Brevet FR3161927A1 — publié le 20251107

Ensemble (10) comportant un boîtier d’accessoires (12) et des équipements (14) pour une turbomachine (1) d’aéronef, le boîtier d’accessoires (12) comportant un train d’engrenages (20) comportant des pignons (22) engrenés les uns avec les autres et comportant des axes de rotation (A) parallèles entre eux et à un axe principal (Y), les équipements (14) comportant des premiers équipements (14a) qui comportent chacun un arbre (24) parallèle audit axe principal (Y) et accouplé au train d’engrenages (20), l’ensemble (10) comportant en outre un boîtier relai (16) qui est relié au boîtier d’accessoires (12) par un arbre de transfert (18) parallèle audit axe principal (Y) et accouplé au train d’engrenages (20), caractérisé en ce que les équipements (14) comportent au moins un second équipement (14b) qui comporte un arbre (32) perpendiculaire audit axe principal (Y) et accouplé audit arbre de transfert (18). Figure d’abrégé : figure 5 ENSEMBLE COMPORTANT UN BOITIER D’ACCESSOIRES ET DES EQUIPEMENTS POUR UNE TURBOMACHINE D’AERONEF Domaine technique de l'invention L’invention concerne un ensemble comportant un boîtier d’accessoires et des équipements pour une turbomachine d’aéronef, ainsi qu’une turbomachine d’aéronef comportant un tel ensemble. Arrière-plan technique L’état de l’art comprend notamment le document WO-A1-2015/140476. De manière bien connue, une turbomachine d’aéronef s’étend selon un axe longitudinal et comprend d’amont en aval dans le sens d’écoulement des gaz, une soufflante, au moins un compresseur une chambre annulaire de combustion, au moins une turbine et enfin une tuyère d’échappement des gaz de combustion. Dans le cas d’une turbomachine à double corps, respectivement basse pression et haute pression, la turbomachine comprend, entre la soufflante et la tuyère, un compresseur basse pression, un compresseur haute pression, la chambre de combustion, une turbine haute pression, et une turbine basse pression. Le corps haute pression comprend un arbre haute pression qui relie le rotor du compresseur haute pression au rotor de la turbine haute pression. L’arbre haute pression est tubulaire et traversé axialement par l’arbre basse pression du corps basse pression. Cet arbre basse pression relie le rotor du compresseur basse pression au rotor de la turbine basse pression, et est en outre relié directement ou par l’intermédiaire d’un réducteur mécanique à l’arbre de la soufflante. La turbomachine comprend en général un veine d’écoulement d’un flux primaire qui s’étend à l’intérieur du moteur et traverse successivement les compresseurs, la chambre de combustion et les turbines, et une veine d’écoulement d’un flux secondaire qui s’étend autour du moteur, les flux primaire et secondaire étant générés par la soufflante et séparés l’un de l’autre en aval de la soufflante. Un boîtier d’accessoires pour une turbomachine est connu sous l’acronyme anglais AGB pour « Accessory GearBox ». Un boîtier d’accessoires est destiné à transmettre une puissance mécanique prélevée sur le moteur (ou générateur de gaz) de la turbomachine à des équipements tels qu’une pompe, un alterno-démarreur, un séparateur air/huile, etc. Le boîtier d’accessoires comporte un train d’engrenages et chaque équipement est rapporté directement sur le boîtier et comporte un arbre accouplé à ce train d’engrenages pour son entraînement en rotation. Le train d’engrenages est relié à un des arbres du moteur par l’intermédiaire d’un arbre de renvoi, d’un boîtier relai et d’un arbre de transfert. L’arbre de renvoi s’étend sensiblement radialement par rapport à l’axe longitudinal de la turbomachine, et comprend une extrémité radialement interne accouplée à l’arbre du moteur et une extrémité radialement externe qui est accouplée à une extrémité de l’arbre de transfert par le boîtier relai. Le boîtier relai est situé à distance du boîtier d’accessoires et l’arbre de transfert assure la liaison entre ces boîtiers et en particulier l’accouplement de l’arbre de renvoi au train d’engrenages. Dans la technique actuelle, le boîtier d’accessoires est en général monté autour d’un carter de soufflante qui entoure la soufflante. Un inconvénient lié à la position du boîtier d’accessoires dans cette zone est que les équipements entrainés