustré en , une turbomachine de l’état de l’art comprend à son extrémité amont une entrée d’air destinée à alimenter, par le biais d’un flux d’air F, une soufflante. Cette soufflante comprend un disque de soufflante 104 centré sur l’axe de rotation R’, et des aubes de soufflante 105 rapportées sur le disque de soufflante 104. Le flux d’air F entrant dans cette turbomachine par l’entrée d’air, selon une direction correspondant à la direction principale d’écoulement des gaz au sein de la turbomachine, est dévié par un cône d’entrée vers les aubes 105 de la soufflante, puis est séparé en un flux primaire passant à travers le compresseur alimentant la chambre de combustion du turboréacteur et un flux secondaire qui s’écoule autour du compresseur. Ce cône d’entrée est centré sur l’axe de rotation R’ et est entraîné en rotation avec le disque de soufflante. Il peut par exemple être réalisé en une pièce comme illustré à la du document EP2028375. Il peut également être réalisé en plusieurs parties adjacentes comme illustré aux figures 1 et 2 du document EP2028375, par exemple avec une partie amont 101 issue du sommet du cône, autrement appelée cône amont, et une partie aval 102, autrement appelée virole aval, adjacente aux aubes de soufflante et portant de manière classique des masselottes d’équilibrage. Afin de maintenir la partie amont et la partie aval fixes, et ces deux parties sur le disque de soufflante ou sur une pièce de liaison au disque de soufflante, une technique connue consiste à fixer le cône amont à la virole aval par le biais d’une pluralité de vis 106 régulièrement espacées sur le pourtour du cône. Ces vis, insérées dans des logements 103 longitudinaux, ou lamages, présentent toutefois un inconvénient aérodynamique majeur du fait que les logements sont apparents et provoquent des turbulences locales perturbant le flux d’air entrant. Pour contrer cet inconvénient, il peut être envisagé de reboucher les lamages par le biais de scotchs ou de silicone de sorte à préserver l’aérodynamisme, par exemple dans le cadre d’essais en soufflerie préalables à mise en circulation de la turbomachine. Toutefois, un inconvénient d’une telle solution est que l’opération nécessite un temps de nettoyage et de séchage à chaque démontage. Cela peut également engendrer un risque de détérioration des éléments du cône d’entrée lors du démontage. En outre, une telle solution ne peut être que provisoire et ne peut donc pas être raisonnablement utilisée dans le cadre d’une utilisation courante de turbomachines. Il existe donc un besoin d’amélioration des solutions actuelles de sorte à améliorer l’aérodynamisme des cônes d’entrée de turbomachine tout en évitant les inconvénients des solutions actuelles. L’invention a pour but de remédier au moins en partie aux inconvénients mentionnés ci-dessus relatifs aux techniques de l’art antérieur. Pour ce faire, l’invention concerne un cône d’entrée pour soufflante de turbomachine d’aéronef montée mobile en rotation autour d’un axe de rotation, comprenant un cône amont fixé par au moins une première vis de fixation à une virole aval, ladite première vis de fixation étant configurée pour venir se loger dans un premier orifice taraudé formé en partie dans le cône amont et dans la virole aval, et débouchant dans une veine creusée sur ledit cône amont. Selon l’invention le cône d’entrée comprend également un cache configuré pour venir se fixer sur ledit cône amont de sorte à obturer ladite veine, le cône amont, la virole aval et ledit cache formant conjointement une surface externe continue dudit cône d’entrée. Ainsi, l’invention propose une approche nouvelle et inventive permettant de résoudre au moins en partie certains des inconvénients de l’art antérieur. Notamment, un tel cache obturant la veine et ayant une surface extérieure ménagée dans la continuité du cône amont et de la virole aval permet de limiter les turbulences locales qui pourraient perturber le flux d’air entrant dans la turbomachine. Il en est de même pour le premier orifice taraudé qui est formé débouchant dans une veine creusée sur le cône amont, ce qui permet de noyer l’orifice dans la veine afin de ne pas générer de marches montantes sur le profil externe du cône qui pourraient également perturber le flux d’air. En