Brevet FR3137410A1 — publié le 20240105

La présente invention porte sur un module (10) pour un banc d’essai de turbomachine d’aéronef comportant: - un moyeu annulaire (11), - au moins une aube (12), - au moins une fenêtre traversante (26) réalisée dans ledit moyeu annulaire (11), ladite fenêtre débouchant axialement, par rapport à un axe du moyeu annulaire (11), d'une part dans une face externe (29) du moyeu annulaire (11) et d'autre part à l'intérieur du logement de pied d'aube (13), - un doigt de verrouillage (25) inséré à l'intérieur de la fenêtre traversante (26), ledit doigt de verrouillage (25) comportant une portion d'extrémité (28) destinée à venir en appui contre le pied d'aube (19), et - des organes de serrage (27) assurant un serrage de la portion d'extrémité (28) du doigt de verrouillage (25) contre le pied d'aube (19) de façon à immobiliser l'aube (12) dans une position angulaire souhaitée. Figure 3 SYSTÈME DE VERROUILLAGE D'AUBE D'UN MODULE DE SOUFFLANTE MUNI D'UN DOIGT DE VERROUILAGE La présente invention porte sur un système de verrouillage d'aube d'un module de soufflante muni d'un doigt de verrouillage. L'invention trouve une application particulièrement avantageuse, mais non exclusive, avec un module redresseur de soufflante. De façon connue en soi, une soufflante de turbomachine comprime l’air qui pénètre dans le moteur. Une grande partie de cet air constitue le flux secondaire, et l’autre partie constitue le flux primaire. Ce dernier passe par un compresseur basse pression solidaire de la soufflante, par un compresseur haute pression, par la chambre de combustion, par la turbine haute pression et, pour finir, par la turbine basse pression avant d’être éjecté. La montre une machine de test 1 pour un banc d'essai comportant d'amont en aval, une veine d'écoulement amont 2, une soufflante 3 ayant un module rotor 4 à aubage mobile et un module redresseur 5 à aubage fixe, ainsi qu'une veine d'écoulement aval 6. Le module rotor 4 procure une accélération aux particules d'air, en les déviant par rapport à l’axe X du moteur. Le module redresseur 5 ralentit les particules d'air et transforme une partie de leur vitesse en pression. Le module redresseur 5 ramène l’écoulement de l’air, accéléré par le module rotor 4, dans l’axe X du moteur. Lors d'une campagne d'essais, il est important de pouvoir assurer un montage et un démontage rapide d'une aube ainsi qu'une modification de son calage angulaire pour la recherche d'un réglage optimum de la turbomachine. Ces opérations doivent pouvoir être effectuées le plus rapidement possible sans avoir à démonter la machine dans la mesure où cette dernière est complètement instrumentée. Les documents FR2992347 et FR2003206 décrivent des moyeux munis d'aubes à calage variable destinés à être utilisés dans une turbomachine propulsant un aéronef. Toutefois, les dispositifs existants ne sont pas entièrement satisfaisants dans la mesure où, en plus d'être complexes, ils ne permettent pas de garantir une tenue mécanique optimale des pièces et de l’assemblage à tous les régimes de fonctionnement de la turbomachine. L'invention vise à remédier efficacement aux inconvénients précités en proposant un module pour un banc d’essai de turbomachine d’aéronef comportant: - un moyeu annulaire comportant au moins un logement de pied d'aube, - au moins une aube associée à un pied d'aube destiné à être disposé à l'intérieur du logement de pied d'aube, - au moins une fenêtre traversante réalisée dans ledit moyeu annulaire, ladite fenêtre débouchant axialement, par rapport à un axe du moyeu annulaire, d'une part dans une face externe du moyeu annulaire et d'autre part à l'intérieur du logement de pied d'aube, - un doigt de verrouillage inséré à l'intérieur de la fenêtre traversante, ledit doigt de verrouillage comportant une portion d'extrémité destinée à venir en appui contre le pied d'aube, et - des organes de serrage assurant un serrage de la portion d'extrémité du doigt de verrouillage contre le pied d'aube de façon à immobiliser l'aube dans une position angulaire souhaitée. L'invention permet ainsi de modifier aisément le calage angulaire de l'aube