Brevet FR3155861A1 — publié le 20250530

L'invention porte sur un module de turbomachine d’aéronef, notamment pour une machine de test, comportant: - un moyeu annulaire (10) comportant au moins un logement de pied d'aube (12), - au moins une aube (11) munie d'un pied d'aube (13) destiné à être disposé à l'intérieur du logement de pied d'aube (12), et - un système de verrouillage (15) en rotation de l'aube (11) comprenant: - un insert fendu (16) ayant une face externe (17) de forme conique et une ouverture (18) dans laquelle est disposé le pied d'aube (13), - une plateforme (21) munie d'un trou de passage (22) dans lequel est inséré l'insert fendu (16), ledit trou de passage (22) étant délimité par une face interne ayant une forme conique de forme complémentaire de la face externe (17) de l'insert fendu (16), et - au moins un organe de fixation (25) apte à fixer la plateforme (21) sur le moyeu annulaire (10), de sorte qu'un serrage de l'organe de fixation (25) assure une compression de l'insert fendu (16) entre la plateforme (21) et le pied d'aube (13) de façon à bloquer l'aube (11) dans une position angulaire souhaitée. Figure 4 SYSTÈME DE VERROUILAGE EN ROTATION D'UNE AUBE D'UN MODULE DE SOUFFLANTE PAR UN INSERT La présente invention porte sur un système de verrouillage en rotation d'une aube d’un module de soufflante par un insert. L'invention trouve une application particulièrement avantageuse, mais non exclusive, avec un module rotor de soufflante utilisé avec une machine de test. Le principe de fonctionnement d’une soufflante de turbomachine est de comprimer l’air pénétrant à l'intérieur du moteur. Une partie de cet air constitue le flux primaire délimité par une veine primaire et une autre partie de cet air constitue le flux secondaire délimité par une veine secondaire. Le flux primaire 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. Une machine de test pour un banc d’essai, par exemple une soufflante d’un démonstrateur aérodynamique ne possède qu’un seul flux d’air et est dépourvu d'un compresseur basse pression, d'un compresseur haute pression et d'une chambre de combustion. Une telle machine de test vise à tester différentes pièces de la turbomachine et à optimiser les réglages de fonctionnement de la turbomachine. La FIG. 1 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 dénommé OGV (pour "Outlet Guide Vane" en anglais), ainsi qu'une veine d'écoulement aval 6. Le module rotor 4 comporte une pluralité d'aubes montées sur un moyeu cylindrique appelée "disque fan" entraîné en rotation par une turbine à pression alimentée en air par le banc d’essai. Le module rotor 4 procure une accélération aux particules d'air, en les déviant par rapport à l’axe X de la machine de test 1. 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 de la machine de test 1. 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. Il existe donc le besoin de pouvoir effectuer ces opérations le plus rapidement possible afin de limiter le temps d'arrêt de la machine de test durant une campagne d'essais. Ces opérations doivent également pouvoir être effectuées sans avoir à démonter la machine de test qui est complètement instrumentée. L'invention vise à combler efficacement les besoins précités en proposant un module de turbomachine d’aéronef, notamment pour une machine de test, comportant: - un moyeu annulaire comportant au moins un logement de pied d'aube, - au moins une aube munie d'un pied d'aube destiné à être disposé à l'intérieur du logement de pied d'aube, et - un système de verrouillage en rotation de l'aube comprenant: - un insert fendu ayant une face externe de forme conique et une ouverture dans laquelle est disposé le pied d'aube, - une plateforme munie d'un trou de passage dans lequel est inséré l'insert fendu, ledit trou de passage étant délimité par une face interne ayant une forme conique de forme complémentaire de la face externe de l'insert fendu, et - au moins un organe de fixation apte à fixer la plateforme sur le moyeu annulaire, de sorte qu'un serrage de l'organe de fixation assure une compression de l'insert fendu entre la plateforme et le pied d'aube de façon à bloquer l'aube dans une position angulaire souhaitée. L'invention permet ainsi de modifier aisément le calage angulaire de l'aube entre deux essais sans avoir à démonter la machine de test. L’invention permet de limiter au maximum les temps d’arrêt lors de l’essai. L'invention permet en outre de tester plusieurs jeux d’aubes différents avec un temps de montage et de démontage réduit par rapport aux systèmes existants. L’invention permet l’ajustement du calage de l’aube en restant dans un environnement contraint dimensionnellement. 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, l’insert fendu comporte une fente s'étendant suivant toute une hauteur de l'insert fendu. Selon une réalisation de l'invention, l’insert fendu comporte une rainure circonférentielle réalisée dans la face interne délimitant l'ouverture, ladite rainure étant destinée à recevoir une nervure réalisée sur le pied d'aube. Selon une réalisation de l'invention, l'organe de fixation s'étend suivant une direction parallèle à un axe du pied d'aube. Selon une réalisation de l'invention, l'organe de fixation est une vis insérée à l'intérieur d'un trou de fixation réalisé dans la plateforme et d'un trou taraudé réalisé dans le moyeu annulaire. Selon une réalisation de l'invention, la vis comporte une tête disposée à l'intérieur d'un alésage prévu dans la plateforme de façon à ne pas perturber un flux aérodynamique d'une veine de la machine de test. Selon une réalisation de l'invention, l'insert fendu comporte une embase de forme cylindrique destinée à être disposée à l'intérieur du logement de pied d'aube. Selon une réalisation de l'invention, le moyeu annulaire est un moyeu monobloc. Selon une réalisation de l'invention, le module est un module rotor. L'invention a également pour objet une machine de test pour un banc d'essais de turbomachine comportant un module tel que précédemment défini. 