Brevet FR3134599A1 — publié le 20231020

L’invention concerne un module (3) d’axe longitudinal (X) et comprenant un actionneur hydraulique (46), et une pompe (54) d’alimentation en fluide de l’actionneur hydraulique (46) comprenant des pistons axiaux (54c) destinés à être mobiles en rotation autour de l’axe longitudinal (X) et configurés pour transférer le fluide à l’actionneur hydraulique (46), un plateau de liaison (54g) relié aux pistons axiaux (54c) et coopérant avec un plateau principal (54e) annulaire centré sur l’axe longitudinal (X), destiné à être fixe en rotation autour de l’axe longitudinal (X) et inclinable par rapport à l’axe longitudinal (X), le plateau de liaison (54g) étant agencé entre le plateau principal (54e) et les pistons axiaux (54c), les pistons axiaux (54c) étant mobiles en translation selon une direction (D) parallèle à l’axe longitudinal (X), l’inclinaison du plateau principal (54e) entraînant un déplacement des pistons axiaux (54c) selon la direction (D). Figure n° 3a MODULE POUR UNE TURBOMACHINE D’AERONEF Domaine technique de l'invention L’invention concerne le domaine des modules pour les turbomachines d’aéronef. L’invention concerne plus particulièrement les modules comprenant un moyeu mobile en rotation et des aubes à calage variable portées par le moyeu, tels que les modules de soufflante ou d’hélice. Arrière-plan technique Une turbomachine d’aéronef comprend de manière générale un module s’étendant autour d’un axe longitudinal et présentant un moyeu mobile en rotation autour de l’axe longitudinal et sur lequel sont montées des aubes. Le module est typiquement relié à un générateur de gaz. Le générateur de gaz comprend par exemple d’amont en aval un compresseur basse pression, un compresseur haute pression, une chambre de combustion, une turbine haute pression, une turbine basse pression et une tuyère d’échappement des gaz. Le rotor du compresseur haute pression est relié au rotor de la turbine haute pression par un arbre haute pression et le rotor du compresseur basse pression est relié au rotor de la turbine basse pression par un arbre basse pression. L’arbre basse pression est par ailleurs relié à un arbre d’entrainement du moyeu du module pour l’entrainer en rotation. Le module est par exemple une soufflante ou une hélice. Dans le cas d’une soufflante, les aubes sont entourées d’un carter externe fixé à une nacelle de l’aéronef. Dans le cas d’une hélice, les aubes de soufflante sont montées en dehors de la nacelle et ne sont donc pas entourées par un carter externe. Afin d’optimiser le fonctionnement du module et assurer son opérabilité selon les phases de vol de l’aéronef notamment en maintenant une marge au pompage suffisante, il est connu de modifier l’orientation des aubes au cours du vol de l’aéronef. A cet effet, les aubes sont mobiles autour d’un axe de calage qui s’étend perpendiculairement à l’axe longitudinal. Les aubes sont dites à calage ou à pas variable. Par exemple, les aubes à calage variable peuvent occuper une position dite d’inversion de poussée (connue sous le terme anglais « reverse ») dans laquelle celles-ci permettent de générer une contre poussée pour participer au ralentissement de l’aéronef et une position de mise en drapeau dans laquelle, en cas de défaillance ou de panne, celles-ci permettent de limiter leur résistance. Afin d’entrainer en rotation les aubes autour de leurs axes de calage, le module de la turbomachine comprend typiquement un dispositif de changement de calage des aubes. Le document FR-A1-3 087 232 décrit une turbomachine comprenant un module de soufflante présentant un moyeu mobile autour d’un axe longitudinal et sur lequel sont montées des aubes à calage variable. Le module comprend un dispositif de changement de calage des aubes comprenant un actionneur hydraulique relié aux aubes et une pompe d’alimentation en fluide de l’actionneur hydraulique. Selon ce document, la pompe est solidaire en rotation du moyeu. Pour actionner la pompe et réguler son débit, le module comprend en outre un moteur électrique solidaire en rotation de la pompe. Une telle configuration ne donne pas entière satisfaction. En effet, le moteur électrique étant tournant et la source d’énergie alimentant le moteur étant dans un repère fixe, il est nécessaire de prévoir un transfert d’énergie d’un repère fixe vers un repère tournant. A cet effet, le module de l’art antérieur comprend en outre un transformateur électrique tournant permettant d’alimenter en énergie électrique le moteur à partir d’une source d’énergie électrique située dans un repère fixe de la turbomachine. Or, le module de la turbomachine présente un encombrement qui rend difficile l’ajout d’un transformateur électrique. L’ajout d’un transformateur implique d’augmenter la taille du module. Aussi, la masse et le coût du transformateur sont importants. Il existe donc un besoin de