Brevet FR3134890A1 — publié le 20231027

La présente invention concerne un ensemble pour turbomachine, ledit ensemble comprenant : un carter annulaire (36) autour d’un axe longitudinal et muni d’au moins une ouverture (36-1) radiale, ledit carter délimitant radialement vers l’extérieur une veine d’écoulement de flux interne et radialement vers l’intérieur une veine d’écoulement de flux externe, un dispositif de mesure (100) comprenant une plateforme (102) et au moins une sonde de mesure (108) traversant radialement ladite plateforme, ladite plateforme étant radialement à l’intérieur du carter et en vis-à-vis radial de l’ouverture, et ledit ensemble comprenant des moyens d’étanchéité à l’air reliant le pourtour de la plateforme (102) au pourtour de l’ouverture (36-1). Figure à publier avec l’abrégé : [Fig. 6] Ensemble de mesure de caractéristiques d’un flux d’air Domaine technique de l’invention La présente invention concerne un ensemble pour mesurer des caractéristiques d'un écoulement d'air dans une turbomachine, notamment dans une turbomachine d'essai. Etat de la technique antérieure Classiquement, un turboréacteur à double flux 10, comme l’illustre la , est constitué d’une turbine à gaz 12, ou turbomachine, d’axe de révolution 14, ou axe longitudinal, entrainant une roue de soufflante 16 carénée, celle-ci étant généralement placée à l’amont AM du turboréacteur. La masse d’air aspirée par le moteur est divisée en un flux d’air primaire (flèche A), qui circule dans la turbine à gaz 12 ou corps primaire, et un flux d’air secondaire (flèche B), qui est issu de la soufflante 16 et qui entoure annulairement le corps primaire, les flux d’air primaire et secondaire étant concentriques et évoluant dans une veine annulaire primaire 18 et une veine annulaire secondaire 20 respectivement. Le flux d’air primaire A et le flux d’air secondaire circulent de l’amont AM vers l’aval AV du turboréacteur, Le flux d’air primaire (flèche A) est généralement compressé par un compresseur basse pression 22 puis par un compresseur haute pression 24 comprenant chacun des aubages fixes 26 et mobiles disposés alternativement dans la direction de déplacement du flux. L’arbre du compresseur basse pression est relié à la roue de soufflante 16 et est entrainé en rotation par l’arbre d’une turbine basse pression agencée en aval (non représenté). L’arbre du compresseur haute pression est entrainé en rotation par l’arbre d’une turbine haute pression agencée en sortie d’une chambre de combustion et en amont de la turbine basse pression (non représentées). Dans un tel turboréacteur à double corps, on désigne habituellement par carter de soufflante, la paroi annulaire externe 28 entourant la roue de soufflante 16 et par carter intermédiaire 30, un élément structural de la turbomachine intercalé entourant les compresseurs, basse pression 22 et, haute pression 24. La veine annulaire primaire 18 d’écoulement du flux est délimitée par deux parois annulaires radialement interne 32 et externe 34. La veine annulaire secondaire 20 est délimitée intérieurement et extérieurement par deux parois annulaires radialement interne 36 et externe 38. Le carter intermédiaire 30 comprend la paroi externe 34 de la veine annulaire primaire 18 et la paroi 36 de la veine annulaire secondaire 20. Dans le cadre du développement d’un turboréacteur, il est nécessaire de tester les performances de celui-ci afin de le certifier. Des turbomachines de développement sont ainsi prévues à cet effet. Sur ces turbomachines, un nombre important de mesures est effectué. En particulier, les caractéristiques du flux aérodynamique sont mesurées à différentes positions axiales ou plans 40a, 40b, 40c de mesures. De plus, on souhaite pouvoir faire des mesures en plusieurs points d’un plan de mesure. A cette fin, des organes de mesure, communément appelés mesureurs, agencés au niveau des plans de mesures sont couramment utilisés pour caractériser le flux aérodynamique en mesurant en fonctionnement des paramètres tels que par exemple la pression et la température. Un tel organe 42a, 42b, 42c comprend une tige 44 portant des moyens de mesures des caractéristiques de l’écoulement d’air. Il comprend également une extrémité radialement externe et une extrémité radialement interne par rapport à l’axe de rotation 14 de la turbomachine. L’extrémité radialement externe de l’organe 42a, 42b, 42c est portée par un carter de la turbomachine tandis que l’extrémité radialement interne agencée à l’intérieur de la veine est libre et placée dans le flux d’air de la turbomachine dont on souhaite mesurer les caractéristiques