Brevet FR3130907A1 — publié le 20230623

La présente invention concerne un rotor (2) de turbine de turbomachine d’aéronef, comprenant un disque de rotor (3) muni à sa périphérie d’une pluralité d’alvéoles (30) de réception du pied (42) d’une aube (4). Ce rotor est remarquable en ce que chaque aube (4) comprend une nervure d’accouplement circonférentielle, en ce qu’il comprend une pluralité de plateformes (5), qui comprennent une paroi principale (50) qui se prolonge à ses deux extrémités par une paroi radiale amont (51) et par une paroi radiale aval (52), les deux bords longitudinaux de chaque plateforme comprenant une gorge (504) de réception d’une partie de ladite nervure d’accouplement de l’une des deux aubes (4) entre lesquelles cette plateforme (5) est assemblée et en ce que la hauteur de chaque paroi radiale amont (51) est telle qu’il s’étend radialement vers l’intérieur au-delà du fond de l’alvéole (30), jusque devant la face amont (32) du disque de rotor (3). Figure pour l’abrégé : Fig. 7 Rotor de turbine et plateforme pour un tel rotor. DOMAINE DE L'INVENTION L'invention se situe dans le domaine des turbomachines d’aéronefs, telles qu’un turboréacteur ou un turbopropulseur. La présente invention concerne un rotor de turbine de turbomachine notamment d’aéronef, et en particulier un rotor de turbine basse pression comprenant des aubes et des plateformes distinctes. ETAT DE LA TECHNIQUE Un rotor de turbine comprend au moins un disque de rotor et une pluralité d’aubes, réparties à la périphérie de ce disque. Chaque aube comprend une pale (c’est-à-dire la partie aérodynamique de l’aube), qui se prolonge par un pied d’aube et le disque de rotor est pourvu à sa périphérie, d’une pluralité d’alvéoles permettant chacune la réception d’un pied d’aube. Les aubes mobiles conçues traditionnellement par le procédé de fonderie à cire perdue comprennent des plateformes qui sont liées directement à la base de la pale et qui s’étendent circonférentiellement autour de celle-ci. Dans une turbomachine, l’air et les gaz chauds issus de la chambre de combustion traversent l’aubage du rotor de la turbine. Les plateformes ont pour rôle de délimiter radialement vers l’intérieur, la veine de circulation des gaz qui traversent cette turbine. La mise en place d’aubes réalisées en matériaux composites à matrice céramique (connus sous l’acronyme « CMC »), dans les turbines et notamment les turbines basse pression dites « rapides », (c’est-à-dire qui tournent à grande vitesse), nécessite des aménagements de forme et une simplification de l’âme tissée de la pale. En effet, la réalisation d’une plateforme monobloc avec la pale impose d’utiliser un tissu dont les fibres sont perpendiculaires à celle du profil de la pale, ce qui pose des problèmes de réalisation. On connaît déjà dans l’état de la technique des aubes dans lesquelles la plateforme est dissociée de la pale. Ceci permet de résoudre le problème précité. Toutefois, on constate alors qu’il existe des problèmes d’étanchéité entre les plateformes et le disque de rotor sur lequel les aubes périphériques sont montées. Un but de l’invention est donc de garantir l’étanchéité entre ces plateformes et les alvéoles du disque de rotor recevant les pieds des aubes. Un autre but de l’invention est de garantir un assemblage facile des aubes, des plateformes et du disque de rotor. A cet effet, l’invention concerne un rotor de turbine de turbomachine d’aéronef, comprenant un disque de rotor et une pluralité d’aubes réparties à la périphérie de ce disque, chaque aube comprenant une pale et un pied d’aube, ce disque étant muni à sa périphérie d’une pluralité d’alvéoles de réception du pied d’une aube. Conformément à l’invention, ce rotor comprend une pluralité de plateformes, chacune d’entre elles étant insérée entre deux aubes consécutives du rotor, chaque aube comprend une nervure d’accouplement qui s’étend selon une direction circonférentielle depuis la base de la pale, l’extrémité aval du pied d’aube comprend une rainure de blocage qui débouche radialement vers l’extérieur, chaque plateforme comprend une paroi principale, qui se prolonge à ses deux extrémités axiales