Brevet FR3133063A1 — publié le 20230901

La présente invention concerne un aubage (25, 26) de turbomachine (10), et comprenant : - une pale (31) présentant un profil aérodynamique ; - une plateforme (32, 33) comprenant une surface de veine (321) destinée à délimiter une veine d’écoulement primaire (21A) de la turbomachine (10) adaptée pour recevoir lors du fonctionnement de la turbomachine (10) un flux se divisant en amont de la pale (31) en un écoulement extrados (EE) et un écoulement intrados (EI) ; et - un canal interne (34) qui présente une ouverture d’aspiration (35) et une ouverture d’éjection (36), débouchant chacune sur la surface de veine (321) de la plateforme (32, 33), l’ouverture d’éjection (36) débouchant en aval de l’ouverture d’aspiration (35) et l’ouverture d’aspiration (35) débouchant en direction de l’écoulement intrados (EI). Figure pour l’abrégé : Fig. 5 Aubage de turbomachine, comprenant une pale et une plateforme qui présente un canal interne d’aspiration et d’éjection de flux DOMAINE DE L'INVENTION L’invention concerne le domaine des turbomachines d’aéronef, et plus particulièrement le domaine des aubages de turbomachine comprenant une pale, une plateforme et un canal interne pour une turbine d’une turbomachine. ETAT DE LA TECHNIQUE Un aéronef comprend classiquement au moins une turbomachine pour en assurer la propulsion. La turbomachine peut être un turboréacteur ou un turbopropulseur. La turbomachine comprend une soufflante, un compresseur, une chambre de combustion, une turbine, et une tuyère d’échappement des gaz. Un turboréacteur peut être un turboréacteur double flux, dans lequel la masse d’air aspirée par la soufflante est divisée en un flux primaire, qui traverse le compresseur, la chambre de combustion et la turbine, et un flux secondaire, qui est concentrique avec le flux primaire. Par exemple, la turbomachine peut comprendre un compresseur basse pression, un compresseur haute pression, une turbine haute pression et une turbine basse pression. La turbine haute pression entraîne en rotation le compresseur haute pression par l’intermédiaire d’un arbre haute pression, et la turbine basse pression entraîne en rotation le compresseur basse pression par l’intermédiaire d’un arbre basse pression. La turbine basse pression peut également entraîner en rotation la soufflante soit directement par l’intermédiaire de l’arbre basse pression, soit par le biais d’un réducteur disposé entre la turbine basse pression et la soufflante, le réducteur étant entraîné en rotation par l’arbre basse pression. La turbomachine s’étend sensiblement autour d’un axe longitudinal. Une turbine de turbomachine d’aéronef conventionnelle comprend un ou plusieurs étages constitués chacun d’un distributeur et d’une roue mobile. Les distributeurs et les roues mobiles sont ainsi agencés en alternance selon l’axe longitudinal de la turbomachine. Le distributeur comprend des aubes fixes reliées par leur extrémité radialement externe à un carter et qui sont réparties circonférentiellement autour de l’axe longitudinal de la turbine de manière à former une couronne statorique. La roue mobile comprend un disque et des aubes reliées au disque par leur extrémité radialement interne en étant circonférentiellement réparties autour du disque. Le distributeur d’un étage de turbine est configuré de sorte qu’un écoulement de fluide pénétrant dans cet étage, comprenant typiquement des gaz en provenance de la chambre de combustion, soit accéléré et dévié par les aubes statoriques en direction des aubes de la roue mobile de cet étage de manière à entraîner celles-ci en rotation autour de l’axe longitudinal. Un exemple de conception d’une telle turbine est connu du document FR 3 034 129. En général, une aube de distributeur de la turbine comprend une pale et deux plateformes qui délimitent radialement entre elles une portion circonférentielle d’une veine d’écoulement primaire annulaire dans laquelle s’étend la pale. Le fluide traversant la turbine s’écoule principalement dans cette veine d’écoulement primaire. Lors du fonctionnement d’une turbine conventionnelle, l’interaction du fluide avec les distributeurs et les roues mobiles produit des tourbillons au niveau des plateformes des aubes, formant des