Brevet FR3127269A1 — publié le 20230324

Turbomachine (10) d’aéronef, comportant : - un arbre de turbine (28) ayant un premier axe de rotation (24), - une hélice de propulsion (14) ayant un second axe de rotation (22) parallèle et à distance dudit premier axe (24), et - un réducteur mécanique (44) accouplé avec l’arbre de turbine (28) et entraînant en rotation l’hélice (42), le réducteur comportant un solaire (46) relié à l’arbre de turbine (28), une couronne (48), et au moins deux satellites (50) comprenant chacun une première denture externe (50a) qui est engrenée avec une denture externe (46a) du solaire (46), et une seconde denture externe (50b) qui est située à l’intérieur de la couronne (48) et qui est engrenée avec une denture interne (48a) de la couronne (48). Figure pour l'abrégé : Figure 3 TURBOMACHINE D’AERONEF A HELICE DESAXEE Domaine technique de l'invention La présente invention concerne une turbomachine d’aéronef comportant un un arbre de turbine et une hélice de propulsion qui ont des axes de rotation parallèles mais décalés. Arrière-plan technique L’arrière-plan technique comprend notamment les documents FR-A1-3 031 562, FR-A1-3 034 158 et FR-A1-3 026 389. Une turbomachine d’aéronef comprend classiquement un générateur de gaz qui comprend d’amont en aval, dans le sens d’écoulement des gaz en fonctionnement, au moins un compresseur, une chambre annulaire de combustion, et au moins une turbine. La turbine comprend un arbre qui tourne autour d’un axe de rotation et qui entraîne une hélice située en général à l’amont du générateur de gaz. L’hélice peut être carénée et est appelée soufflante, ou peut être non carénée. Elle est reliée à un arbre d’hélice qui a un axe de rotation parallèle à l’axe de la turbine. Les nouvelles générations de turbomachines à double flux, notamment celles ayant un haut taux de dilution, comportent un réducteur mécanique pour entraîner l’arbre de l’hélice. De manière usuelle, le réducteur a pour but de transformer la vitesse de rotation dite rapide de l’arbre de la turbine de puissance en une vitesse de rotation plus lente pour l’arbre de la soufflante. Un tel réducteur comprend un pignon central, appelé solaire, une couronne et des pignons appelés satellites, qui sont en prise entre le solaire et la couronne. Les satellites sont maintenus par un châssis appelé porte-satellites. Il existe plusieurs architectures de réducteur. Dans l’état de l’art des turbomachines à double flux, les réducteurs sont de type planétaire ou épicycloïdal. Il existe dans d’autres applications similaires, des architectures dites différentielles ou « compound ». - sur un réducteur planétaire, le porte-satellites est fixe et la couronne constitue l'arbre de sortie du dispositif qui tourne dans le sens inverse du solaire. - sur un réducteur épicycloïdal, la couronne est fixe et le porte-satellites constitue l'arbre de sortie du dispositif qui tourne dans le même sens que le solaire. - sur un réducteur différentiel, aucun élément n’est fixé en rotation. La couronne tourne dans le sens contraire du solaire et du porte-satellites. Pour augmenter le taux de dilution d’une turbomachine, il est connu d’augmenter le diamètre de son hélice. Toutefois, plus le diamètre de l’hélice est important et plus la turbomachine est encombrante en direction radiale par rapport à l’axe de la turbine. La montre une turbomachine 10 accrochée sous la voilure 12 d’un aéronef. Le diamètre D1 de l’hélice 14 peut être limité par la garde au sol qui doit être conservée entre l’hélice 14 et le sol 16, c’est-à-dire par la distance de sécurité H1 entre l’hélice 14 et le sol 16. Cette distance de sécurité permet d’éviter les chocs entre la turbomachine 10 et le sol 16 lors de manœuvres extrêmes. Une solution pour augmenter le diamètre D1 de l’hélice 14 tout en conservant une garde au sol suffisante consisterait à augmenter la hauteur H2 du train d’atterrissage 18. Cependant, cette solution ne serait pas satisfaisante car elle aurait un impact trop important sur la masse du train d’atterrissage 18 et sur l’aéronef. Une autre solution consisterait à monter la turbomachine 10 ailleurs que sous la voilure 12 mais cette solution serait complexe et coûteuse en particulier car elle impacterait significativement la masse et la structure de l’aéronef. La solution idéale pour répondre à cette problématique consiste donc à désaxer l’hélice 14 par rapport à la turbine 20. L’hélice 14 est entrainée par un arbre qui a alors