fournir un module de turbomachine pour un aéronef, comprenant un moyeu portant des aubes à calage variable, qui soit compact, léger, et peu coûteux. A cet effet, l’invention propose un module pour une turbomachine d’aéronef, le module comportant un axe longitudinal et comprenant : - un moyeu centré sur l’axe longitudinal et destiné à être mobile en rotation autour de l’axe longitudinal, - des aubes portées par le moyeu, chacune des aubes étant mobile autour d’un axe de calage s’étendant radialement par rapport à l’axe longitudinal, - un dispositif de changement de calage des aubes autour de leurs axes de calage, le dispositif comprenant : un actionneur hydraulique destiné à être mobile en rotation autour de l’axe longitudinal et configuré pour entrainer les aubes autour de leurs axes de calage, et une pompe d’alimentation en fluide de l’actionneur hydraulique comprenant des pistons axiaux destinés à être mobiles en rotation autour de l’axe longitudinal et configurés pour transférer le fluide à l’actionneur hydraulique, un plateau de liaison relié aux pistons axiaux et coopérant avec un plateau principal annulaire centré sur l’axe longitudinal, le plateau principal étant destiné à être fixe en rotation autour de l’axe longitudinal et est inclinable par rapport à l’axe longitudinal, le plateau de liaison étant agencé entre le plateau principal et les pistons axiaux, les pistons axiaux étant mobiles en translation selon une direction parallèle à l’axe longitudinal, l’inclinaison du plateau principal entraînant un déplacement des pistons axiaux selon cette direction. Selon l’invention, le module comprend une pompe présentant des pistons axiaux reliés à un plateau de liaison et entrainés en translation par un plateau principal. La course des pistons varie selon l’inclinaison du plateau principal ce qui permet de faire varier le débit de la pompe. Selon le débit de la pompe, l’actionneur hydraulique peut faire varier le calage des aubes selon l’angle souhaité. La pompe étant à débit variable, il n’est plus nécessaire de prévoir un moteur électrique tournant pour réguler le débit de la pompe. Ceci permet de s’affranchir d’un transformateur électrique tournant pour alimenter en énergie électrique le moteur. Le module selon l’invention est donc plus compact, léger et faiblement consommateur d’énergie. Aussi, selon l’invention, le plateau principal est fixe en rotation. Ceci permet de simplifier la configuration de la pompe et du module. En outre, selon l’invention, les pistons axiaux sont tournants. Ceci permet de s’affranchir d’un transfert hydraulique tournant assurant le transfert de fluide entre la pompe et l’actionneur hydraulique limitant ainsi les fuites de fluide. L’invention peut comprendre une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément les unes des autres ou en combinaison les unes avec les autres : - la pompe comprend une enveloppe montée autour du plateau principal et du plateau de liaison et destinée à être fixe en rotation autour de l’axe longitudinal, - le plateau principal est inclinable selon un angle d’inclinaison α compris entre -45° et 45°, un angle α de 0° correspondant à une position du plateau principal dans lequel il est perpendiculaire à l’axe longitudinal, - le dispositif comprend en outre un actionneur relié au plateau principal et configuré pour incliner le plateau principal par rapport à l’axe longitudinal, - le plateau de liaison est destiné à être mobile en rotation autour de l’axe longitudinal et est en appui plan sur le plateau principal, - les pistons axiaux sont reliés au plateau de liaison par une liaison rotule, - la pompe comprend un axe de transmission centré sur l’axe longitudinal, solidaire en rotation du plateau de liaison, et autour duquel est monté le plateau principal, - un arbre d’entrainement solidaire en rotation du moyeu et configuré pour entrainer en rotation l’axe de transmission autour de l’axe longitudinal, - le dispositif comprend en outre un actionneur auxiliaire relié au plateau de liaison et destiné à entrainer en rotation le plateau de liaison autour de l’axe longitudinal, - l’actionneur auxiliaire est relié au plateau de liaison par une liaison à cannelures ou une liaison à cardan ou une liaison à joint d'Oldham ou une liaison encastrement, -- l’actionneur hydraulique est un vérin solidaire en rotation de l’arbre d’entrainement, l’actionneur hydraulique comprenant un boitier et une tige agencée à l’intérieur du boitier, et une première et une seconde chambres reliées à la pompe définies dans le boitier, la tige ou le boitier étant mobile en translation et relié aux aubes, -- le boitier ou la tige est solidaire en rotation de l’arbre d’entrainement. L’invention concerne également une turbomachine pour un aéronef comprenant un module selon l’une quelconque des caractéristiques précédentes. Brève description des figures