pendant l’essai sans avoir à démonter la machine de test. L'invention respecte également le profil aérodynamique de la veine quelle que soit la position de l’aube, les vibrations, ou ses déplacements internes dus à des phénomènes de pompage ou de flux transitoires lors d'un changement de calage. En cas de casse d'une aube, l'invention permet en outre de faciliter un démontage in situ. L'invention présente également l'avantage d'être une solution simple à implémenter contenant un minimum de pièces. Selon une réalisation de l'invention, la portion d'extrémité du doigt de verrouillage présente une forme en partie tronconique complémentaire du pied d'aube de forme tronconique, de telle façon que le doigt de verrouillage applique sur le pied d'aube un effort de plaquage ayant une composante axiale et une composante radiale par rapport à l’axe du moyeu annulaire. Selon une réalisation de l'invention, les organes de serrage sont constitués par deux goujons insérés chacun à l'intérieur d'un trou traversant réalisé dans le doigt de verrouillage et des écrous vissés chacun sur un goujon correspondant. Selon une réalisation de l'invention, les goujons sont fixés sur le moyeu annulaire de part et d'autre de la fenêtre traversante. Selon une réalisation de l'invention, les trous traversants sont réalisés dans un rebord du doigt de verrouillage s'étendant transversalement de part et d'autre d'un corps du doigt de verrouillage muni de la portion d'extrémité destinée à venir en appui contre le pied d'aube. Selon une réalisation de l'invention, une face externe du pied d'aube affleure avec une face radialement externe du moyeu annulaire. Selon une réalisation de l'invention, le moyeu annulaire comporte un rebord annulaire muni d'interfaces de fixation avec un élément externe. Selon une réalisation de l'invention, le moyeu est un moyeu monobloc. Selon une réalisation de l'invention, ledit module est constitué par un module redresseur de soufflante. La présente invention sera mieux comprise et d’autres caractéristiques et avantages apparaîtront encore à la lecture de la description détaillée qui suit comprenant des modes de réalisation donnés à titre illustratif en référence avec les figures annexées, présentés à titre d’exemples non limitatifs, qui pourront servir à compléter la compréhension de la présente invention et l’exposé de sa réalisation et, le cas échéant, contribuer à sa définition, sur lesquelles: La , déjà décrite, est une vue en coupe longitudinale d'une machine de test avec laquelle est mise en œuvre l'invention; La est une vue en perspective d'un module redresseur pour un banc d’essai de turbomachine d’aéronef selon la présente invention; La est une vue en perspective éclatée d'un système de verrouillage d'aube selon la présente invention; La est une vue en coupe longitudinale d'un système de verrouillage d'aube selon la présente invention; La est une vue en coupe du système de verrouillage d'aube selon le plan A-A de la . Il est à noter que, sur les figures, les éléments structurels et/ou fonctionnels communs aux différents modes de réalisation présentent les mêmes références. Ainsi, sauf mention contraire, de tels éléments disposent de propriétés structurelles, dimensionnelles et matérielles identiques. La montre un module redresseur 10 pour un banc d’essai de turbomachine d’aéronef comportant un moyeu annulaire 11 ayant un axe X1 et une pluralité d'aubes 12. Le moyeu annulaire 11 comporte une pluralité de logements 13 de réception de pieds d'aube 12. Avantageusement, le moyeu annulaire 11 est un moyeu 11 monobloc. En variante, le moyeu annulaire 11 pourrait être formé par deux éléments annulaires coaxiaux fixés l'un à l'autre et définissant entre eux les logements de pieds d'aubes 13. Le moyeu 11 comporte un rebord annulaire 15 muni d'interfaces de fixation 16 avec un élément externe. Le rebord annulaire 15 est issu de la face radiale du moyeu 11 dans laquelle sont réalisées les fenêtres traversantes décrites plus en détails ci-après. Par ailleurs, les aubes 12 s'étendent radialement vers l'extérieur du moyeu 11 suivant leur axe Y. Les aubes 12 sont réparties angulairement de façon