par le boîtier d’accessoires sont également situés dans cette zone. Il existe un besoin d’intégrer ce type de boîtier d’accessoires au plus proche du moteur, et en particulier radialement à l’intérieur de la veine d’écoulement du flux secondaire qui s’étend autour du moteur en aval de la soufflante. C’est notamment le cas dans une turbomachine à hélice non carénée qui ne comprend pas de carter de soufflante. Cependant, l’architecture actuelle d’un boîtier d’accessoires et de sa liaison aux équipements ne permet pas l’intégration de ces éléments au plus proche du moteur. Cette difficulté est renforcée par le fait que les équipements sont de plus en plus encombrants en particulier pour répondre à des besoins d’hybridation de la turbomachine. L’espace disponible autour du moteur étant beaucoup plus restreint qu’autour d’un carter de soufflante, la compacité du boîtier d’accessoires et des éléments associés devient essentielle pour optimiser son intégration et celle des équipements qu’elle entraine. Cette intégration optimale permet de ne pas interférer avec les lignes aérodynamiques idéales définies par le motoriste et évite ainsi d’adapter ces lignes en fonction de l’encombrement du boîtier d’accessoires et de ses équipements. En effet, ces adaptations influenceraient négativement les performances du moteur, particulièrement sa consommation spécifique. L’invention propose une solution simple, efficace et économique à ce besoin. A cet effet, l’invention propose un ensemble comportant un boîtier d’accessoires et des équipements pour une turbomachine d’aéronef, le boîtier d’accessoires comportant un train d’engrenages comportant des pignons engrenés les uns avec les autres et comportant des axes de rotation parallèles entre eux et à un axe principal, les équipements comportant des premiers équipements qui comportent chacun un arbre parallèle audit axe principal et accouplé au train d’engrenages, l’ensemble comportant en outre un boîtier relai qui est relié au boîtier d’accessoires par un arbre de transfert parallèle audit axe principal et accouplé au train d’engrenages, caractérisé en ce que les équipements comportent au moins un second équipement qui comporte un arbre perpendiculaire audit axe principal et accouplé audit arbre de transfert. L’invention propose ainsi d’entraîner une partie des équipements par l’arbre de transfert plutôt que par le boîtier d’accessoires. Contrairement à l’art antérieur où tous les équipements sont montés sur le boîtier d’accessoires et entrainés par le train d’engrenages du boîtier d’accessoires, une partie des équipements est déportée du boîtier d’accessoires et entrainée directement par l’arbre de transfert. Cela permet de mieux répartir les équipements de l’ensemble en fonction de leur encombrement et de permettre ainsi l’intégration de l’ensemble dans un environnement plus restreint comme c’est le cas par exemple autour d’un moteur et radialement à l’intérieur d’une veine d’écoulement d’un flux secondaire. L’ensemble 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 boîtier d’accessoires comporte deux faces perpendiculaires audit axe principal, les premiers équipements étant en majorité situés du côté d’une première de ces faces, et l’arbre de transfert s’étendant du côté d’une seconde de ces faces ; le ou chaque second équipement est situé du côté de la seconde des faces ; le ou chaque second équipement est intercalé entre la seconde des faces et le boîtier relai ; le ou l’un des seconds équipements est intercalé entre l’arbre de transfert et l’un des premiers équipements situé du côté de la seconde des faces ; l’ensemble comprend au moins deux seconds équipements ; les seconds équipements sont situés sur deux côtés opposés de l’arbre de transfert ; les arbres des seconds équipements sont inclinés l’un par rapport à l’autre d’un angle compris entre 90° et 180°, préférablement entre 100 et 150° ; l’ensemble comprend en outre un arbre de renvoi qui est accouplé à l’arbre de transfert par l’intermédiaire du boîtier relai, cet arbre de renvoi étant incliné par rapport à l’axe principal. La présente invention concerne encore une turbomachine pour un aéronef, comportant un ensemble tel que décrit ci-dessus. 