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, présentées 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: FIG. 1 La FIG. 1 , déjà décrite, est une vue schématique en coupe longitudinale d'une machine de test avec laquelle est mise en œuvre l'invention; FIG. 2 La FIG. 2 est une vue en perspective d'un module rotor pour une machine de test selon la présente invention; FIG. 3 La FIG. 3 est une vue en perspective partielle et en coupe d'un système de verrouillage en rotation d'une aube d'un module de soufflante selon la présente invention; FIG. 4 La FIG. 4 est une vue en coupe d'un système de verrouillage en rotation d'une aube d'un module de soufflante selon la présente invention; FIG. 5 La FIG. 5 est une vue en perspective détaillée d'un insert appartenant à un système de verrouillage en rotation d'une aube d'un module de soufflante selon l'invention. 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 FIG. 2 montre un module rotor 4 pour une machine de test de turbomachine d’aéronef comportant un moyeu annulaire 10 ayant un axe X1 et une pluralité d'aubes 11. Le moyeu annulaire 10 de type monobloc comporte une pluralité de logements de pied d'aube 12. Alternativement, le moyeu annulaire 10 peut être formé par deux éléments annulaires coaxiaux fixés l'un à l'autre et définissant entre eux les logements de pieds d'aubes 12. Les aubes 11 s'étendent radialement en saillie vers l'extérieur du moyeu 10. Les aubes 11 sont réparties angulairement de façon régulière suivant une circonférence du moyeu 10. Chaque aube 11 est munie d'un pied d'aube 13 de forme globalement cylindrique destiné à être disposé à l'intérieur d'un logement de pied d'aube 12 correspondant. Un système de verrouillage 15 en rotation de l'aube 11 est apte à prendre un état déverrouillé autorisant une rotation de l'aube 11 autour d'un axe de rotation X2 correspondant à un axe du pied d'aube 13 et un état verrouillé assurant un blocage de l'aube 11 dans une position angulaire souhaitée de l'aube 11 pour un essai. Comme cela est illustré sur les figures 3 et 4, le système de verrouillage 15 en rotation de l'aube 11 comprend un insert fendu 16 ayant une face externe 17 de forme conique et une ouverture 18 dans laquelle est disposé le pied d'aube 13. Une face interne de l'insert fendu 16 délimitant l'ouverture 18 présente une forme cylindrique. Plus précisément, comme on peut le voir sur la FIG. 5 , l'insert fendu 16 présente globalement une forme annulaire à face externe conique. L’insert fendu 16 comporte une fente 26 traversante réalisée dans une épaisseur de l'insert 16 et s'étendant suivant toute une hauteur de l'insert fendu 16. La hauteur de l'insert fendu 16 s'étend suivant un axe X3 de l'insert 16. L'insert fendu 16 comporte une embase 27 de forme cylindrique destinée à être disposée à l'intérieur du logement de pied d'aube 12. Une portion de l'insert fendu 16 comportant la face externe conique 17 se situe dans un prolongement de l'embase 27. L’insert fendu 16 peut comporter une rainure 28 circonférentielle réalisée dans la face interne délimitant l'ouverture 18. La rainure 28 est destinée à recevoir une nervure 29 de forme correspondante réalisée sur le pied d'aube 13, tel que montré sur la FIG. 4 . La rainure 28 peut s'étendre suivant toute une circonférence de l'insert fendu 16 ou une portion uniquement d'une circonférence de l'insert fendu 16. Une telle configuration permet d'améliorer un maintien radial de l’aube 11 par rapport à l'axe X1 lors d'une rotation du module rotor 4. En outre, une plateforme 21 visible sur les figures 3 et 4, est munie d'un trou de passage 22 dans lequel est inséré l'insert fendu 16. La plateforme 21 est constituée par une plaque en forme de portion de cylindre d'axe X1. La plateforme comporte une face interne plaquée contre une face externe 17 du moyeu 10. La face interne de la plateforme 21 présente un rayon de courbure correspondant au rayon de courbure de la face externe 17 du moyeu 10. Le trou de passage 22 est délimité par une face interne ayant une forme conique de forme complémentaire de la face externe 17 de l'insert fendu 16. Le trou de passage 22 est un trou traversant l'épaisseur de la plateforme 21. Comme cela est illustré sur la FIG. 4 , au moins un organe de fixation 25, en l'occurrence deux organes de fixation 25, sont aptes à fixer la plateforme 21 sur le moyeu annulaire 10. Un organe de fixation 25 s'étend suivant une direction parallèle à un axe X2 du pied d'aube 13. De préférence, un organe de fixation 25 est une vis insérée à l'intérieur d'un trou de fixation 32 réalisés dans la plateforme 21 et d'un trou taraudé 33 réalisé dans le moyeu annulaire 10. La vis 25 comporte une tête 34 disposée à l'intérieur d'un