Brevet FR3161921A1 — publié le 20251107

Aubage (8, 50) métallique pour une turbomachine d’aéronef (1), cet aubage (8, 50) comportant : - un corps métallique comportant au moins une pale aérodynamique (14, 55) comportant une cavité interne de ventilation (20, 60), cette cavité (20, 60) s’étendant le long d’un axe d’allongement de la pale (55) et débouchant à une extrémité longitudinale de la pale ou du corps, pour former une ouverture (30, 70) sur une surface (32, 81) de cette extrémité, - au moins une plaquette métallique (40, 80) fixée par brasage ou soudage sur ladite surface (32, 81) et configurée pour obturer au moins partiellement ladite ouverture (30, 70), caractérisé en que le corps comprend des pions de centrage (90) qui sont en saillie sur ladite surface (30, 70) et qui ont pour fonction de coopérer avec un bord périphérique de la plaquette (40, 80) en vue de la centrer sur la surface (32, 81) lors de sa fixation. Figure pour l'abrégé : Figure 9 AUBAGE METALLIQUE POUR UNE TURBOMACHINE D’AERONEF ET SON PROCEDE DE FABRICATION Domaine technique de l'invention La présente invention concerne un aubage métallique pour une turbomachine d’aéronef ainsi qu’un procédé de fabrication de cet aubage. Arrière-plan technique Une turbomachine d’aéronef, telle qu’un turboréacteur, comprend typiquement, d’amont en aval dans le sens d’écoulement des gaz, une soufflante mobile en rotation autour d’un axe longitudinal, un compresseur basse pression, un compresseur haute pression, une chambre de combustion, une turbine haute pression, une turbine basse pression et une tuyère d’échappement des gaz de combustion. La soufflante permet l’aspiration d’un flux d’air se divisant en un flux primaire et un flux secondaire. Le flux primaire traverse une veine primaire de la turbomachine tandis que le flux secondaire est dirigé vers une veine secondaire entourant la veine primaire. Le flux primaire est comprimé au sein des compresseurs. L’air comprimé est ensuite mélangé à du carburant et brulé au sein de la chambre de combustion. Les gaz issus de la combustion traversent les turbines puis s’échappent au travers de la tuyère dont la section permet l’accélération de ces gaz pour générer une propulsion. Les turbines sont typiquement équipées de plusieurs étages comportant chacun des aubages de rotor et des aubages de stator. Dans la présente demande, un aubage est une pièce qui comprend au moins une pale aérodynamique destinée à s’étendre dans un flux de gaz. La pale comprend typiquement une face intrados et une face extrados reliées par un bord d’attaque et un bord de fuite. Les aubages de turbine sont situés en aval de la chambre de combustion et sont soumis à de fortes températures en fonctionnement. Ces aubages sont typiquement en matériau métallique mais ne peuvent être soumises à des températures supérieures aux températures auxquelles peuvent résister leur matériau métallique. Dans ce cadre, il a déjà été proposé d’équiper les aubages d’un système de ventilation afin d’augmenter la gamme de température dans laquelle peuvent être mises en œuvre ces aubages. Le système de ventilation comprend un circuit de ventilation agencé à l’intérieur de la pale et permettant le passage d’air provenant des compresseurs à l’intérieur de l’aubage. Le circuit de ventilation comprend au moins une cavité interne formée lors de la fabrication des aubages. Chaque cavité interne est délimitée par la paroi interne de l’aubage. La cavité interne de la pale s’étend le long d’un axe d’allongement de la pale et débouche à une extrémité longitudinale de la pale pour former en général une ouverture. Cette ouverture peut être choisie pour assurer l’alimentation en air de la cavité, ou l’évacuation en air de cette cavité. Cette ouverture peut en outre résulter du mode de fabrication de l’aubage. Dans le cas de la fabrication d’un aubage par la technique du moulage à la cire perdue par exemple, l’ouverture peut servir au retrait d’un noyau céramique destiné à définir la cavité interne de l’aubage lors du moulage. Il est connu d’obturer ce type d’ouverture, partiellement ou totalement, par le biais d’une plaquette qui est rapportée sur la surface du corps comportant l’ouverture, et qui est fixée sur cette surface par brasage ou soudage. Dans le cas où cette ouverture comprend un épaulement périphérique, ou un renfoncement périphérique, la plaquette peut être conformée pour épouser