écoulements dits « secondaires ». Ces écoulements secondaires ont pour effet de réduire le rendement de la turbine et d’augmenter la consommation de carburant de la turbomachine. Un but de l’invention est de proposer un aubage de turbomachine qui permette de limiter la formation de ces écoulements secondaires et de réduire l’intensité de ces écoulements secondaires, ce qui permet d’améliorer l’efficacité aérodynamique de l’aubage. A cet effet, l’invention a pour objet, selon un premier aspect, un aubage de turbomachine destiné à être monté autour d’un axe longitudinal, et comprenant : - une pale qui s’étend radialement vis-à-vis de l’axe longitudinal et qui présente un profil aérodynamique délimité axialement en amont par un bord d’attaque et en aval par un bord de fuite, la pale comprenant en outre une paroi intrados et une paroi extrados opposée à la paroi d’intrados, la paroi intrados et la paroi extrados reliant chacune le bord d’attaque au bord de fuite ; - une plateforme comprenant une surface de veine à partir de laquelle s’étend la pale, la plateforme étant destinée à délimiter une veine d’écoulement primaire d’un flux de la turbomachine en fonctionnement, le flux se divisant en amont du bord d’attaque de la pale lors du fonctionnement de la turbomachine d’une part en un écoulement extrados s’écoulant du côté de la paroi extrados de la pale et d’autre part en un écoulement intrados s’écoulant du côté de la paroi intrados de la pale ; et - un canal interne qui présente une ouverture d’aspiration et une ouverture d’éjection qui sont chacune disposées du côté de la paroi intrados de la pale et qui débouchent chacune sur la surface de veine de la plateforme, l’ouverture d’éjection débouchant en aval de l’ouverture d’aspiration et l’ouverture d’aspiration débouchant en direction de l’écoulement intrados. Certaines caractéristiques préférées mais non limitatives de l’aubage selon le premier aspect sont les suivantes, prises individuellement ou en combinaison : - l’ouverture d’aspiration et/ou l’ouverture d’éjection présente une forme circulaire, une forme oblongue, une forme de fente, une forme évasée, ou comprend une pluralité d’orifices ; - l’écoulement intrados s’écoule globalement entre un point de séparation situé en amont du bord d’attaque de la pale et correspondant à un point au niveau duquel l’écoulement intrados et l’écoulement extrados se divisent, et un point d’impact situé en aval du bord d’attaque de la pale et correspondant à un point au niveau duquel l’écoulement intrados entre au contact avec une pale circonférentiellement adjacente à la pale ; - l’ouverture d’aspiration s’étend selon une direction principale et correspond à l’une des quatre ouvertures d’aspiration suivantes : - une première ouverture d’aspiration qui présente une ouverture qui débouche sur la surface de veine et qui s’étend selon une direction principale sensiblement perpendiculaire à la direction de l’écoulement intrados, la première ouverture d’aspiration débouchant en direction du bord d’attaque ou directement en amont du bord d’attaque de la pale ; - une deuxième ouverture d’aspiration qui présente une ouverture qui débouche sur la surface de veine et qui s’étend selon une direction principale sensiblement perpendiculaire à la direction de l’écoulement intrados, la deuxième ouverture d’aspiration débouchant en aval du bord d’attaque de la pale, la deuxième ouverture d’aspiration débouchant plus proche du point de séparation que du point d’impact ; - une troisième ouverture d’aspiration qui présente une ouverture qui débouche en direction du point d’impact ; ou - une quatrième ouverture d’aspiration qui présente une ouverture qui débouche sur la surface de veine et qui s’étend selon une direction principale sensiblement parallèle à la direction de l’écoulement intrados, la quatrième ouverture d’aspiration débouchant entre le bord d’attaque et le bord de fuite de la pale selon une direction circonférentielle ; - l’ouverture d’éjection s’étend selon une direction principale et correspond à l’une des trois ouvertures d’éjection suivantes : - une première ouverture d’éjection située plus proche du bord d’attaque que du bord de fuite de la pale, qui débouche en direction de la paroi intrados de la pale ; - une deuxième ouverture d’éjection située sensiblement entre le bord d’attaque et le bord de fuite de la pale, qui débouche en direction de la paroi intrados de la pale, la deuxième ouverture d’éjection présentant de préférence une direction principale sensiblement parallèle à la paroi intrados de la pale ; ou - une troisième ouverture d’éjection située plus proche du bord de fuite que du bord d’attaque de la pale et qui débouche en direction du bord de fuite de la pale ; - l’ouverture d’aspiration correspond à la première ouverture d’aspiration et l’ouverture d’éjection correspond à la troisième ouverture d’éjection ; - une section du canal interne de l’ouverture d’éjection est inférieure à une section du canal interne de l’ouverture d’aspiration ; - la plateforme est une plateforme interne, la surface de veine de la plateforme interne étant adaptée pour délimiter radialement vers l’intérieur la veine d’écoulement primaire ; - l’aubage s’étend radialement autour de l’axe longitudinal et comprend en outre une autre pale circonférentiellement adjacente à la pale, dans lequel ladite pale circonférentiellement adjacente s’étend radialement vis-à-vis de l’axe longitudinal et présente un profil aérodynamique délimité axialement en amont par un bord d’attaque et en aval par un bord de fuite, la pale circonférentiellement adjacente comprend en outre une paroi intrados et une paroi extrados opposée à la paroi intrados, la paroi intrados et la paroi extrados reliant chacune le bord d’attaque au bord de fuite, dans lequel la pale circonférentiellement adjacente est adaptée pour s’étendre radialement à partir de la surface de veine de la plateforme dans la veine d’écoulement primaire de sorte que la paroi extrados de la pale circonférentiellement adjacente est située en regard de la paroi intrados de la pale, dans lequel l’écoulement intrados s’écoule globalement entre un point de séparation situé en amont du bord d’attaque de la pale et correspondant à un point au niveau duquel l’écoulement intrados et l’écoulement extrados se divisent, et un point d’impact situé en aval du bord d’attaque de la pale et correspondant à un point au niveau duquel l’écoulement intrados entre au contact de la paroi extrados de la pale circonférentiellement adjacente ; - l’aubage est un distributeur de turbine, en particulier de turbine basse pression, de turbomachine ; - l’aubage est un distributeur de compresseur de turbomachine ; - l’aubage est une roue mobile de turbine, en particulier de turbine basse pression, de turbomachine ; - l’aubage est une roue mobile de compresseur de turbomachine. Selon un troisième aspect, l’invention propose une turbine de turbomachine comprenant au moins un aubage, en particulier un distributeur ou une roue mobile, selon le deuxième aspect. La turbine peut être une turbine basse pression. En variante, la turbine peut être une turbine haute pression. Selon un quatrième aspect, l’invention propose un compresseur de turbomachine comprenant au moins un distributeur ou une roue mobile selon le deuxième aspect. Le compresseur peut être un compresseur basse pression. En variante, le compresseur peut être un compresseur haute pression. Selon un cinquième aspect, l’invention propose une turbomachine comprenant au moins un aubage selon le premier aspect, en particulier une turbomachine comprenant une turbine selon le troisième aspect. La turbomachine peut être une turbomachine double corps. Selon un sixième aspect, l’invention propose un aéronef comprenant au moins un aubage selon le premier aspect. DESCRIPTION DES FIGURES D’autres caractéristiques, buts et avantages de l’invention ressortiront de la description qui suit, qui est purement illustrative et non limitative, et qui doit être lue en regard des dessins annexés sur lesquels : La est une vue schématique partielle en perspective d’un distributeur d’une turbine conventionnelle pour turbomachine d’aéronef, illustrant des écoulements secondaires qui se produisent lors du fonctionnement de la turbomachine. La est une vue schématique en coupe axiale d’un ensemble propulsif pour un aéronef. La est une vue schématique partielle en coupe axiale d’une turbine basse pression d’une turbomachine. La est une illustration schématique partielle