d’écoulement du flux d’air. La montre la paroi interne 36 du carter intermédiaire 30 dans laquelle sont montés des moyens de mesure ou mesureurs. La paroi 36 comprend une pluralité d’ouvertures 36-1, 36-2, 36-3 et 36-4 prévues chacune pour recevoir un moyen de mesure. La montre, selon une vue éclatée, plus en détails, l’ouverture 36-1 munie d’un dispositif de mesure 100. La représente une vue en coupe de côté de la zone D de la turbomachine de la , montrant la paroi 36 entourant la turbine basse pression 22. Chaque ouverture 36-1, 36-2, 36-3 et 36-4 est alignée axialement avec un étage de la turbine basse pression 22. En particulier, l’ouverture 36-1 est alignée avec un étage en amont de l’étage avec lequel est alignée l’ouverture 36-4. Le dispositif de mesure 100 comprend, radialement de l’intérieur vers l’extérieur, une plateforme 102, une semelle 104 et une coulisse 106. Le dispositif de mesure 100 comprend aussi une sonde de mesure 108 portée par la coulisse 106 et insérée radialement à travers la semelle 104 et la plateforme 102. Ladite sonde 108 traverse la paroi 34 pour se loger dans la veine annulaire primaire 18 et prendre des mesures de température, de pression, etc. du flux d’air primaire A. La coulisse 106 permet de déplacer la sonde 108 selon une direction sensiblement tangentielle à la circonférence de la paroi 36. En particulier, les dispositifs de mesure 100 sont utilisés pour prendre des mesures pendant des essais de la turbomachine. Ainsi, chaque dispositif de mesure 100 peut être exposé à des températures élevées, supérieures à 80 C°, ce qui peut entrainer l’endommagement des éléments du dispositif de mesure 100, comme la plateforme 102, la semelle 104 et/ou la coulisse 106. Afin de limiter l’impact de ces températures élevées, la semelle 104 comprend un circuit hydraulique dans lequel circule un fluide de refroidissement. La semelle 104 peut ainsi refroidir en partie la coulisse 106. En outre, un flux d’air C de refroidissement est injecté à l’intérieur de la paroi interne 36 et circule autour de la paroi externe 34. Le flux d’air C de refroidissement permet de limiter la montée en température des dispositifs de mesure 100. Cependant, une partie du flux d’air C de refroidissement s’échappe par les ouvertures 36-1, 36-2, 36-3 et 36-4, ce qui empêche l’obtention d’un débit d’air de refroidissement suffisant des dispositifs de mesure 100. La présente invention vise à remédier à ces inconvénients. Le présent document propose un ensemble pour turbomachine, ledit ensemble comprenant : un carter annulaire autour d’un axe longitudinal et muni d’au moins une ouverture radiale, ledit carter délimitant radialement vers l’extérieur une veine d’écoulement de flux interne et radialement vers l’intérieur une veine d’écoulement de flux externe, un dispositif de mesure comprenant une plateforme et au moins une sonde de mesure traversant radialement ladite plateforme, ladite plateforme étant radialement à l’intérieur du carter et en vis-à-vis radial de l’ouverture, et ledit ensemble comprenant des moyens d’étanchéité à l’air reliant le pourtour de la plateforme au pourtour de l’ouverture. Les moyens d’étanchéité permettent d’éviter les fuites entre la veine d’écoulement de flux interne et la veine d’écoulement de flux externe. Ainsi, lorsqu’un flux de refroidissement circule dans la veine d’écoulement de flux interne, son débit reste stable le long du carter et permet de refroidir plus efficacement le dispositif de mesure et/ou d’empêcher la montée en température du dispositif de mesure. L’ouverture peut présenter des dimensions supérieures aux dimensions de la plateforme. Ainsi, la plateforme du dispositif de mesure peut être insérée radialement dans l’ouverture. L’ouverture peut présenter une longueur suivant la circonférence du carter et une largeur selon l’axe longitudinal du carter. Le carter annulaire peut être une paroi annulaire d’un carter externe ou intermédiaire de la turbomachine. Par exemple, le carter annulaire peut être la paroi annulaire, ou virole, interne du carter intermédiaire. Les moyens d’étanchéité à l’air peuvent comprendre une membrane déformable de façon élastique ou non. Les moyens d’étanchéité à l’air peuvent comprendre une membrane élastiquement déformable fixée d’une part au pourtour de la plateforme et d’autre part au pourtour de l’ouverture. La membrane peut se déformer et reprendre les dilatations thermiques dans les trois directions permettant ainsi de d’épouser les déformations du dispositif de mesure. La membrane peut comprendre un premier bord périphérique externe fixé à