régulière suivant une circonférence du moyeu 11. Chaque aube 12 est munie d'un pied d'aube 19 destiné à être disposé à l'intérieur du logement de pied d'aube 13. Comme on peut le voir sur les figures 3 et 4, le pied d'aube 19 comporte une portion cylindrique 20 venant en appui radial par rapport à l'axe X1 du moyeu 11 contre un épaulement 21 situé à l'intérieur d'un logement 13. Une face externe du pied d'aube 19 affleure avec une face radialement externe du moyeu 11. On garantit ainsi un profil de veine optimum du fait de la continuité de la surface entre le pied d'aube 19 et le moyeu 11. Cela évite toute interférence avec le flux aérodynamique de la veine. Comme on peut le voir sur les figures 3, 4, et 5, un système de verrouillage 24 en position d'une aube 12 permet, dans un état déverrouillé, d'autoriser une rotation du pied d'aube 19 à l'intérieur d'un logement 13 correspondant autour de l'axe Y de façon à sélectionner une position angulaire souhaitée de l'aube 12 pour un essai et dans un état verrouillé d'immobiliser l'aube 12 à l'intérieur du logement 13 dans la position angulaire souhaitée. A cet effet, le système de verrouillage 24 comporte un doigt de verrouillage 25 inséré à l'intérieur d'une fenêtre traversante 26 associée à un logement de pied d'aube 13. Des organes de serrage 27 assurent un serrage d'une portion d'extrémité 28 du doigt de verrouillage 25 contre le pied d'aube 19 de façon à immobiliser l'aube 12 dans une position angulaire souhaitée. Plus précisément, la fenêtre traversante 26 réalisée dans le moyeu 11 débouche axialement par rapport à l'axe X1 du moyeu 11 d'une part dans une face externe 29 du moyeu 11 et d'autre part à l'intérieur du logement de pied d'aube 13. La face externe 29 du moyeu 11 s'étend radialement par rapport à l'axe X1 du moyeu 11. Le doigt de verrouillage 25 comporte un corps 31 muni de la portion d'extrémité 28 destinée à venir en appui contre le pied d'aube 19. Le corps 31 s'étend dans un plan défini par l'intersection entre une direction axiale et une direction ortho-radiale définies par rapport à l'axe X1 du moyeu 11. Le doigt de verrouillage 25 comporte en outre un rebord 32 s'étendant transversalement de part et d'autre du corps 31. De préférence, comme on peut le voir sur la , la portion d'extrémité 28 du doigt de verrouillage 25 présente une forme en partie tronconique complémentaire du pied d'aube 19 de forme tronconique, de telle façon que le doigt de verrouillage 25 applique sur le pied d'aube 19 un effort de plaquage ayant une composante axiale C1 et une composante radiale C2 par rapport à l'axe X1 du moyeu 11. Ainsi, le contact d'appui entre le doigt de verrouillage 25 et le pied d'aube 19 est effectué suivant une face inclinée 33 en vue en coupe transversale. Les organes de serrage 27 sont constitués par deux goujons 35 insérés à l'intérieur de trous traversants 36 réalisées dans un rebord 32 du doigt de verrouillage 25 et des écrous 37 vissés chacun sur un goujon 35 correspondant. Avantageusement, comme on peut le voir sur la , les goujons 35 sont fixés sur le moyeu 11 par vissage à l'intérieur d'ouvertures taraudées 40 d'orientation axiale réalisées dans le moyeu 11 de part et d'autre d'une fenêtre traversante 26. On décrit ci-après le fonctionnement du système de verrouillage 24 selon l'invention. Le doigt de verrouillage 25 est inséré à l'intérieur de la fenêtre traversante 26 tandis que les goujons 35 sont introduits à l'intérieur des trous 36 du rebord 32. Une fois le calage angulaire de l'aube 12 défini, les écrous 37 sont serrés de telle façon que le doigt de verrouillage 25 contraint le pied d'aube 19 en place au fond du logement 13. La rotation de l'aube 12 est ainsi bloquée par serrage du pied d'aube 19 entre la portion d'extrémité 28 du doigt de verrouillage 25 et le moyeu 11. Afin d'effectuer une modification de la position angulaire d'une aube 12, on effectue un léger desserrage du doigt de verrouillage 25 afin de pouvoir modifier l’inclinaison des aubes 12 suivant l'angle souhaité. Une fois le positionnement angulaire choisi, les écrous 37 sont resserrés pour immobiliser l'aube 12 en rotation au cours d'un