Brevet FR3127022A1 — publié le 20230317

Aube comprenant des becquets rapportés L’invention concerne une aube (110) en matériau métallique pour une turbomachine d’aéronef, ladite aube (110) comprenant un pied (111) et une pale aérodynamique (114) s’étendant entre une extrémité de pied et une extrémité de tête, au moins une des extrémités comprenant au moins une portion d’assemblage (112m, 112v) s’étendant selon la direction amont ou aval, l’aube (110) comprenant en outre au moins un becquet (113m, 113v) rapporté sur une des portions d’assemblage (112m, 112v) de l’aube (110) et s’étendant selon la direction amont ou aval. Figure pour l’abrégé : Fig. 2 Aube comprenant des becquets rapportés La présente invention se rapporte au domaine général des aubes mobiles ou fixes pour une turbomachine d’aéronef. Une turbine axiale de turbomachine se compose typiquement d’une succession d’étages disposés les uns derrière les autres. Chaque étage comporte une roue mobile à aubes correspondant à un rotor, et un distributeur aubagé correspondant à un stator. La roue mobile est classiquement constituée d’un disque annulaire sur lequel sont fixées une pluralité d’aubes dites « mobiles ». Le distributeur aubagé comprend classiquement une pluralité d’aubes dites « fixes ». Une aube mobile ou fixe est généralement constituée d’un pied et d’une pale aérodynamique s’étendant sensiblement perpendiculairement à l’axe de la turbine entre une extrémité de pied et une extrémité de tête. L’extrémité de pied comprend généralement une plateforme, et l’extrémité de tête comprend généralement un talon. La plateforme ou le talon est classiquement prolongé par un becquet amont dans la direction amont et par un becquet aval dans la direction aval, les termes « amont » et « aval » étant définis par rapport au sens de circulation des gaz dans la turbomachine. Les becquets ont pour but de canaliser le flux de gaz de la veine afin de limiter les pertes aérodynamiques. En fonctionnement, les becquets des aubes mobiles sont susceptibles d’entrer en contact avec certaines pièces du stator, comme le distributeur ou le flasque à labyrinthe. De même, les becquets des aubes fixes sont susceptibles d’entrer en contact avec certaines pièces du rotor. Lorsque plusieurs aubes sont fixées sur le disque ou le rotor, leurs becquets sont généralement disposés circonférentiellement bord à bord de manière à former une couronne circonférentielle délimitant une surface de révolution autour de l’axe de rotation de la roue. Ces aubes sont généralement réalisées par fonderie, en coulant le matériau depuis l’extrémité de tête ou de pied de l’aube, par exemple par le talon. Ainsi, les aubes sont réalisées intégralement en une seule pièce par fonderie, comme décrit par exemple dans les documents FR 2 995 343 A1 et FR 3 074 217 A1. Les aubes sont soumises à des températures importantes, et des matériaux appropriés doivent être utilisés pour assurer une bonne tenue en température des aubes. Toutefois, les matériaux de ce type présentent en général une très mauvaise coulabilité. Ainsi, comme les becquets sont éloignés du point d’introduction du matériau dans le moule de fonderie, ils sont plus susceptibles de présenter des défauts de fonderie. Le document FR 3 052 088 A1 permet en partie de remédier à ces inconvénients, en proposant un moule pour fonderie comprenant des conduits auxiliaires pour alimenter en métal fondu l’extrémité des becquets. Cependant, cette solution ne permet pas d’éliminer tous les défauts de fonderie susceptibles de se présenter sur les becquets. En outre, certaines surfaces des becquets peuvent être usinées après leur réalisation par fonderie, notamment les surfaces destinées à être au contact des becquets des aubes adjacentes. Par conséquent, les becquets sont des portions de l’aube particulièrement délicates à fabriquer, et fortement susceptibles de provoquer le rebut de l’aube entière du fait de défauts de fonderie et/ou d’usinage. Par ailleurs, les becquets sont également des pièces soumises à un important risque de rupture ou d’usure en