la surface radialement externe du carter au niveau de l’ouverture, ledit premier bord périphérique délimitant une ouverture pour le passage du dispositif de mesure. Ledit premier bord périphérique externe peut présenter une forme similaire à celle du pourtour de l’ouverture. La membrane peut comprendre un second bord périphérique interne fixé à la surface radialement externe de la plateforme dudit dispositif de mesure. Ledit second bord périphérique interne peut présenter une forme similaire à celle du pourtour de la plateforme. En particulier, ladite ouverture peut présenter une forme rectangulaire. De façon similaire, la plateforme peut présenter une forme rectangulaire. L’ensemble peut comprendre au moins une platine de fixation comprenant une première partie s’étendant suivant un bord de l’ouverture et une seconde partie s’étendant de l’extrémité de la première partie et radialement vers l’intérieur de l’ouverture, le premier bord périphérique de la membrane étant intercalé entre le carter et ladite platine de fixation. Ladite au moins une platine de fixation peut être vissée au carter à travers la membrane, permettant ainsi de maintenir la membrane fixée au carter. La seconde partie permet de maintenir la membrane sensiblement perpendiculaire au carter au niveau de l’ouverture. Ceci permet de maintenir la membrane éloignée des raccords et tuyaux branchés au dispositif de mesure. La seconde partie peut présenter une hauteur radiale comprise entre 2% et 10% de la distance radiale entre la plateforme et le carter. En particulier, pour une ouverture de forme rectangulaire, quatre platines de fixation peuvent être prévues pour fixer la membrane au carter. Chaque platine de fixation peut s’étendre suivant un des bords de l’ouverture. La première partie peut présenter une forme adaptée ou similaire à celle du carter. Ainsi, les premières parties des platines, montées au niveau des bords de l’ouverture qui suivent la circonférence du carter, peuvent présenter une courbure sensiblement similaire à la circonférence du carter. Les premières parties des platines, montées au niveau des bords de l’ouverture qui s’étendent suivant l’axe longitudinal du carter, peuvent être rectilignes. Selon un mode de réalisation, la platine de fixation peut être une bande rectangulaire configurée pour être vissée sur le carter et prenant en sandwich le premier bord périphérique de la membrane. Par exemple, une telle platine de fixation peut être réservée aux ouvertures en aval du carter. Une telle platine de fixation peut présenter une courbure similaire à la circonférence du carter. Le carter peut comprendre un logement bordant l’ouverture et configuré pour recevoir la platine de fixation. Ledit logement peut être réalisé par lamage. La fixation de la membrane par lesdites platines de fixation peut être rendue étanche par superposition d’une couche en résine, telle que du mastic en silicone, au niveau du pourtour de l’ouverture. L’ensemble de fixation peut comprendre une platine de fixation de la membrane à la plateforme. Ladite platine de fixation peut être une bande rectangulaire configurée pour être vissée sur la surface externe de la plateforme et prenant en sandwich le second bord périphérique de la membrane. La membrane peut être réalisée en un tissu de verre enduit d’une couche de silicone. Un tel matériau peut être configuré pour supporter des températures allant jusqu’à 250°C. Ce matériau permet de protéger le dispositif de mesure du rayonnement à haute température, en particulier lorsque le carter est monté autour d’un compresseur ou une turbine basse pression ou un compresseur ou une turbine haute pression de la turbomachine. En particulier, le tissu peut être aussi imperméable aux liquides. Le dispositif de mesure peut comprendre une coulisse montée sur la plateforme et maintenant ladite sonde de mesure, ladite coulisse étant configurée pour déplacer la sonde de mesure dans une direction tangentielle suivant la circonférence du carter. La membrane peut être réalisée par un procédé de couture de morceaux du tissu autour d’un patron prédécoupé. Un tel patron peut être un gabarit en bois présentant une périphérie délimitant le contour du dispositif de mesure en partant de la plateforme en direction du carter et simulant ainsi les frontières du carter et de la plateforme. Les morceaux de tissu peuvent être cousus par un fil spécifique et peuvent être recouverts, au niveau des fils, par une résine tel que du mastic en silicone. Le présent document concerne aussi une turbomachine comprenant un ensemble tel que précité. Le carter annulaire