d’un aubage conforme à un mode de réalisation de l’invention, comprenant une pale, une plateforme et un canal interne. La est un schéma illustrant différentes configurations d’ouvertures d’aspiration et d’ouvertures d’éjection d’un aubage selon différents modes de réalisation de l’invention. La est une vue schématique partielle en perspective d’un aubage comprenant un canal interne comprenant une ouverture d’aspiration selon un premier mode de réalisation de l’invention. La est une vue schématique partielle en perspective d’un aubage comprenant un canal interne comprenant une ouverture d’aspiration selon un deuxième mode de réalisation de l’invention. La est une vue schématique partielle en perspective d’un canal interne d’un aubage selon un mode de réalisation de l’invention. Aubage (25, 26) de turbomachine (10) destiné à être monté autour d’un axe longitudinal (X), et comprenant : - une pale (31) qui s’étend radialement vis-à-vis de l’axe longitudinal (X) et qui présente un profil aérodynamique délimité axialement en amont par un bord d’attaque (51) et en aval par un bord de fuite (52), la pale (31) comprenant en outre une paroi intrados (54) et une paroi extrados (53) opposée à la paroi d’intrados (54), la paroi intrados (54) et la paroi extrados (53) reliant chacune le bord d’attaque (51) au bord de fuite (52) ; - une plateforme (32, 33) comprenant une surface de veine (321) à partir de laquelle s’étend la pale (31), la plateforme (32, 33) étant destinée à délimiter une veine d’écoulement primaire (21A) d’un flux de la turbomachine (10) en fonctionnement, le flux se divisant en amont du bord d’attaque (51) de la pale (31) lors du fonctionnement de la turbomachine d’une part en un écoulement extrados (EE) s’écoulant du côté de la paroi extrados (53) de la pale (31) et d’autre part en un écoulement intrados (EI) s’écoulant du côté de la paroi intrados (54) de la pale (31) ; et - un canal interne (34) qui présente une ouverture d’aspiration (35) et une ouverture d’éjection (36) qui sont chacune disposées du côté de la paroi intrados (54) de la pale (31) et qui débouchent chacune sur la surface de veine (321) de la plateforme (32, 33), l’ouverture d’éjection (36) débouchant en aval de l’ouverture d’aspiration (35) et l’ouverture d’aspiration (35) débouchant en direction de l’écoulement intrados (EI). Aubage (25, 26) de turbomachine (10) selon la revendication 1, dans lequel l’ouverture d’aspiration (35) et/ou l’ouverture d’éjection (36) présente une forme circulaire, une forme oblongue, une forme de fente, une forme évasée, ou comprend une pluralité d’orifices. Aubage (25, 26) de turbomachine (10) selon la revendication 1 ou 2, dans lequel l’écoulement intrados (EI) s’écoule globalement entre un point de séparation (A) situé en amont du bord d’attaque (51) de la pale (31) et correspondant à un point au niveau duquel l’écoulement intrados (EI) et l’écoulement extrados (EE) se divisent, et un point d’impact (B) situé en aval du bord d’attaque (51) de la pale (31) et correspondant à un point au niveau duquel l’écoulement intrados (EI) entre au contact avec une pale (310) circonférentiellement adjacente à la pale (31), dans lequel l’ouverture d’aspiration (35) s’étend selon une direction principale et correspond à l’une des quatre ouvertures d’aspiration (A1, A2, A3, A4) suivantes : - une première ouverture d’aspiration (35, A1) qui présente une ouverture qui débouche sur la surface de veine (321) et qui s’étend selon une direction principale sensiblement perpendiculaire à la direction de l’écoulement intrados (EI), la première ouverture d’aspiration (35, A1) débouchant en direction du bord d’attaque (51) ou directement en amont du bord d’attaque (51) de la pale (31) ; - une deuxième ouverture d’aspiration (35, A2) qui présente une ouverture qui débouche sur la surface de veine (321) et qui s’étend selon une direction principale sensiblement perpendiculaire à la direction de l’écoulement intrados (EI), la deuxième ouverture d’aspiration (35, A2) débouchant en aval du bord d’attaque (51) de la pale (31), la deuxième ouverture d’aspiration (35, A2) débouchant plus proche du point de séparation (A) que du point d’impact (B) ; - une troisième ouverture d’aspiration (35, A3) qui présente une