un axe de rotation 22 parallèle et à distance de l’axe de rotation 24 de l’arbre de la turbine 20. Il est alors possible de positionner l’axe 22 de l’hélice 14 verticalement au-dessus de l’axe 24 de la turbine de façon à ce que l’augmentation du diamètre D1 de l’hélice 14 soit compensée par une augmentation de l’entraxe R entre les arbres d’hélice et de turbine. Dans la technique actuelle représentée à la , un système 26 de transmission de puissance est intercalé axialement entre l’arbre 28 de la turbine 20 et le réducteur 32 pour permettre ce désalignement entre les axes 22, 24. Ce système de transmission 26 comprend des pignons 34 engrenés, par exemple coniques. L’inconvénient de cette solution est qu’elle impacte significativement la longueur et donc l’encombrement axial de la turbomachine 10. Un autre inconvénient potentiel est qu’elle ne permet pas de gérer efficacement les moments mécaniques qui sont appliqués aux différents engrènements du réducteur et du système de transmission 26 en fonctionnement. La présente invention propose un perfectionnement qui apporte une solution simple, efficace et économique à au moins une partie des problèmes évoqués ci-dessus. L’invention concerne une turbomachine d’aéronef, comportant : - un arbre de turbine ayant un premier axe de rotation, - une hélice de propulsion reliée à un arbre d’hélice ayant un second axe de rotation parallèle et à distance dudit premier axe, et - un réducteur mécanique accouplé avec l’arbre de turbine et configuré pour entraîner en rotation ledit arbre d’hélice, le réducteur comportant un solaire, une couronne et au moins deux satellites engrenés avec le solaire et la couronne, caractérisée en ce que : - l’arbre de turbine est relié au solaire, - l’arbre d’hélice est relié à la couronne qui comprend une denture interne, - chacun des satellites comprend une première denture externe qui est engrenée avec une denture externe du solaire, et une seconde denture externe qui est située à l’intérieur de la couronne et qui est engrenée avec la denture interne de la couronne. La présente invention propose ainsi d’intégrer au réducteur la propriété de désalignement entre la turbine et l’hélice, ce qui évite de combiner un réducteur et un système de transmission de puissance en vue de se désalignement. L’utilisation d’une couronne de réducteur à denture interne est particulièrement avantageuse car l’espace interne de la couronne peut être occupé au moins en partie par les satellites engrenés avec cette couronne, ainsi que par un ou plusieurs équipements par exemple. La turbomachine selon l’invention peut comprendre une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément les unes des autres, ou en combinaison les unes avec les autres : - le solaire et les satellites sont situés au-dessous d’un plan horizontal passant par le second axe, - la turbomachine comprend en outre un équipement comportant un arbre portant un pignon, ce pignon étant engrenée avec la denture de la couronne et situé au-dessus dudit plan horizontal, - la première denture de chaque satellite est engrenée directement avec la denture externe du solaire, - la première denture de chaque satellite est engrenée par l’intermédiaire d’au moins un pignon avec la denture du solaire, - les satellites sont régulièrement répartis autour du second axe, - la denture du solaire est engrenée avec les satellites par l’intermédiaire d’un unique pignon qui est aligné sur le second axe, - la denture du solaire est engrenée avec les satellites par l’intermédiaire de K pignons identiques, K étant le nombre de satellites et chacun des pignons étant monté entre le solaire et un des satellites, - les pignons sont répartis de manière non régulière autour dudit second axe, - la denture du solaire est engrenée avec les satellites par l’intermédiaire de K pignons dont au moins deux sont différents, K étant le nombre de satellites et chacun des pignons étant monté entre le solaire et un des satellites, - les pignons sont répartis de manière régulière autour dudit second axe, - la denture du solaire et la première denture de chaque satellite sont chacune à double étage et comprennent chacun deux rangées annulaires de dents situées à distance axiale l’une de l’autre, -- le nombre de satellites est compris entre 2 et 5, et est de préférence de 2 ou 3, -- le nombre de pignons est au moins égal à 1, -- le diamètre de la couronne, et en particulier de sa denture, est supérieur à 2 fois voire à 2 fois et demi le diamètre maximal des satellites. 