fonctionnement, du fait de leur proximité avec le stator ou le rotor. De surcroît, l’alliage à base nickel qui est utilisé classiquement pour réaliser l’aube, afin qu’elle résiste aux contraintes thermomécaniques, est très peu résistant aux frottements et à l’usure. Par conséquent, les becquets sont particulièrement susceptibles de s’abimer ou de rompre, nécessitant le remplacement de l’aube complète. La présente invention a pour but de remédier aux inconvénients précités. A cet effet, l’invention propose une aube en matériau métallique pour une turbomachine d’aéronef, ladite aube comprenant un pied et une pale aérodynamique s’étendant entre une extrémité de tête et une extrémité de pied de l’aube, au moins une des extrémités de l’aube comprenant au moins une portion d’assemblage s’étendant selon la direction amont ou aval, l’aube comprenant en outre au moins un becquet rapporté sur une des portions d’assemblage et s’étendant selon la direction amont ou aval. Ainsi, en réalisant le ou les becquets à part du reste de l’aube, on limite les risques de défauts de fabrication sur les becquets et ainsi la proportion de rebuts en fabrication. En outre, si des défauts persistent malgré la fabrication indépendante, seul le becquet est mis au rebus et non l’aube complète. Par ailleurs, comme l’aube n’est plus intégralement réalisée lors d’une même opération de fonderie, il est possible de réaliser les becquets dans un matériau différent du reste de l’aube, plus adapté et résistant à l’usure. Enfin, comme les becquets sont distincts du reste de l’aube, ils sont plus faciles à remplacer en cas de dommages pendant la fabrication, l’assemblage ou le fonctionnement. Il n’est donc plus nécessaire de remplacer l’aube entière quand seul le becquet est endommagé. Selon une caractéristique particulière de l’invention, l’extrémité de pied comporte une plateforme comprenant au moins une des portions d’assemblage destinées à recevoir un becquet. Selon une autre caractéristique particulière de l’invention, l’extrémité de tête comporte un talon comprenant au moins une des portions d’assemblage destinées à recevoir un becquet. Ainsi, l’invention peut proposer une aube mobile en matériau métallique pour une roue d’une turbomachine d’aéronef, ladite aube comprenant un pied et une pale aérodynamique s’étendant entre un talon et une plateforme, ladite et/ou ledit talon comprenant au moins une portion d’assemblage s’étendant selon la direction amont ou aval, l’aube comprenant en outre au moins un becquet rapporté sur une des portions d’assemblage de la plateforme et/ou du talon et s’étendant selon la direction amont ou aval. Par conséquent, l’aube peut comporter typiquement un à quatre becquets. Selon une autre caractéristique particulière de l’invention, le pied, la pale aérodynamique, l’extrémité de pied et l’extrémité de tête de l’aube sont réalisés dans un alliage à base nickel et dans laquelle le ou les becquets sont réalisés dans un alliage à base cobalt. Ainsi, on conserve un alliage à base nickel pour les parties de l’aube les plus sollicitées thermomécaniquement, tout en utilisant un alliage à base cobalt qui résiste aux frottements pour les becquets. L’éventuelle plateforme ou l’éventuel talon sont alors réalisés dans un alliage à base nickel. Selon une autre caractéristique particulière de l’invention, le ou les becquets sont fixés à la ou les portions d’assemblage de l’aube par au moins une goupille. L’utilisation d’un système de goupille permet de monter ou de démonter facilement les becquets, ce qui facilite la fabrication et la réparation. Selon une autre caractéristique particulière de l’invention, le ou les becquets sont fixés à la ou les portions d’assemblage de l’aube par une couche de brasure. L’invention propose en outre un procédé de fabrication d’une aube selon l’invention, le procédé comprenant : - la fabrication du pied, de la pale aérodynamique, de l’extrémité de pied et de l’extrémité de tête de l’aube par fonderie, - la fabrication du ou des becquets, - l’assemblage du ou des becquets avec la ou les portions