outre, une telle solution permet d’intégrer des fixations en minimisant leur impact dans la veine tout en ayant un système démontable ne nécessitant pas d’intervention spécifique, que ce soit au moment de l’installation (temps de séchage, nettoyage de la zone de pose, …) que d’un éventuel démontage pour de la maintenance, du nettoyage, … Par ailleurs, une telle solution implémentant des composants mécaniquement simples et facilement démontables permet de mettre en œuvre un système qui soit à la fois simple d’utilisation et peu couteux. Selon un aspect particulier d’au moins un mode de réalisation de l’invention, le cache présente un trou traversant configuré pour se positionner en regard d’un deuxième orifice taraudé formé dans ladite veine, et apte à coopérer avec une deuxième vis de fixation de sorte à fixer ledit cache sur ledit cône amont. Cela permet de réaliser une fixation relativement simple et peu couteuse pour le cache, tout en étant fiable et facilement démontable. Selon un aspect particulier d’au moins un mode de réalisation de l’invention, ledit cache présente une forme complémentaire à ladite veine. Selon un aspect particulier d’au moins un mode de réalisation de l’invention, ledit cache présente une forme oblongue. Selon un aspect particulier d’au moins un mode de réalisation de l’invention, ledit cache comprend une portion présentant une forme sensiblement oblongue, prolongée par une plateforme présentant une deuxième hauteur inférieure à la première hauteur, ladite plateforme étant configurée pour venir se positionner en vis-à-vis dudit premier orifice taraudé. Cela permet de faciliter le positionnement du cache du fait que la plateforme est configurée pour venir se positionner en vis-à-vis dudit premier orifice taraudé et laisse donc la place pour la tête de la première vis de fixation quels que soient son positionnement et son serrage. Selon un aspect particulier d’au moins un mode de réalisation de l’invention, le deuxième orifice taraudé de la deuxième vis de fixation est centré sur la première portion. Une telle solution permet de mettre en œuvre des moyens d’indexation relativement simples et peu couteux, en complément des deux portions qui peuvent également faire office de moyens d’indexation. Selon un aspect particulier d’au moins un mode de réalisation de l’invention, le deuxième orifice taraudé s’étend selon un axe N normal à une direction d’extension E de ladite veine. Selon un aspect particulier d’au moins un mode de réalisation de l’invention, le cône d’entrée comprend en outre des moyens d’étanchéité ménagés entre le pourtour dudit cache et le contour de ladite veine. Cela permet de limiter davantage la circulation de l’air voire de permettre une étanchéité totale de sorte à limiter les perturbations d’air. L’invention concerne également une soufflante pour turbomachine d’aéronef montée mobile en rotation autour d’un axe de rotation R, comprenant un cône d’entrée selon l’un des modes de réalisation précités. L’invention concerne également une turbomachine pour aéronef comprenant une soufflante selon le mode de réalisation précité. Selon un aspect particulier d’au moins un mode de réalisation de l’invention, la turbomachine est un turboréacteur. L’invention est également réalisable pour un cône statique, tel que pour certaines machines d’essais. Présentation des figures L’invention, ainsi que les différents avantages qu’elle présente, seront plus facilement compris à la lumière de la description qui va suivre d’un mode de réalisation illustratif et non limitatif de celle-ci, et des dessins annexés parmi lesquels : déjà décrite, est une vue latérale schématique en coupe illustrant un cône d’entrée de l’état de l’art ; représente une vue schématique d’un turboréacteur à double flux, en coupe longitudinale ; est une vue en coupe latérale d’une partie du cône d’entrée selon un mode de réalisation de l’invention ; est une vue en perspective d’une partie du cône d’entrée selon le mode de réalisation de la ; est une vue en perspective de face d’une partie du cône d’entrée selon le mode de réalisation de la ; est une vue en perspective explosée d’une partie du cône d’entrée selon le mode de réalisation de la , la première vis de fixation étant en cours d’insertion ; est une vue en perspective