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 vue schématique en coupe axiale d’une turbomachine et d’un train d’atterrissage fixés sous la voilure d’un aéronef ; la est une vue très schématique en coupe axiale d’une turbomachine d’aéronef dont l’hélice est désaxée par rapport à la turbine ; la est une vue très schématique en coupe axiale d’un réducteur pour une turbomachine à hélice désaxée selon l’invention ; la est une vue schématique en perspective du réducteur de la ; la est une vue similaire à celle de la et illustrant une variante de réalisation du réducteur ; la est une vue similaire à celle de la et illustrant une autre variante de réalisation du réducteur ; la est une vue similaire à celle de la et illustrant une autre variante de réalisation du réducteur ; la est une vue similaire à celle de la et illustrant une autre variante de réalisation du réducteur ; la est une vue similaire à celle de la et illustrant une autre variante de réalisation du réducteur. Turbomachine (10) d’aéronef, comportant : - un arbre de turbine (28) ayant un premier axe de rotation (24), - une hélice de propulsion (14) reliée à un arbre d’hélice (42) ayant un second axe de rotation (22) parallèle et à distance dudit premier axe (24), et - un réducteur mécanique (44) accouplé avec l’arbre de turbine (28) et configuré pour entraîner en rotation ledit arbre d’hélice (42), le réducteur comportant un solaire (46), une couronne (48) et au moins deux satellites (50) engrenés avec le solaire (46) et la couronne (48), caractérisée en ce que : - l’arbre de turbine (28) est relié au solaire (46), - l’arbre d’hélice (42) est relié à la couronne (48) qui comprend une denture interne (48a), - chacun des satellites (50) comprend une première denture externe (50a) qui est engrenée avec une denture externe (46a) du solaire (46), et une seconde denture externe (50b) qui est située à l’intérieur de la couronne (48) et qui est engrenée avec la denture interne (48a) de la couronne (48). Turbomachine (10) selon la revendication 1, dans laquelle le solaire (46) et les satellites (50) sont situés au-dessous d’un plan horizontal (Ph) passant par le second axe (22). Turbomachine (10) selon la revendication 2, dans laquelle elle comprend en outre un équipement (52) comportant un arbre (54) portant un pignon (56), ce pignon (56) étant engrenée avec la denture (48a) de la couronne et situé au-dessus dudit plan horizontal (Ph). Turbomachine (10) selon l’une des revendications précédentes, dans laquelle la première denture (50a) de chaque satellite (50) est engrenée directement avec la denture externe (46a) du solaire (46). Turbomachine (10) selon l’une des revendications 1 à 3, dans laquelle la première denture (50a) de chaque satellite (50) est engrenée par l’intermédiaire d’au moins un pignon (58) avec la denture (46a) du solaire (46). Turbomachine (10) selon la revendication 5, dans laquelle les satellites (50) sont régulièrement répartis autour du second axe (22). Turbomachine (10) selon la revendication 5 ou 6, dans laquelle la denture (46) du solaire (46a) est engrenée avec les satellites (50) par l’intermédiaire d’un unique pignon (58) qui est aligné sur le second axe (22). Turbomachine (10) selon la revendication 5 ou 6, dans laquelle la denture (46a) du solaire (46) est engrenée avec les satellites (50) par l’intermédiaire de K pignons (58) identiques, K étant le nombre de satellites (50) et chacun des pignons (58) étant monté entre le solaire (46) et un des satellites (50). Turbomachine (10) selon la revendication 8, dans laquelle les pignons (58) sont répartis de manière non régulière autour dudit second axe (22). Turbomachine (10) selon la revendication 5 ou 6, dans laquelle la denture (46a) du solaire (46) est engrenée avec les satellites (50) par l’intermédiaire de K pignons (58) dont au moins deux sont différents, K étant le nombre de satellites (50) et chacun des pignons (58) étant monté entre le solaire (46) et un des satellites (50). Turbomachine (10) selon la revendication 10, dans laquelle les pignons (58) sont répartis de manière régulière autour dudit second axe (22). Turbomachine (10) selon l’une des revendications précédentes, dans laquelle la denture (46a) du solaire (46) et la première denture (50a) de chaque satellite (50) sont chacune à double étage et comprennent chacun deux rangées annulaires de dents (50a1, 50a2) situées à distance axiale l’une de l’autre.