d’assemblage de l’aube. Ainsi, l’éventuel talon ou l’éventuelle plateforme sont réalisés par fonderie en une seule fois avec le pied et la pale aérodynamique de l’aube. L’invention propose également un procédé de réparation d’une aube selon l’invention, ladite aube comprenant au moins un becquet défectueux, le procédé comprenant : - le retrait complet du ou des becquets défectueux par rupture de la liaison entre la ou les portions d’assemblage de l’aube et ledit ou lesdits becquets, - l’assemblage d’un ou de plusieurs becquets non défectueux avec la ou les portions d’assemblage de l’aube. L’invention propose enfin une roue mobile pour une turbomachine d’aéronef, comportant un disque portant à sa périphérie une rangée annulaire d’aubes selon l’invention. La est une vue en coupe axiale d’une partie de turbine d’une turbomachine aéronautique. La est une vue schématique en 3D d’une aube selon un premier mode de réalisation de l’invention. La est une vue schématique en 3D de l’extrémité d’une aube selon un deuxième mode de réalisation de l’invention. La est une vue schématique en 3D de l’extrémité d’une aube selon un troisième mode de réalisation de l’invention. La est un schéma représentant le procédé de fabrication selon l’invention. La est un schéma représentant le procédé de réparation selon l’invention. Aube (110) en matériau métallique pour une turbomachine d’aéronef, ladite aube (110) comprenant un pied (111) et une pale aérodynamique (114) s’étendant entre une extrémité de tête et une extrémité de pied de l’aube (110), au moins une des extrémités de l’aube (110) comprenant au moins une portion d’assemblage (112m, 112v) s’étendant selon la direction amont ou aval, l’aube (110) comprenant en outre au moins un becquet (113m, 113v) rapporté sur une des portions d’assemblage (112m, 112v) et s’étendant selon la direction amont ou aval. Aube (110) selon la revendication 1, dans laquelle l’extrémité de pied comporte une plateforme (112) comprenant au moins une des portions d’assemblage (112m, 112v) destinées à recevoir un becquet (113m, 113v). Aube selon la revendication 1 ou 2, dans laquelle l’extrémité de tête comporte un talon comprenant au moins une des portions d’assemblage destinées à recevoir un becquet. Aube (110) selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, dans laquelle le pied (111), la pale aérodynamique (114), l’extrémité de pied et l’extrémité de tête de l’aube (110) sont réalisés dans un alliage à base nickel et dans laquelle le ou les becquets (113m, 113v) sont réalisés dans un alliage à base cobalt. Aube (110) selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, dans laquelle le ou les becquets (113m, 113v) sont fixés à la ou les portions d’assemblage (112m, 112v) de l’aube (110) par au moins une goupille (10). Aube selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, dans laquelle le ou les becquets (213m, 213v, 313m, 313v) sont fixés à la ou les portions d’assemblage (212m, 212v, 312m, 312v) de l’aube par une couche de brasure. Procédé de fabrication d’une aube (110) selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, le procédé comprenant : - (E1) la fabrication du pied (111), de la pale aérodynamique (114), de l’extrémité de pied et de l’extrémité de tête de l’aube (110) par fonderie, - (E2) la fabrication du ou des becquets (113m, 113v), - (E3) l’assemblage du ou des becquets (113m, 113v) avec la ou les portions d’assemblage (112m, 112v) de l’aube (110). Procédé de réparation d’une aube selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, ladite aube comprenant au moins un becquet défectueux, le procédé comprenant : - (E10) le retrait complet du ou des becquets défectueux par rupture de la liaison entre la ou les portions d’assemblage de l’aube et ledit ou lesdits becquets, - (E20) l’assemblage d’un ou de plusieurs becquets non défectueux avec la ou les portions d’assemblage de l’aube. Roue mobile pour une turbomachine d’aéronef, comportant un disque portant à sa périphérie une rangée annulaire d’aubes (110) selon l’une quelconque des revendications 1 à 6.