explosée d’une partie du cône d’entrée selon le mode de réalisation de la , la deuxième vis de fixation et le cache étant en cours d’installation ; est une vue en perspective d’une partie du cône d’entrée selon le mode de réalisation de la ; est une vue de face d’une partie d’une turbomachine selon un mode de réalisation de l’invention, et est une vue en perspective d’une partie d’une turbomachine selon le mode de réalisation de la . Il est à noter que, dans toute la description, les termes « amont » et « aval » sont à considérer selon la direction principale d’écoulement des gaz au sein de la turbomachine, et donc à leur arrivée sur la surface externe du cône d’entrée par le biais du flux d’air. En référence tout d’abord à la , il est représenté une turbomachine 901 d’aéronef, selon un mode de réalisation préféré de l’invention. Il s’agit ici d’un turboréacteur à double flux et à double corps. Néanmoins, il pourrait s’agir d’une turbomachine d’un autre type, par exemple d’un turbopropulseur, sans sortir du cadre de l’invention. Le turboréacteur 901 présente un axe central longitudinal 902 autour duquel s’étendent ses différents composants. Il comprend, d’amont en aval selon une direction principale 905 d’écoulement des gaz à travers ce turboréacteur, une soufflante 903, un compresseur basse pression 904, un compresseur haute pression 906, une chambre de combustion 911, une turbine haute pression 907 et une turbine basse pression 908. De manière conventionnelle, après avoir traversé la soufflante, l’air se divise en un flux primaire central 912a et un flux secondaire 912b qui entoure le flux primaire. Le flux primaire 912a s’écoule dans une veine principale 914a de circulation des gaz traversant les compresseurs 904, 906, la chambre de combustion 911 et les turbines 907, 908. Le flux secondaire 912b s’écoule quant à lui dans une veine secondaire 914b délimitée radialement vers l’extérieur par un carter moteur, entouré d’une nacelle 909. Les compresseurs 904, 906 et les turbines 907, 908 sont réalisés par l’alternance de roues mobiles, dites roues de rotor, et de roues fixes, dites roues de stator. Le principe de l’invention repose sur la mise en œuvre d’un cône d’entrée comprenant un cache configuré pour obturer les moyens de fixation entre le cône amont et la virole aval de sorte à ce qui la surface externe du cône d’entrée soit sensiblement continue. Un tel cône d’entrée peut par exemple être mis en œuvre au sein d’une soufflante pour turbomachine d’aéronef, qui peut notamment être un turboréacteur d’aéronef. On présente maintenant, en relation avec les figures 3 à 8b, un premier mode de réalisation de l’invention, donné à titre de simple exemple illustratif et non limitatif. Comme illustré, le cône d’entrée 9 comprend un cône amont 1 fixé par au moins une première vis de fixation 4 à une virole aval 2. Cette première vis de fixation 4 est configurée pour venir se loger dans un premier orifice taraudé 40. Dans ce mode de réalisation Ce premier orifice taraudé 40 s’étend selon un axe sensiblement parallèle à l’axe de rotation R de la soufflante de turbomachine d’aéronef. Comme visible notamment en , le premier orifice taraudé 40 est formé au moins en partie dans le cône amont 1 et dans la virole aval 2 et débouche dans une veine 39 creusée sur le cône amont 1. Plus particulièrement, dans ce mode de réalisation, le premier orifice taraudé 40 est percé en majeure partie dans la virole aval 2. Il débouche dans une veine 39 creusée sur le cône amont 1 de sorte qu’une fois la première vis de fixation 4 logée dans le premier orifice taraudé 40, la tête de vis est montée débouchant dans cette veine 39. Comme illustré notamment en , la veine 39 s’étend selon une direction d’extension E. Cette direction d’extension correspond sensiblement à une direction tangente à la surface externe du cône d’entrée 9 au niveau de cette veine. De sorte à ce que le cône d’entrée 9 présente une surface externe sensiblement continue pour limiter notamment les perturbations du flux d’air entrant dans la turbomachine, le cône d’entrée comprend également un cache 3 configuré pour venir se fixer sur le cône amont 1 de sorte à obturer la veine 39. De cette manière, le cône amont 1, la virole aval 2 et le cache 3 forment conjointement