D’autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description qui suit d’un mode de réalisation non limitatif de l’invention en référence aux dessins annexés sur lesquels : la est une représentation schématique en coupe axiale d’une demi-turbomachine d’aéronef ; la est une représentation schématique en coupe axiale d’un module selon l’invention ; la est une représentation schématique fonctionnelle d’un module selon un exemple de réalisation de l’invention ; la est une représentation schématique fonctionnelle d’un module selon un autre exemple de réalisation de l’invention ; la est une représentation schématique du plateau de la pompe équipant le module, le plateau étant dans une première position ; la est représentation schématique du plateau de la pompe équipant le module, le plateau étant dans une seconde position ; la est une représentation schématique d’un module selon un mode particulier de réalisation de l’invention ; la est une représentation schématique d’un module selon un mode particulier de réalisation de l’invention. Module (3) pour une turbomachine (1) d’aéronef, le module (3) comportant un axe longitudinal (X) et comprenant : - un moyeu (43) centré sur l’axe longitudinal (X) et destiné à être mobile en rotation autour de l’axe longitudinal (X), - des aubes (30) portées par le moyeu (43), chacune des aubes (30) étant mobile autour d’un axe de calage (C) s’étendant radialement par rapport à l’axe longitudinal (X), - un dispositif (45) de changement de calage des aubes (30) autour de leurs axes de calage (C), le dispositif (45) comprenant : un actionneur hydraulique (46) destiné à être mobile en rotation autour de l’axe longitudinal (X) et configuré pour entrainer les aubes (30) autour de leurs axes de calage (C), et une pompe (54) d’alimentation en fluide de l’actionneur hydraulique (46) comprenant : des pistons axiaux (54c) destinés à être mobiles en rotation autour de l’axe longitudinal (X) et configurés pour transférer le fluide à l’actionneur hydraulique (46), un plateau de liaison (54g) relié aux pistons axiaux (54c) et coopérant avec un plateau principal (54e) annulaire centré sur l’axe longitudinal (X), le plateau principal (54e) étant destiné à être fixe en rotation autour de l’axe longitudinal (X) et inclinable par rapport à l’axe longitudinal (X), le plateau de liaison (54g) étant agencé entre le plateau principal (54e) et les pistons axiaux (54c), les pistons axiaux (54c) étant mobiles en translation selon une direction (D) parallèle à l’axe longitudinal (X), l’inclinaison du plateau principal (54e) entraînant un déplacement des pistons axiaux (54c) selon la direction (D). Module selon la revendication précédente, dans lequel la pompe (54) comprend une enveloppe (54b) montée autour du plateau principal (54e) et du plateau de liaison (54g) et destinée à être fixe en rotation autour de l’axe longitudinal (X). Module selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le plateau principal (54e) est inclinable selon un angle d’inclinaison α compris entre -45° et 45°, un angle α de 0° correspondant à une position du plateau principal (54e) dans lequel il est perpendiculaire à l’axe longitudinal (X). Module selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le dispositif (45) comprend en outre un actionneur (55) relié au plateau principal (54e) et configuré pour incliner le plateau principal (54e) par rapport à l’axe longitudinal (X). Module selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le plateau de liaison (54g) est destiné à être mobile en rotation autour de l’axe longitudinal (X) et est en appui plan sur le plateau principal (54e). Module selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les pistons axiaux (54c) sont reliés au plateau de liaison (54g) par une liaison rotule (54h). Module selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la pompe (54) comprend un axe de transmission (54a) centré sur l’axe longitudinal (X), solidaire en rotation du plateau de liaison (54g), et autour duquel est monté le plateau principal (54e). Module selon la revendication précédente, comprenant en outre un arbre d’entrainement (32) solidaire en rotation du moyeu (43) et configuré pour entrainer en rotation l’axe de transmission (54a) autour de l’axe longitudinal (X). Module selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le dispositif (45) comprend en outre un actionneur auxiliaire (56) relié au plateau de liaison (54g) et destiné à entrainer en rotation le plateau de liaison (54g) autour de l’axe longitudinal (X). Module selon la revendication précédente, dans lequel l’actionneur auxiliaire (56) est relié au plateau de liaison (54g) par une liaison à cannelures ou une liaison à cardan ou une liaison à joint d'Oldham ou une liaison encastrement. Turbomachine (1) pour un aéronef comprenant un module (3) selon l’une quelconque des revendications précédentes.