par une paroi radiale amont et par une paroi radiale aval, la paroi principale de chaque plateforme comprend deux bords longitudinaux, chacun de ces bords longitudinaux comprenant une gorge de réception d’une partie de la nervure d’accouplement de l’une des deux aubes entre lesquelles cette plateforme est assemblée, la hauteur de chaque paroi radiale amont est telle qu’il s’étend radialement vers l’intérieur au-delà du fond de l’alvéole, jusque devant la face amont du disque de rotor, la paroi radiale aval comprend un épaulement qui débouche radialement vers l’intérieur, et ledit rotor comprend un jonc d’étanchéité et d’arrêt axial qui coopère avec la rainure de blocage des aubes et l’épaulement de la paroi radiale radial aval pour retenir axialement le pied d’aube dans l’alvéole dans laquelle il est reçu. Grâce à ces caractéristiques de l'invention, et notamment grâce au fait que l’ensemble des parois radiales s’étendent devant les alvéoles et jusque devant la face amont du disque de rotor, l’étanchéité est assurée entre ces plateformes et les alvéoles du disque de rotor. De plus, comme la nervure d’accouplement de l’aube est reçue dans des gorges ménagées dans la plate-forme indépendante, il existe un certain frottement au niveau de cette liaison et ceci permet d’apporter de l’amortissement vibratoire entre les deux pièces. De préférence, la paroi radiale amont comprend un becquet amont qui s’étend axialement ou sensiblement axialement. De préférence également, ledit becquet amont est positionné sur la paroi radiale amont de façon à être au niveau de l’alvéole du disque de rotor. Ces caractéristiques sont également avantageuses par rapport à l’état de la technique dans lequel la plate-forme, et donc le becquet amont, sont monoblocs avec l’aube. Dans ce cas, le pied d’aube doit être positionné sous le becquet, en d’autres termes, le pied d’aube doit être disposé radialement davantage vers l’intérieur, c’est-à-dire plus proche de l’axe de rotation du rotor, que le becquet. Ceci conduit à positionner le pied d’aube très loin de la veine de circulation d’air du rotor et donc très loin de la pale. Il s’en suit une augmentation importante de la masse globale de l’aube et des difficultés de conception de l’attache et du disque. Grâce à ces caractéristiques de l'invention, et notamment au fait que le becquet amont est positionné sur la plateforme qui est indépendante de l’aube, le becquet peut être positionné à la hauteur souhaitée, tandis que le pied d’aube peut être rapproché de la pale. Ceci contribue à réduire la masse globale de l’aube. Selon d'autres caractéristiques avantageuses et non limitatives de l'invention, prises seules ou en combinaison : - ladite paroi radiale aval comprend un becquet aval qui s’étend axialement ou sensiblement axialement ; - la pale comprend un intrados et un extrados, en ce que la nervure d’accouplement comprend une partie concave sur l’intrados de la pale et une partie convexe sur l’extrados de la pale, le bord longitudinal de la paroi est convexe et comprend une gorge convexe qui reçoit la partie concave de la nervure d’accouplement et le bord longitudinal de la paroi est concave et comprend une gorge concave qui reçoit la partie convexe de la nervure d’accouplement. ; - la paroi radiale amont présente sur sa face aval, une rainure de réception d’une portion d’un joint d’étanchéité annulaire, disposé entre cette face aval et la face amont du disque de rotor ; - la paroi principale comprend une face radialement interne et au moins un raidisseur qui fait saillie radialement ou sensiblement radialement vers l’intérieur depuis ladite face radialement interne, deux alvéoles consécutives du disque de rotor sont séparées par une dent et en ce que l’extrémité radialement interne du raidisseur est au contact de la face radialement externe de la dent ; - les aubes et/ou les plateformes sont réalisées en matériau composite à base de céramique. L’invention concerne également une plateforme pour un rotor de turbine de turbomachine d’aéronef, qui comprend un disque de rotor et une pluralité d’aubes réparties à la périphérie de ce disque, ce disque de rotor comprenant une