ouverture qui débouche en direction du point d’impact (B) ; ou - une quatrième ouverture d’aspiration (35, A4) qui présente une ouverture qui débouche sur la surface de veine (321) et qui s’étend selon une direction principale sensiblement parallèle à la direction de l’écoulement intrados (EI), la quatrième ouverture d’aspiration (35, A4) débouchant entre le bord d’attaque (51) et le bord de fuite (52) de la pale (31) selon une direction circonférentielle (C). Aubage (25, 26) de turbomachine (10) selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel l’ouverture d’éjection (36) s’étend selon une direction principale et correspond à l’une des trois ouvertures d’éjection (E1, E2, E3) suivantes : - une première ouverture d’éjection (36, E1) située plus proche du bord d’attaque (51) que du bord de fuite (52) de la pale (31), qui débouche en direction de la paroi intrados (54) de la pale (31) ; - une deuxième ouverture d’éjection (36, E2) située sensiblement entre le bord d’attaque (51) et le bord de fuite (52) de la pale (31), qui débouche en direction de la paroi intrados (54) de la pale (31), la deuxième ouverture d’éjection (36, E2) présentant de préférence une direction principale sensiblement parallèle à la paroi intrados (54) de la pale (31) ; ou - une troisième ouverture d’éjection (36, E3) située plus proche du bord de fuite (52) que du bord d’attaque (51) de la pale (31) et qui débouche en direction du bord de fuite (52) de la pale (31). Aubage (25, 26) de turbomachine (10) selon la revendication 3 prise en combinaison avec la revendication 4, dans lequel l’ouverture d’aspiration (35) correspond à la première ouverture d’aspiration (35, A1) et l’ouverture d’éjection (36) correspond à la troisième ouverture d’éjection (36, E3). Aubage (25, 26) de turbomachine (10) selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel une section du canal interne (34) de l’ouverture d’éjection (36) est inférieure à une section du canal interne (34) de l’ouverture d’aspiration (35). Aubage (25, 26) de turbomachine (10) selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel la plateforme (32, 33) est une plateforme interne (32), la surface de veine (321) de la plateforme interne (32) étant adaptée pour délimiter radialement vers l’intérieur la veine d’écoulement primaire (21A). Aubage (25, 26) de turbomachine (10) selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, s’étendant radialement autour de l’axe longitudinal (X) et comprenant en outre une autre pale circonférentiellement adjacente (310) à la pale (31), dans lequel ladite pale circonférentiellement adjacente (310) s’étend radialement vis-à-vis de l’axe longitudinal (X) et présente un profil aérodynamique délimité axialement en amont par un bord d’attaque (510) et en aval par un bord de fuite (520), la pale circonférentiellement adjacente (310) comprend en outre une paroi intrados (540) et une paroi extrados (530) opposée à la paroi intrados (54), la paroi intrados (54) et la paroi extrados (53) reliant chacune le bord d’attaque (51) au bord de fuite (52), dans lequel la pale circonférentiellement adjacente (310) est adaptée pour s’étendre radialement à partir de la surface de veine (321) de la plateforme (32, 33) dans la veine d’écoulement primaire (21A) de sorte que la paroi extrados (530) de la pale circonférentiellement adjacente (310) est située en regard de la paroi intrados (54) de la pale (31), dans lequel l’écoulement intrados (EI) s’écoule globalement entre un point de séparation (A) situé en amont du bord d’attaque (51) de la pale (31) et correspondant à un point au niveau duquel l’écoulement intrados (EI) et l’écoulement extrados (EE) se divisent, et un point d’impact (B) situé en aval du bord d’attaque (51) de la pale (31) et correspondant à un point au niveau duquel l’écoulement intrados (EI) entre au contact de la paroi extrados (530) de la pale circonférentiellement adjacente (310). Aubage (25, 26) de turbomachine selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, dans lequel l’aubage (25, 26) est un distributeur (25) de turbine (17, 18) de turbomachine (10). Turbomachine (10) comprenant au moins une turbine (17, 18) comprenant au moins un aubage (25, 26) selon l’une quelconque des revendications 1 à 9.