la forme de cet épaulement ou de ce renfoncement, ce qui permet de la centrer automatiquement sur la surface avant sa fixation. Cependant, un tel épaulement ou renfoncement n’est pas toujours présent sur la surface et en particulier n’est pas toujours réalisable lors de la fabrication de l’aubage. Sur un aubage dépourvu d’un tel épaulement ou renfoncement, il existe donc un risque de mauvais positionnement de la plaquette et donc de décalage de la plaquette par rapport à l’ouverture destinée à être recouverte par la plaquette. Ceci peut engendrer des fuites si la plaquette doit obturer totalement l’ouverture, ou un débit de passage d’air trop important si la plaquette doit obturer partiellement l’ouverture en vue de la délimitation d’une section prédéterminée de passage d’air avec l’ouverture. La présente invention propose une solution à au moins une partie des problèmes évoqués ci-dessous. L’invention concerne un aubage métallique pour une turbomachine d’aéronef, cet aubage comportant : - un corps métallique comportant au moins une pale aérodynamique comportant une cavité interne de ventilation, cette cavité s’étendant le long d’un axe d’allongement de la pale et débouchant à une extrémité longitudinale de la pale ou du corps, pour former une ouverture sur une surface de cette extrémité, - au moins une plaquette métallique fixée par brasage ou soudage sur ladite surface et configurée pour obturer au moins partiellement ladite ouverture, caractérisé en que le corps comprend des pions de centrage qui sont en saillie sur ladite surface et qui ont pour fonction de coopérer avec un bord périphérique de la plaquette en vue de la centrer sur la surface lors de sa fixation. L’invention propose ainsi de prévoir directement sur la surface du corps des pions en saillie de centrage de la plaquette avant son brasage ou son soudage. Ces pions peuvent ne pas avoir d’autres fonctions et peuvent rester à demeure sur l’aubage. L’aubage 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 nombre de pions de centrage est supérieur ou égal à 3 ; - les pions de centrage sont formés d’une seule pièce avec le corps et sont par exemple formés par usinage du corps ; - les pions de centrage sont répartis autour de l’ouverture ; - les pions de centrage ont une forme générale parallélépipédique ; - chacun des pions de centrage a une longueur qui s’étend le long du bord périphérique de la plaquette, qui représente moins de 5% du périmètre de cette plaquette ; - chacun des pions de centrage a une épaisseur inférieure ou égale à celle de la plaquette ; - les pions de centrage ont des formes et/ou des dimensions identiques. La présente invention concerne également un procédé de fabrication d’un aubage tel que décrit ci-dessus, caractérisé en ce qu’il comprend les étapes suivantes : a) la fabrication d’un corps métallique comportant une pale aérodynamique comportant une cavité interne de ventilation, cette cavité s’étendant le long d’un axe d’allongement de la pale et débouchant à une extrémité longitudinale de la pale ou du corps, pour former une ouverture sur une surface de cette extrémité, le corps comprenant des pions de centrage qui sont en saillie sur ladite surface, b) le positionnement d’une plaquette métallique sur ladite surface pour obturer au moins partiellement ladite ouverture, cette plaquette ayant un bord périphérique qui coopère avec les pions de centrage en vue de centrer la plaquette sur la surface, et c) la fixation de la plaquette sur la surface par brasage ou surface. Avantageusement, à l’étape a), les pions de centrage sont réalisés par usinage du corps. 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 : FIG. 1 la FIG. 1 est une demi vue schématique en coupe d’une turbomachine d’aéronef, FIG. 2 la FIG. 2 est une vue schématique en perspective d’un aubage de rotor pour une turbine de turbomachine d’aéronef, FIG. 3 la FIG. 3 est une vue très schématique en coupe de l’aubage de rotor de la FIG. 2 , FIG. 4 la FIG. 4 est une vue schématique partielle en perspective d’un pied de l’aubage de rotor de la FIG. 2 , FIG. 5 la FIG. 5 est une vue schématique en perspective d’un aubage de stator pour une turbine de turbomachine d’aéronef, FIG. 6 la FIG. 6 est une vue schématique en coupe d’une des pales de l’aubage de stator de la FIG. 5 , FIG. 7 la FIG. 7 est une autre vue schématique en perspective de l’aubage de stator de la FIG. 5 , FIG. 8 la