une surface externe sensiblement continue du cône d’entrée 9. En d’autres termes, le cache 3 est configuré pour venir se fixer de manière affleurante dans la veine 39 de sorte que le cône amont 1, la virole aval 2 et le cache 3 forment conjointement une surface externe sensiblement continue du cône d’entrée 9. Il est à noter que, selon un mode de réalisation non représenté ici, le cône d’entrée peut également comprendre des moyens d’étanchéité ménagés entre le pourtour du cache et le contour intérieur de la veine de sorte à limiter davantage les risques de perturbation du flux aérodynamique et à augmenter le serrage du cache contre la veine. Ces moyens d’étanchéité peuvent par exemple comprendre un joint torique ménagé sur le pourtour du cache. Comme plus particulièrement visible en figures 6 et 7, le cache 3 présente ici une forme oblongue. Plus particulièrement, ici, le cache 3 comprend une portion 30 présentant une forme sensiblement oblongue, prolongée par une plateforme 31 présentant une deuxième hauteur h2 inférieure à la première hauteur h1. En d’autres termes, le cache 3 présente un volume total dont la hauteur est variable. Par hauteur, on entend la distance entre la surface qui vient au contact du fond de la veine 39 et la surface qui est affleurante à la surface externe du cône. Dans ce mode de réalisation, la hauteur du cache 3 varie entre une première hauteur h1, correspondant à la hauteur de la plateforme 31, et une hauteur h2 correspondant à la hauteur de la portion 30. De ce fait, h1 est supérieur à h2. Selon une variante, le cache pourrait présenter une forme symétrique par rapport à l’axe N. De cette manière, le cache pourrait être réversible. De manière générale, la forme et la hauteur du cache dépendent de la forme et de la hauteur de la veine à obturer. Cette plateforme 31 présente une forme arrondie de sorte à former un prolongement de la portion 30 et à conserver la forme oblongue du cache 3. La plateforme 31 est configurée pour venir se positionner en vis-à-vis du premier orifice taraudé 40, et plus précisément par-dessus l’entrée du premier orifice taraudé 40. De cette manière, le fait que le cache soit fixé de sorte à obturer la veine 39 laisse donc la place pour la tête de la première vis de fixation quels que soient son positionnement et son serrage. De sorte à pouvoir maintenir fixe le cache 3 contre le cône amont 1, il est prévu des moyens de fixation. Ici, le cache 3 présente un trou traversant 33 configuré pour venir se positionner en regard d’un deuxième orifice taraudé 50 formé dans la veine 39, et apte à coopérer avec une deuxième vis de fixation 5 de sorte à fixer le cache 3 sur le cône amont 1. En d’autres termes, le cache 3 est traversé par un trou traversant 33 configuré pour se positionner en regard d’un deuxième orifice taraudé 50 formé au fond de la veine 39, lorsque le cache est en position d’obturation de la veine, une deuxième vis de fixation 5 étant prévue pour se loger dans ce deuxième orifice taraudé 50 de sorte à fixer le cache 3 sur le cône amont 1. De préférence, le trou traversant 33 présente une extrémité présentant un congé et la deuxième vis de fixation 5 est une vis taraudée de sorte, qu’une fois vissée dans le trou traversant 33 et dans le deuxième orifice taraudé 50, la tête de la deuxième vis de fixation 5 est intégralement entrée dans le trou traversant 33. Ici, le deuxième orifice taraudé 50 s’étend selon un axe N normal à la direction d’extension E de la veine 39. De cette manière, et plus particulièrement lors de la rotation de la turbomachine, le cache est maintenu fixe sur le cône amont. En outre, ces moyens de fixation sont facilement démontables. Dans ce mode de réalisation, et comme plus particulièrement visible sur les figures 6 et 7, le deuxième orifice taraudé 50 de la deuxième vis de fixation 5 est centré sur la première portion 30. De cette manière, le trou traversant 33 et le deuxième orifice taraudé 50 forment des moyens d’indexation pour la mise en place du cache 3 de sorte à obturer la veine 39. Dans ce mode de réalisation, et comme visible notamment en figures 8a et 8b, le cône d’entrée comprend ici au moins trois caches, chacun configuré pour venir se fixer sur le cône amont 1 de sorte à obturer une veine 39. De ce fait, trois