peut être arrangé autour d’un compresseur basse pression ou d’un compresseur haute pression de la turbomachine, d’une turbine basse pression ou d’une turbine haute pression de la turbomachine. En particulier, le carter annulaire peut entourer le carter d’une turbine basse pression ou dudit compresseur haute pression. La membrane peut être montée sur la turbomachine selon les étapes suivantes : - fixer le second bord périphérique de la membrane au pourtour de la plateforme par la platine de fixation dédiée, - insérer le carter axialement, - tirer la membrane à travers l’ouverture, et - fixer le premier bord périphérique de la membrane au pourtour de l’ouverture par la platine de fixation dédiée. Brève description des figures représente une partie amont d’une turbomachine selon l’art antérieur, représente une vue de perspective d’un carter de la turbomachine de la sur lequel est monté des dispositifs de mesure, représente une vue agrandie et en partie éclatée du carter de la , représente une coupe du carter de la monté autour d’une turbine basse pression de la , la figure 5a représente une vue de face selon une première coupe du carter de la , et la figure 5b représente une vue de côté en coupe du carter de la , représente une vue agrandie de la vue du carter de la figure 5a, représente une vue en perspective de dessous de la membrane étanche à l’air des figures 4 à 6, représente une seconde coupe du carter de la , la figure 9a représente une vue de dessus des platines de fixation de la membrane de la au carter, prévues pour être agencées en amont du carter, les figures 9b et 9c sont des vues en perspective des platines de fixation, la représente une vue de dessus des platines de fixation de la membrane de la au carter, prévues pour être agencées en aval du carter, la représente une vue de dessus des platines de fixation de la membrane de la au dispositif de mesure. Ensemble pour turbomachine (10), ledit ensemble comprenant : un carter annulaire (36) autour d’un axe longitudinal et muni d’au moins une ouverture (36-1,36-2,36-3,36-4) radiale, ledit carter délimitant radialement vers l’extérieur une veine d’écoulement de flux interne et radialement vers l’intérieur une veine d’écoulement de flux externe, un dispositif de mesure (100) comprenant une plateforme (102) et au moins une sonde de mesure (108) traversant radialement ladite plateforme, ladite plateforme étant radialement à l’intérieur du carter et en vis-à-vis radial de l’ouverture, et ledit ensemble comprenant des moyens d’étanchéité à l’air reliant le pourtour de la plateforme (102) au pourtour de l’ouverture (36-1,36-2,36-3,36-4). Ensemble selon la revendication 1, dans lequel les moyens d’étanchéité à l’air comprennent une membrane (122) élastiquement déformable fixée d’une part au pourtour de la plateforme et d’autre part au pourtour de l’ouverture. Ensemble selon la revendication précédente, dans lequel la membrane (122) comprend un premier bord périphérique (122-2) externe fixé à la surface radialement externe du carter (36) au niveau de l’ouverture (36-1,36-2,36-3,36-4), ledit premier bord périphérique délimitant une ouverture pour le passage du dispositif de mesure (100). Ensemble selon l’une des revendications 2 ou 3, dans lequel la membrane (122) comprend un second bord périphérique (122-1) interne fixé à la surface radialement externe de la plateforme (102) dudit dispositif de mesure (100). Ensemble selon l’une des revendications précédentes, dans lequel ladite ouverture (36-1,36-2,36-3,36-4) présente une forme rectangulaire. Ensemble selon la revendication 3 prise en combinaison avec la revendication 5, comprenant au moins une platine de fixation (124) comprenant une première partie (124-1) s’étendant suivant un bord de l’ouverture (36-1) et une seconde partie (124-2) s’étendant de l’extrémité de la première partie (124-1) et radialement vers l’intérieur de l’ouverture, le premier bord périphérique (122-2) de la membrane (122) étant intercalé entre le carter (36) et ladite platine de fixation (124). Ensemble selon l’une des revendications 2 à 6, dans lequel la membrane (122) est réalisée en un tissu de verre enduit d’une couche de silicone. Ensemble selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le dispositif de mesure (100) comprend une coulisse (104) montée sur la plateforme (102) et maintenant ladite sonde de mesure (108), ladite coulisse étant configurée pour déplacer la sonde de mesure dans une direction tangentielle suivant la circonférence du carter (36). Turbomachine comprenant un ensemble selon l’une des revendications précédentes.