FIG. 8 est une vue à plus grande échelle d’une partie de la FIG. 7 ; FIG. 9 la FIG. 9 est une vue similaire à celle de la FIG. 7 et illustre un mode de réalisation de l’invention, et FIG. 10 la FIG. 10 une vue à plus grande échelle d’une partie de la FIG. 9 . Description détaillée de l'invention Un exemple de turbomachine 1 d’aéronef est représenté sur la FIG. 1 . La turbomachine 1 s’étend autour et le long d’un axe longitudinal X. Dans la présente demande, les termes « amont » et « aval », sont définis par rapport au sens de circulation des gaz dans la turbomachine 1 suivant l’axe longitudinal X. Les termes « axial », « axialement », « radial », « radialement », « longitudinal », « longitudinalement », sont définis par rapport à l’axe longitudinal X de la turbomachine 1. Les termes « interne », « intérieur », « externe », « extérieur », « extérieurement » sont définis par rapport à l’éloignement de l’axe longitudinal X de la turbomachine 1 le long d’un axe radial. La turbomachine 1 comprend d’amont en aval, une soufflante 2, au moins un compresseur tel qu’un compresseur basse pression 3 et un compresseur haute pression 4, une chambre de combustion 5, au moins une turbine telle qu’une turbine haute pression 6 et une turbine basse pression 7, et une tuyère (non représentée). La soufflante 2 permet l’aspiration d’un flux d’air F se divisant en un flux d’air primaire F1 et un flux d’air secondaire F2. Le flux d’air primaire F1 traverse une veine primaire de la turbomachine 1 tandis que le flux d’air secondaire F2 est dirigé vers une veine secondaire entourant la veine primaire. Le flux d’air primaire F1 est comprimé au sein du compresseur basse pression 3 puis du compresseur haute pression 4. L’air comprimé est ensuite mélangé à un carburant et brulé au sein de la chambre de combustion 5. Les gaz formés par la combustion traversent les turbines haute pression 6 et basse pression 7. Les gaz s’échappent enfin au travers de la tuyère dont la section permet l’accélération de ces gaz pour générer de la propulsion. La soufflante 2 est par exemple carénée. Elle est entourée par un carter 2b annulaire centré sur l’axe longitudinal X. Le carter 2b est par exemple entouré par une nacelle (non représentée) de la turbomachine 1. En référence à la FIG. 2 , la turbine haute pression 6 comprend des aubages de rotor 8 s’étendant radialement à partir d’un disque (non représenté) mobile en rotation par rapport à l’axe longitudinal X. Chaque aubage 8 s’étend le long d’un axe d’allongement Y entre une tête 10 et un pied 12 monté dans le disque pour retenir l’aubage 8 sur le disque. L’axe d’allongement Y de l’aubage 8 s’étend radialement par rapport à l’axe longitudinal X de la turbomachine 1 lorsque l’aubage 8 est monté dans la turbomachine 1. Chaque aubage 8 comprend une pale 14 s’étendant le long de l’axe d’allongement Y entre la tête 10 et le pied 12. La pale 14 comprend une paroi externe 16 et une paroi interne 18 située à l’intérieur de la paroi externe 16. La paroi externe 16 présente une forme aérodynamique et comprend une face intrados 16i et une face extrados 16e reliées par un bord d’attaque 16a et un bord de fuite 16b. L’aubage 8 est en matériau métallique. Afin d’améliorer la résistance en température des aubages 8, chaque aubage 8 comprend un système de ventilation. En référence à la FIG. 3 , le système de ventilation comprend au moins une cavité interne 20 pour la circulation d’un flux d’air de ventilation F3. Avantageusement, une pluralité de cavités internes 20 sont ménagées dans l’aubage 8. Chaque cavité interne 20 est située à l’intérieur de l’aubage 8 et s’étend avantageusement le long de l’axe d’allongement Y entre la tête 10 et le pied 12 de l’aubage 8. Chaque cavité interne 20 est délimitée ou définie par la paroi interne 18 de l’aubage 8. Le flux d’air de ventilation F3 est par exemple prélevé du compresseur basse pression 4 et est acheminé jusqu’aux cavités internes 20. Afin d’améliorer encore la résistance en température des aubes 8, le système de ventilation comprend en outre au moins une première bouche de sortie 22 d’air ménagée dans la paroi externe 16 ( FIG. 2 ). Au moins une des cavités internes 20 débouche à une extrémité longitudinale de l’aubage 8, et par exemple au niveau du pied 12 pour former une ouverture 30 comme illustré à la FIG. 4 . Cette ouverture 30 est obturée partiellement ou complètement par une plaquette 40 