face amont, chaque aube comprenant une pale et un pied d’aube, ce disque étant muni à sa périphérie d’une pluralité d’alvéoles de réception du pied d’une aube et chaque aube comprenant une nervure d’accouplement qui s’étend selon une direction circonférentielle depuis la base de la pale. Conformément à l’invention, cette plateforme est destinée à être insérée entre deux aubes consécutives dudit rotor, en ce qu’elle comprend une paroi principale, qui se prolonge à ses deux extrémités axiales par une paroi radiale amont et par une paroi radiale aval, en ce que la paroi principale de la plateforme comprend deux bords longitudinaux, chacun de ces bords longitudinaux comprenant une gorge permettant la réception d’une partie de la nervure d’accouplement de l’une des deux aubes consécutives entre lesquelles cette plateforme est destinée à être insérée, en ce que la hauteur de la paroi radiale amont est telle que lorsque ladite plateforme est insérée entre deux aubes consécutives dudit rotor, ladite paroi radiale amont s’étend radialement vers l’intérieur au-delà du fond de l’alvéole, jusque devant la face amont du disque de rotor, et en ce que la paroi radiale aval comprend un épaulement qui débouche radialement vers l’intérieur. L'invention concerne également une turbine pour turbomachine d’aéronef, qui comprend au moins un rotor tel que précité, la turbine étant préférentiellement une turbine basse pression. Enfin, l’invention concerne une turbomachine d’aéronef qui comprend au moins une turbine telle que précitée. 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 : est une vue schématique, en coupe axiale, d’une turbomachine selon l’invention. est une vue en perspective d’une partie d’une aube conforme à l’invention, vue du côté amont. est une vue en perspective d’une partie d’une aube conforme à l’invention, vue du côté aval. est une vue en perspective d’une plateforme conforme à l’invention. est une vue en perspective de la plateforme de la , prise selon un autre angle de vue. est une vue de côté de la plateforme de la . est une vue en perspective d’une partie du rotor conforme à l’invention, vue du côté amont. est une vue en perspective d’une partie du rotor conforme à l’invention, vue du côté aval. est une vue similaire à celle de la , dans laquelle une plateforme supplémentaire a été ajoutée. Rotor (2) de turbine de turbomachine d’aéronef, comprenant un disque de rotor (3) et une pluralité d’aubes (4) réparties à la périphérie de ce disque, chaque aube comprenant une pale (40) et un pied d’aube (42), ce disque (3) étant muni à sa périphérie d’une pluralité d’alvéoles (30) de réception du pied (42) d’une aube, ce rotor (2) étant caractérisé -en ce qu’il comprend une pluralité de plateformes (5), chacune d’entre elles étant insérée entre deux aubes (4) consécutives du rotor, -en ce que chaque aube (4) comprend une nervure d’accouplement (43) qui s’étend selon une direction circonférentielle depuis la base de la pale (40), -en ce que l’extrémité aval du pied d’aube (42) comprend une rainure de blocage (442) qui débouche radialement vers l’extérieur, -en ce que chaque plateforme (5) comprend une paroi principale (50), qui se prolonge à ses deux extrémités axiales par une paroi radiale amont (51) et par une paroi radiale aval (52), -en ce que la paroi principale (50) de chaque plateforme (5) comprend deux bords longitudinaux (501, 502), chacun de ces bords longitudinaux (501, 502) comprenant une gorge (503, 504) de réception d’une partie de la nervure d’accouplement (43) de l’une des deux aubes (4) entre lesquelles cette plateforme (5) est assemblée, -en ce que la hauteur (H) de chaque paroi radiale amont (51) est telle qu’elle s’étend radialement vers l’intérieur au-delà du fond de l’alvéole (30), jusque devant la face amont (32) du disque de rotor (3), -en ce que la paroi radiale aval (52) comprend un épaulement (523) qui débouche radialement vers l’intérieur, et en ce que ledit rotor (2) comprend un jonc d’étanchéité et d’arrêt axial (7) qui coopère avec la rainure de blocage (442) des aubes (4) et l’épaulement (523) de la paroi radiale aval (52) pour retenir axialement le pied d’aube (42) dans l’alvéole (30) dans laquelle il est reçu. Rotor selon la revendication 1, caractérisé en ce que la paroi radiale amont (51) comprend un becquet amont (512) qui s’étend axialement ou sensiblement axialement. Rotor selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit becquet amont (512) est positionné sur la paroi radiale amont (51) de façon à être au niveau de l’alvéole (30) du disque de rotor (3). Rotor selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite paroi radiale aval (52) comprend un becquet aval (521) qui s’étend axialement ou sensiblement axialement. Rotor selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la pale (40) comprend un intrados (401) et un extrados (402), en ce que la nervure d’accouplement (43) comprend une partie concave (431) sur l’intrados (401) de la pale (40) et une partie convexe (432) sur l’extrados (402) de la pale (40), en ce que le bord longitudinal (501) de la paroi (50) est convexe et comprend une gorge convexe (503) qui reçoit la partie concave (431) de la nervure d’accouplement (43) et en ce que le bord longitudinal (502) de la paroi (50) est concave et comprend une gorge concave (504) qui reçoit la partie convexe (432) de la nervure d’accouplement (43). Rotor selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la paroi radiale amont (51) présente sur sa face aval (510), une rainure (511) de réception d’une portion d’un joint d’étanchéité annulaire (6), disposé entre cette face aval (510) et la face amont (32) du disque de rotor (3). Rotor selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la paroi principale (50) comprend une face radialement interne (500) et au moins un raidisseur (53) qui fait saillie radialement ou sensiblement radialement vers l’intérieur depuis ladite face radialement interne (500), en ce que deux alvéoles (30) consécutives du disque de rotor (3) sont séparées par une dent (31) et en ce que l’extrémité radialement interne du raidisseur (53) est au contact de la face radialement externe de la dent (31). Rotor selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les aubes (4) et/ou les plateformes (5) sont réalisées en matériau composite à base de céramique. Plateforme (5) pour un rotor (2) de turbine de turbomachine d’aéronef, qui comprend un disque de rotor (3) et une pluralité d’aubes (4) réparties à la périphérie de ce disque, ce disque de rotor comprenant une face amont (32), chaque aube comprenant une pale (40) et un pied d’aube (42), ce disque (3) étant muni à sa périphérie d’une pluralité d’alvéoles (30) de réception du pied (42) d’une aube et chaque aube (4) comprenant une nervure d’accouplement (43) qui s’étend selon une direction circonférentielle depuis la base de la pale (40), cette plateforme étant caractérisée en ce qu’elle est destinée à être insérée entre deux aubes (4) consécutives dudit rotor (2), -en ce qu’elle comprend une paroi principale (50), qui se prolonge à ses deux extrémités axiales par une paroi radiale amont (51) et par une paroi radiale aval (52), -en ce que la paroi principale (50) de la plateforme (5) comprend deux bords longitudinaux (501, 502), chacun de ces bords longitudinaux (501, 502) comprenant une gorge (503, 504) permettant la réception d’une partie de la nervure d’accouplement (43) de l’une des deux aubes (4) consécutives entre lesquelles cette plateforme (5) est destinée à être insérée, -en ce que la hauteur (H) de la paroi radiale amont (51) est telle que lorsque ladite plateforme (5) est insérée entre deux aubes (4) consécutives dudit rotor (2), ladite paroi radiale amont (51) s’étend radialement vers l’intérieur au-delà du fond de l’alvéole (30), jusque devant la face amont (32) du disque de rotor (3), -et en ce que la paroi radiale aval (52) comprend un épaulement (523) qui débouche radialement vers l’intérieur. Turbine pour turbomachine d’aéronef, caractérisée en ce qu'elle comprend au moins un rotor (2) selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, la turbine étant préférentiellement une turbine basse pression (15). Turbomachine d’aéronef (1), caractérisée en ce qu'elle comprend au moins une turbine selon la revendication précédente.