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 : l’axe principal de l’ensemble est parallèle à un axe longitudinal de la turbomachine ; l’ensemble est situé en aval d’un carter de soufflante, et est entouré par une veine annulaire d’écoulement d’un flux d’air secondaire ; l’ensemble s’étend au moins en partie autour d’un compresseur inter-compresseur et/ou d’un compresseur haute pression ; -- l’un des seconds éléments est une machine électrique. 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 vue schématique partielle en coupe axiale d’une turbomachine d’aéronef ; FIG. 2 la FIG. 2 est une vue très schématique en coupe transversale d’un boîtier d’accessoires monté autour d’une turbomachine d’aéronef ; FIG. 3 la FIG. 3 est une vue très schématique en coupe d’un ensemble selon la technique antérieure ; FIG. 4 la FIG. 4 est une vue schématique en perspective d’un ensemble selon la technique antérieure ; FIG. 5 la FIG. 5 est une vue très schématique en coupe d’un ensemble selon l’invention ; et FIG. 6 la FIG. 6 est une vue schématique en perspective d’un ensemble selon l’invention. Description détaillée de l'invention La FIG. 1 montre une turbomachine 1 qui a un axe longitudinal X. La turbomachine 1 comporte un générateur de gaz qui comprend, de manière classique le long de cet axe X, un compresseur basse pression 1a, un compresseur haute pression 1b, une chambre annulaire de combustion 1c, une turbine haute pression 1d, une turbine basse pression 1e et une tuyère d’échappement 1h. Le compresseur haute pression 1b et la turbine haute pression 1d sont reliés par un arbre haute pression 2 et forment avec lui un corps haute pression (HP). Le compresseur basse pression 1a et la turbine basse pression 1e sont reliés par un arbre basse pression 3 et forment avec lui un corps basse pression (BP). Une soufflante S est montée en amont du générateur de gaz et est entraînée par un arbre de soufflante 4 qui est relié à l’arbre BP 3 au moyen d’un réducteur mécanique 10. Ce réducteur 10 est généralement de type planétaire ou épicycloïdal. Les compresseurs basse pression 1a et haute pression 1b sont séparés axialement l’un de l’autre par un carter intermédiaire ou carter inter-compresseur 5. La soufflante S est entourée par un carter de soufflante 6 qui est relié au carter inter-compresseur 5. La soufflante S génère un flux d’air F qui se divise en une flux primaire F1 et en un flux secondaire F2. Le flux primaire F1 s’écoule dans une veine primaire V1 du générateur de gaz et traverse successivement le compresseur basse pression 3, le compresseur haute pression 1b. etc. Le flux secondaire F2 s’écoule dans une veine secondaire V2 qui s’étend entre le générateur de gaz et le carter de soufflante 6. La présente invention concerne notamment l’intégration d’un ensemble 10 à boîtier d’accessoires 12 dans une turbomachine 1 telle que celle représentée à la FIG. 1 . La FIG. 2 montre une configuration de montage d’un ensemble 10 à boîtier d’accessoires 12 dans une turbomachine 1 et les figures 3 et 4 montrent un ensemble 10 selon la technique antérieure. L’ensemble 10 des figures 3 et 4 comprend un boîtier d’accessoires 12, des équipements 14, un boîtier relai 16 et un arbre de transfert 18. Le boîtier d’accessoires 12 comporte un train d’engrenages 20 comportant des pignons 22 engrenés les uns avec les autres et comportant des axes de rotation A parallèles entre eux et à un axe principal Y qui peut être confondu avec l’axe X de la turbomachine 1. Les équipements 14 comportent chacun un arbre 24 parallèle à l’axe principal Y et accouplé au train d’engrenages 20. Les axes de rotation des arbres 24 sont donc confondus avec les axes A ou sont parallèles à ces axes A. Le boîtier relai 16 est relié au boîtier d’accessoires 12 par l’arbre de transfert 18 qui est parallèle à l’axe principal Y et accouplé au train d’engrenages 20. Par ailleurs, un arbre de renvoi 26 s’étend depuis la boîte relai 16 jusqu’à l’un des arbres du générateur de gaz en vue du transfert de puissance sur ou de cet arbre. On comprend donc que l’arbre de renvoi 26 est accouplé à l’un des arbres de la turbomachine 1, tel que l’arbre basse pression 3, en vue de l’injection ou le prélèvement de puissance. L’arbre de renvoi 26 est accouplé à l’arbre de transfert 18 par l’intermédiaire du boîtier relai 16 et l’arbre de transfert 18 est accouplé au