métallique qui est rapportée sur la surface 32 du pied 12 sur laquelle débouche l’ouverture 30 et qui est fixée sur cette surface 32 par brasage ou soudage. Dans le cas représenté, un renfoncement 34 pratiqué dans la surface 32, tout autour de l’ouverture 30, permet de recevoir la plaquette et de la positionner correctement avant sa fixation. Ce renfoncement 34 n’est toutefois pas toujours présent ou possible à réaliser. On se réfère désormais aux figures 5 à 8 qui représentent un aubage de stator 50, du type distributeur, pour une turbine de turbomachine d’aéronef. L’aubage 50 comprend des plateformes annulaires coaxiales, respectivement interne 53 et externe 54, qui délimitent entre elles la veine annulaire d'écoulement des gaz dans la turbine et entre lesquelles s'étendent radialement des pales 55 ( FIG. 5 ). La FIG. 6 illustre une vue en coupe d’une des pale 55 de distributeur 50 munie d’une chemise de ventilation 56. La pale 55 du distributeur 50 comprend une cavité interne 60 dans laquelle est montée une chemise tubulaire 56 perforée de circulation d'air de ventilation provenant d'une enceinte d'alimentation, radialement externe à la plate-forme externe 54 du distributeur. Cet air passe en partie à travers des perforations de la chemise 56, impacte la paroi interne de la pale 55 pour sa ventilation, puis est évacué dans la veine d'écoulement des gaz de la turbine à travers des perforations 61 de la pale 55. L'air de ventilation est prélevé en amont sur un compresseur de la turbomachine et amené dans l'enceinte d'alimentation par des conduits non représentés. L’extrémité radialement externe de la chemise 56 est ouverte pour son alimentation en air et son extrémité radialement interne peut être ouverte, comme dans la FIG. 6 . Comme on le voit également aux figures 5 à 8, les chemises 56 sont insérées dans les cavités internes 60 des pales 55 par des ouvertures 70 formées dans la plateforme externe 54 et débouchant dans les cavités 60. Après montage des chemises 56, les ouvertures 70 sont partiellement obturées par des plaquettes 80 qui sont rapportées sur des surfaces 81 de la plateforme 54 et qui sont fixées à ces surfaces 81 par soudage ou brasage. Contrairement à la FIG. 4 , les surfaces 81 de fixation des plaquettes 80 sont planes si bien que l’opérateur qui positionne les plaquettes 80 doit prendre le plus de précaution possible pour bien positionner les plaquettes 80. Un décalage d’une plaquette 80 par rapport à l’ouverture 70 pourrait par exemple provoquer une fuite Q qui ne serait pas volontaire et qui entraînerait un dysfonctionnement du système de ventilation de l’aubage 50 ( FIG. 8 ). La présente invention propose ainsi une solution qui peut s’appliquer à un aubage de rotor 8 ou de stator 50 tel que décrit dans ce qui précède. La suite de la description concerne un aubage de stator 50, tel que celui illustré aux figures 9 et 10, mais on comprend que l’invention s’applique également à un aubage de rotor 8 qui ne comprendrait pas par exemple un renfoncement 34 tel qu’illustré à la FIG. 4 . Comme évoqué dans ce qui précède, l’aubage 50 comprend un corps métallique comportant une pale aérodynamique 55 comportant une cavité interne de ventilation 60. Cette cavité 60 s’étend le long d’un axe d’allongement de la pale 55 et débouche à une extrémité longitudinale de la pale 55 ou du corps, pour former une ouverture 70 sur une surface 81 de cette extrémité, comme évoqué dans ce qui précède. L’aubage 50 comprend également au moins une plaquette métallique 80 fixée par brasage ou soudage sur la surface 81 et configurée pour obturer au moins partiellement l’ouverture 70 précitée. Selon l’invention, le corps comprend des pions de centrage 90 qui sont en saillie sur la surface 81 et qui ont pour fonction de coopérer avec un bord périphérique de la plaquette 80 en vue de la centrer sur la surface 81 lors de sa fixation. Avantageusement, le nombre de pions de centrage 90 est supérieur ou égal à 3. Les pions de centrage 90 sont de préférence formés d’une seule pièce avec le corps et sont par exemple formés par usinage du corps. Les pions de centrage 90 sont de préférence répartis autour de l’ouverture 70. Dans l’exemple représenté, les pions de centrage 90 ont une forme générale parallélépipédique. Pour limiter la quantité de matière ajoutée par les pions 90, chacun des pions de centrage 90 a une longueur L qui s’étend le long du