alésage 35 de forme correspondante prévu dans la plateforme 21 de façon à ne pas perturber un flux aérodynamique d'une veine de la machine de test. En variante, l'organe de fixation 25 peut prendre la forme d'un goujon destiné à coopérer avec un écrou disposé du côté d'une face interne du moyeu 10 ou de tout autre organe de fixation adapté à l'application. Les plateformes 21 associées à chaque pied d'aube 13 sont disposées bord à bord de façon à délimiter la forme d'un cylindre disposé autour du moyeu annulaire 10. On décrit ci-après le fonctionnement du système de verrouillage 15 en rotation d'une aube selon l'invention. L'insert fendu 16 est disposé à l'intérieur du trou de passage 22 de la plateforme 21. Le pied d'aube 13 est disposé à l'intérieur de l'ouverture traversante 18. L'aube 11 est tournée autour de l'axe X2 de façon à choisir une position angulaire souhaitée. Lorsque le positionnement angulaire de l'aube 11 est correct, un serrage des organes de fixation 25 assurent une compression de l'insert fendu 16 entre la plateforme 21 et le pied d'aube 13 de façon à bloquer l'aube 11 dans une position angulaire souhaitée. Il est alors possible de procéder aux essais de la soufflante suivant cette configuration du module rotor. Afin de modifier la position angulaire de l'aube 11, on effectue un desserrage des organes de fixation 25, ce qui libère une rotation de l'aube 11 autour de l'axe de rotation X2. Les opérations de manipulation de l'aube 11 et de serrage et de desserrage des organes de fixation 25 peuvent être effectuées par un opérateur humain ou de façon automatique par un robot. L'invention permet ainsi d'effectuer une modification rapide du calage des aubes 11 entre deux essais. L’invention permet de limiter au maximum les temps d’arrêt lors d'un essai. L'invention permet en outre de tester plusieurs jeux d’aubes différents avec un temps de montage et de démontage réduit par rapport aux systèmes existants. L’invention permet l’ajustement du calage de l’aube 11 en restant dans un environnement contraint dimensionnellement. En outre, en cas de casse d’une aube 11, le démontage peut être effectué in situ, ce qui constitue un gain de temps important. L'invention respecte 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. L'invention garantit en outre une tenue mécanique des pièces et de l’assemblage à tous les régimes de fonctionnement de la turbomachine. L'invention présente également l'avantage d'être une solution simple à implémenter contenant un minimum de pièces. En variante, le module de soufflante peut être un module stator. 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 (4) de turbomachine d’aéronef, notamment pour une machine de test, comportant: - un moyeu annulaire (10) comportant au moins un logement de pied d'aube (12), - au moins une aube (11) munie d'un pied d'aube (13) destiné à être disposé à l'intérieur du logement de pied d'aube (12), caractérisé en ce que ledit module (4) comporte un système de verrouillage (15) en rotation de l'aube (11) comprenant: - un insert fendu (16) ayant une face externe (17) de forme conique et une ouverture (18) dans laquelle est disposé le pied d'aube (13), - une plateforme (21) munie d'un trou de passage (22) dans lequel est inséré l'insert fendu (16), ledit trou de passage (22) étant délimité par une face interne ayant une forme conique de forme complémentaire de la face externe (17) de l'insert fendu (16), et - au moins un organe de fixation (25) apte à fixer la plateforme (21) sur le moyeu annulaire (10), de sorte qu'un serrage de l'organe de fixation (25) assure une compression de l'insert fendu (16) entre la plateforme (21) et le pied d'aube (13) de façon à bloquer l'aube (11) dans une position angulaire souhaitée. Module selon la revendication 1, caractérisé en ce que l’insert fendu (16) comporte une fente (26) s'étendant suivant toute une hauteur de l'insert fendu (16). Module selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l’insert fendu (16) comporte une rainure (28) circonférentielle réalisée dans la face interne délimitant l'ouverture (18), ladite rainure (28) étant destinée à recevoir une nervure (29) réalisée sur le pied d'aube (13). Module selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'organe de fixation (25) s'étend suivant une direction parallèle à un axe (X2) du pied d'aube (13). Module selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'organe de fixation (25) est une vis insérée à l'intérieur d'un trou de fixation (32) réalisé dans la plateforme (21) et d'un trou taraudé (33) réalisé dans le moyeu annulaire (10). Module selon la revendication 5, caractérisé en ce que la vis (25) comporte une tête (34) disposée à l'intérieur d'un alésage (35) prévu dans la plateforme (21) de façon à ne pas perturber un flux aérodynamique d'une veine de la machine de test. Module selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'insert fendu (16) comporte une embase (27) de forme cylindrique destinée à être disposée à l'intérieur du logement de pied d'aube (12). Module selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le moyeu annulaire (10) est un moyeu monobloc. Module selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le module est un module rotor. Machine de test pour un banc d'essais de turbomachine comportant un module défini selon l'une quelconque des revendications précédentes.