train d’engrenages 20 du boîtier d’accessoires 12. On voit à la FIG. 3 que le boîtier d’accessoires 12 comporte deux faces 28, 30 perpendiculaires à l’axe principal Y et que les équipements 14 sont répartis et montés sur les deux faces 28. Les figures 2 et 4 montre que le boîtier d’accessoires 12 a une forme générale incurvée ou de banane et peut ainsi avoir une forme en U ou V. Cette forme lui permet d’épouser au mieux la forme de l’élément autour duquel il est monté. Dans le cadre de la technique antérieure, l’élément autour duquel est monté le boîtier d’accessoires 12 et l’ensemble 10 est le carter de soufflante 6. La présente invention propose un perfectionnement à l’ensemble qui permet son intégration au plus près du générateur de gaz et en particulier autour du carter inter-compresseur 5 et/ou du compresseur haute pression 1b. On comprend donc que, dans la technique antérieure, l’ensemble 10 est monté radialement à l’extérieur de la veine V2, autour du carter de soufflante 6, et qu’on propose de le monter radialement à l’intérieur de cette V2, autour du carter inter-compresseur 5 et/ou du compresseur haute pression 1b, dans le cadre de la présente invention ( FIG. 2 ). Les figures 5 et 6 illustrent un mode de réalisation de l’invention dans lesquelles les éléments déjà décrits dans ce qui précède sont désignés par les mêmes références. L’ensemble 10 des figures 5 et 6 comprend un boîtier d’accessoires 12, des équipements 14, un boîtier relai 16 et un arbre de transfert 18. Le boîtier d’accessoires 12 comporte un train d’engrenages 20 comportant des pignons 22 engrenés les uns avec les autres et comportant des axes de rotation A parallèles entre eux et à un axe principal Y qui peut être confondu avec l’axe X de la turbomachine 1. Le boîtier relai 16 est relié au boîtier d’accessoires 12 par l’arbre de transfert 18 qui est parallèle à l’axe principal Y et accouplé au train d’engrenages 20. Un arbre de renvoi 26 s’étend depuis la boîte relai 16 jusqu’à l’un des arbres du générateur de gaz en vue du transfert de puissance sur ou de cet arbre. L’arbre de renvoi 26 est ainsi accouplé à l’un des arbres de la turbomachine 1, tel que l’arbre basse pression 3, en vue de l’injection ou le prélèvement de puissance. L’arbre de renvoi 26 est accouplé à l’arbre de transfert 18 par l’intermédiaire du boîtier relai 16 et l’arbre de transfert 18 est accouplé au train d’engrenages 20 du boîtier d’accessoires 12. L’arbre de renvoi 26 peut être incliné par rapport à l’axe principal Y. Le boîtier d’accessoires 12 comporte deux faces 28, 30 perpendiculaires à l’axe principal Y. Selon l’invention, les équipements 14 sont répartis en deux catégories, les premiers équipements 14a et les seconds équipements 14b. Les premiers équipements 14a sont montés directement sur le boîtier d’accessoires 12 et sont entraînés directement par le train d’engrenages 20. Les premiers équipements 14a comportent chacun un arbre 24 parallèle à l’axe principal Y et accouplé au train d’engrenages 20. Les seconds équipements 14b sont montés sur l’arbre de transfert 18 et sont entraînés directement par l’arbre de transfert 18. Les seconds équipements 14b comportent chacun un arbre 32 perpendiculaire à l'axe principal Y et accouplé à l'arbre de transfert 18. Les axes B de rotation des arbres 32 sont donc perpendiculaires aux axes A. Le boîtier d’accessoires 12 comportent deux faces 28, 30 perpendiculaires à l’axe principal Y. Les premiers équipements 14a sont en majorité situés du côté d’une première de ces faces 30, et l’arbre de transfert 18 s’étend du côté d’une seconde de ces faces 28. Le ou chaque second équipement 14b est de préférence situé du côté de la seconde des faces 28. Plus particulièrement, on voit dans les dessins que le ou chaque second équipement 14b est intercalé entre la seconde des faces 28 et le boîtier relai 16. Le ou l’un des seconds équipements 14b peut être intercalé entre l’arbre de transfert 18 et l’un des premiers équipements 14a situé du côté de la seconde des faces 28. Le nombre de seconds équipements 14b est au moins égal à deux. Ce nombre est de deux dans l’exemple représenté. Dans l’exemple représenté, on voit en outre que les seconds équipements 14b sont situés sur deux côtés opposés de l’arbre de transfert 18. Les arbres 32 des