veines 39 sont formées dans ce mode de réalisation, chacune ayant un orifice taraudé formé débouchant de sorte à pouvoir loger dans chacun une première vis de fixation 4 du cône amont à la virole aval. Les trois veines formées dans le cône amont sont uniformément réparties sur le pourtour du cône amont. Ici, deux veines sont sensiblement séparées de 120° de sorte à ce que les trois veines soient uniformément réparties sur le pourtour du cône amont. On présente maintenant, en relation avec les figures 5 à 7, les différentes étapes de fixation des composants du cône d’entrée, notamment du cône amont avec la virole aval, et du cache sur le cône amont. Comme illustré en , la première étape de fixation consiste à insérer dans le premier orifice taraudé 40 la première vis de fixation 4 et à la visser de sorte que la tête de la première vis de fixation 4 soit affleurant dans la veine 39. Préalablement, une étape d’alignement du cône amont et de la virole aval est nécessaire de sorte à ce que la portion du premier orifice taraudé 40 formée dans le cône amont 1 soit alignée avec la portion du premier orifice taraudé 40 formée dans la virole aval 2. Puis, comme illustré en , on vient positionner le cache 3 en regard de la veine de sorte que le trou traversant 33 soit positionné en regard du deuxième orifice taraudé 50 formé dans la veine 39, puis l’insérer dans la veine 39 de sorte à l’obturer. Ensuite, l’utilisateur vient insérer dans le deuxième orifice taraudé 50 la deuxième vis de fixation 5 puis la visse de sorte que la tête de la deuxième vis de fixation 5 soit pleinement insérée dans le trou traversant 33. Cône d’entrée (9) pour soufflante de turbomachine d’aéronef montée mobile en rotation autour d’un axe de rotation (R), comprenant un cône amont (1) fixé par au moins une première vis de fixation (4) à une virole aval (2), ladite première vis de fixation (4) étant configurée pour venir se loger dans un premier orifice taraudé (40) formé en partie dans ledit cône amont (1) et dans ladite virole aval (2), et débouchant dans une veine (39) creusée sur ledit cône amont (1), caractérisé en ce que le cône d’entrée (9) comprend également un cache (3) configuré pour venir se fixer sur ledit cône amont (1) de sorte à obturer ladite veine (39), le cône amont (1), la virole aval (2) et ledit cache (3) formant conjointement une surface externe sensiblement continue dudit cône d’entrée (9). Cône d’entrée (9) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le cache (3) présente un trou traversant (33) configuré pour se positionner en regard d’un deuxième orifice taraudé (50) formé dans ladite veine (39), et apte à coopérer avec une deuxième vis de fixation (5) de sorte à fixer ledit cache (3) sur ledit cône amont (1). Cône d’entrée (9) selon l’une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que ledit cache (3) présente une forme complémentaire à ladite veine (39). Cône d’entrée (9) selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que ledit cache (3) comprend une portion (30) présentant une forme sensiblement oblongue, prolongée par une plateforme (31) présentant une deuxième hauteur (h2) inférieure à la première hauteur (h1), ladite plateforme (31) étant configurée pour venir se positionner en vis-à-vis dudit premier orifice taraudé (40). Cône d’entrée (9) selon la revendication 4 dépendante de la revendication 2, caractérisé en ce que le deuxième orifice taraudé (50) de la deuxième vis de fixation (5) est centré sur la première portion (30). Cône d’entrée (9) selon l’une des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que le deuxième orifice taraudé (50) s’étend selon un axe (N) normal à une direction d’extension (E) de ladite veine (39). Cône d’entrée (9) selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il comprend en outre des moyens d’étanchéité ménagés entre le pourtour dudit cache (3) et le contour de ladite veine (39). Soufflante pour turbomachine d’aéronef montée mobile en rotation autour d’un axe de rotation (R), caractérisée en ce qu’elle comprend un cône d’entrée selon l’une des revendications 1 à 7. Turbomachine pour aéronef comprenant une soufflante (9) selon la revendication 8. Turbomachine pour aéronef selon la revendication 9, caractérisé en ce qu’elle est un turboréacteur.