essai. Il est possible de changer les écrous 37 de type "auto-freinant" au cours d'un campagne d'essais lorsque leur fonctionnement est dégradé. Les opérations de manipulation de l'aube 12 et de serrage ou de desserrage des vis de fixation pourront être effectuées par un opérateur humain ou un robot. L'invention permet ainsi d'effectuer une modification rapide du calage des aubes 12 entre deux essais. En outre, en cas de casse d’une aube 12, le démontage peut être effectué in situ, ce qui constitue un gain de temps important. En variante, le module 10 pourra être un module rotor de soufflante muni d'un aubage mobile. Bien entendu, les différentes caractéristiques, variantes et/ou formes de réalisation de la présente invention peuvent être associées les unes avec les autres selon diverses combinaisons dans la mesure où elles ne sont pas incompatibles ou exclusives les unes des autres. En outre, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits précédemment et fournis uniquement à titre d'exemple. Elle englobe diverses modifications, formes alternatives et autres variantes que pourra envisager l'homme du métier dans le cadre de la présente invention et notamment toutes combinaisons des différents modes de fonctionnement décrits précédemment, pouvant être pris séparément ou en association. Module (10) pour un banc d’essai de turbomachine d’aéronef comportant: - un moyeu annulaire (11) comportant au moins un logement de pied d'aube (13), - au moins une aube (12) associée à un pied d'aube (19) destiné à être disposé à l'intérieur du logement de pied d'aube (13), caractérisé en ce que ledit module (10) comporte en outre: - au moins une fenêtre traversante (26) réalisée dans ledit moyeu annulaire (11), ladite fenêtre débouchant axialement, par rapport à un axe (X1) du moyeu annulaire (11), d'une part dans une face externe (29) du moyeu annulaire (11) et d'autre part à l'intérieur du logement de pied d'aube (13), - un doigt de verrouillage (25) inséré à l'intérieur de la fenêtre traversante (26), ledit doigt de verrouillage (25) comportant une portion d'extrémité (28) destinée à venir en appui contre le pied d'aube (19), et - des organes de serrage (27) assurant un serrage de la portion d'extrémité (28) du doigt de verrouillage (25) contre le pied d'aube (19) de façon à immobiliser l'aube (12) dans une position angulaire souhaitée. Module selon la revendication 1, caractérisé en ce que la portion d'extrémité (28) du doigt de verrouillage (25) présente une forme en partie tronconique complémentaire du pied d'aube (19) de forme tronconique, de telle façon que le doigt de verrouillage (25) applique sur le pied d'aube (19) un effort de plaquage ayant une composante axiale et une composante radiale par rapport à l’axe (X1) du moyeu annulaire (11). Module selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les organes de serrage (27) sont constitués par deux goujons (35) insérés chacun à l'intérieur d'un trou traversant (36) réalisé dans le doigt de verrouillage (25) et des écrous (37) vissés chacun sur un goujon (35) correspondant. Module selon la revendication 3, caractérisé en ce que les goujons (35) sont fixés sur le moyeu annulaire (11) de part et d'autre de la fenêtre traversante (26). Module selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que les trous traversants (36) sont réalisés dans un rebord (32) du doigt de verrouillage (25) s'étendant transversalement de part et d'autre d'un corps (31) du doigt de verrouillage (25) muni de la portion d'extrémité (28) destinée à venir en appui contre le pied d'aube (19). Module selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'une face externe du pied d'aube (19) affleure avec une face radialement externe du moyeu annulaire (11). Module selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le moyeu annulaire (11) comporte un rebord annulaire (15) muni d'interfaces de fixation (16) avec un élément externe. Module selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le moyeu (11) est un moyeu monobloc. Module selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il est constitué par un module redresseur de soufflante.