seconds équipements 14b peuvent être inclinés l’un par rapport à l’autre d’un angle α compris entre 90° et 180°, préférablement entre 100° et 150°. Cet angle α peut être choisi pour que les équipements 14b et leurs arbres 32 adoptent ensemble une forme incurvée comparable à celle du boîtier d’accessoires 12, ce qui permet de faciliter l’intégration de l’ensemble 10, en particulier autour du carter inter-compresseur 5 et/ou du compresseur haute pression 1b. L’un des seconds éléments 14b est par exemple une machine électrique. L’accouplement de l’arbre 32 de chacun des équipements 14b à l’arbre de transfert 18 peut être réalisé au moyen de pignons coniques par exemple. Ceci peut permettre d’entraîner les équipements 14b avec une vitesse de rotation supérieure à celle des arbres 24 des équipements 14a, et de limiter les phénomènes de dynamique de torsion des arbres. La présente invention apporte plusieurs avantages parmi lesquels : une compacité accrue, un encombrement angulaire réduit, une masse réduite, une dynamique de torsion simplifiée, et une meilleure maintenance. Ensemble (10) comportant un boîtier d’accessoires (12) et des équipements (14) pour une turbomachine (1) d’aéronef, le boîtier d’accessoires (12) comportant un train d’engrenages (20) comportant des pignons (22) engrenés les uns avec les autres et comportant des axes de rotation (A) parallèles entre eux et à un axe principal (Y), les équipements (14) comportant des premiers équipements (14a) qui comportent chacun un arbre (24) parallèle audit axe principal (Y) et accouplé au train d’engrenages (20), l’ensemble (10) comportant en outre un boîtier relai (16) qui est relié au boîtier d’accessoires (12) par un arbre de transfert (18) parallèle audit axe principal (Y) et accouplé au train d’engrenages (20), caractérisé en ce que les équipements (14) comportent au moins un second équipement (14b) qui comporte un arbre (32) perpendiculaire audit axe principal (Y) et accouplé audit arbre de transfert (18). Ensemble (10) selon la revendication 1, dans lequel le boîtier d’accessoires (12) comporte deux faces (28, 30) perpendiculaires audit axe principal (Y), les premiers équipements (14a) étant en majorité situés du côté d’une première de ces faces (30), et l’arbre de transfert (18) s’étendant du côté d’une seconde de ces faces (28). Ensemble (10) selon la revendication 2, dans lequel le ou chaque second équipement (14b) est situé du côté de la seconde des faces (28). Ensemble (10) selon la revendication 3, dans lequel le ou chaque second équipement (14b) est intercalé entre la seconde des faces (28) et le boîtier relai (16). Ensemble (10) selon l’une des revendications 2 à 4, dans lequel le ou l’un des seconds équipements (14b) est intercalé entre l’arbre de transfert (18) et l’un des premiers équipements (14a) situé du côté de la seconde des faces (28). Ensemble (10) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel il comprend au moins deux seconds équipements (14b). Ensemble (10) selon la revendication 5, dans lequel les seconds équipements (14b) sont situés sur deux côtés opposés de l’arbre de transfert (18). Ensemble (10) selon la revendication 5 ou 6, dans lequel les arbres (32) des seconds équipements (14b) sont inclinés l’un par rapport à l’autre d’un angle (α) compris entre 90° et 180°, préférablement entre 100° et 150°. Ensemble (10) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel il comprend en outre un arbre de renvoi (26) qui est accouplé à l’arbre de transfert (18) par l’intermédiaire du boîtier relai (16), cet arbre de renvoi (26) étant incliné par rapport à l’axe principal (Y). Turbomachine (1) pour un aéronef, comportant un ensemble (10) selon l’une des revendications précédentes. Turbomachine (1) selon la revendication 10, dans laquelle l’axe principal (Y) de l’ensemble (10) est parallèle à un axe longitudinal (X) de la turbomachine. Turbomachine (1) selon la revendication 10 ou 11, dans laquelle l’ensemble (10) est situé en aval d’un carter de soufflante (6), et est entouré par une veine annulaire (V2) d’écoulement d’un flux d’air secondaire (F2). Turbomachine (1) selon la revendication 12, dans laquelle l’ensemble (10) s’étend au moins en partie autour d’un carter inter-compresseur (5) et/ou d’un compresseur haute pression (1b).