bord périphérique de la plaquette 90, qui représente moins de 5% du périmètre de cette plaquette. Chacun des pions de centrage 90 peut avoir une épaisseur E inférieure ou égale à celle de la plaquette 80. Les pions de centrage 90 peuvent avoir des formes et/ou des dimensions identiques. La présente invention concerne également un procédé de fabrication d’un aubage 50, caractérisé en ce qu’il comprend les étapes suivantes : a) la fabrication d’un corps métallique comportant une pale aérodynamique 55 comportant une cavité interne de ventilation 60, cette cavité 60 s’étendant le long d’un axe d’allongement de la pale 55 et débouchant à une extrémité longitudinale de la pale 55 ou du corps, pour former une ouverture 70 sur une surface 81 de cette extrémité, le corps comprenant des pions de centrage 90 qui sont en saillie sur cette surface 81, b) le positionnement d’une plaquette métallique 80 sur la surface 81 pour obturer au moins partiellement l’ouverture 70, cette plaquette 80 ayant un bord périphérique qui coopère avec les pions de centrage 90 en vue de centrer la plaquette 80 sur la surface 81, et c) la fixation de la plaquette 80 sur la surface par brasage ou surface. A l’étape a), les pions de centrage 90 sont de préférence réalisés par usinage du corps. Aubage (8, 50) métallique pour une turbomachine d’aéronef (1), cet aubage (8, 50) comportant : - un corps métallique comportant au moins une pale aérodynamique (14, 55) comportant une cavité interne de ventilation (20, 60), cette cavité (20, 60) s’étendant le long d’un axe d’allongement de la pale (55) et débouchant à une extrémité longitudinale de la pale ou du corps, pour former une ouverture (30, 70) sur une surface (32, 81) de cette extrémité, - au moins une plaquette métallique (40, 80) fixée par brasage ou soudage sur ladite surface (32, 81) et configurée pour obturer au moins partiellement ladite ouverture (30, 70), caractérisé en que le corps comprend des pions de centrage (90) qui sont en saillie sur ladite surface (30, 70) et qui ont pour fonction de coopérer avec un bord périphérique de la plaquette (40, 80) en vue de la centrer sur la surface (32, 81) lors de sa fixation. Aubage (8, 50) selon la revendication 1, dans lequel le nombre de pions de centrage (90) est supérieur ou égal à 3. Aubage (8, 50) selon la revendication 1 ou 2, dans lequel les pions de centrage (90) sont formés d’une seule pièce avec le corps et sont par exemple formés par usinage du corps. Aubage (8, 50) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel les pions de centrage (90) sont répartis autour de l’ouverture (30, 70). Aubage (8, 50) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel les pions de centrage (90) ont une forme générale parallélépipédique. Aubage (8, 50) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel chacun des pions de centrage (90) a une longueur (L) qui s’étend le long du bord périphérique de la plaquette (40, 80), qui représente moins de 5% du périmètre de cette plaquette. Aubage (8, 50) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel chacun des pions de centrage (90) a une épaisseur inférieure ou égale à celle de la plaquette (40, 80). Aubage (8, 50) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel les pions de centrage (90) ont des formes et/ou des dimensions identiques. Procédé de fabrication d’un aubage (8, 50) selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il comprend les étapes suivantes : a) la fabrication d’un corps métallique comportant une pale aérodynamique (55) comportant une cavité interne de ventilation (20, 60), cette cavité (20, 60) s’étendant le long d’un axe d’allongement de la pale (55) et débouchant à une extrémité longitudinale de la pale (55) ou du corps, pour former une ouverture (30, 70) sur une surface (32, 81) de cette extrémité, le corps comprenant des pions de centrage (90) qui sont en saillie sur ladite surface (32, 81), b) le positionnement d’une plaquette métallique (40, 80) sur ladite surface pour obturer au moins partiellement ladite ouverture (32, 81), cette plaquette (40, 80) ayant un bord périphérique qui coopère avec les pions de centrage (90) en vue de centrer la plaquette (40, 80) sur la surface (32, 81), et c) la fixation de la plaquette sur la surface par brasage ou surface. Procédé selon la revendication 9, dans lequel, à l’étape a), les pions de centrage (90) sont réalisés par usinage du corps.