Brevet FR3163103A1 — publié le 20251212

L’invention concerne une roue mobile aubagée (12B) de module de turbomachine d’aéronef, comprenant un disque (20), ainsi qu’au moins une aube mobile (30) comportant un pied d’aube (31) logé dans une alvéole (28) du disque, la roue mobile comprenant également un organe (52) de rétention axiale de l’aube (30) dans son alvéole (28), le disque (20) comprenant une première partie (22a) comportant une première extrémité radialement externe (50a) définissant une première portion d’alvéole (28a), et une seconde partie de disque (22b) comportant une seconde extrémité radialement externe (50b) définissant une seconde portion d’alvéole (28b). En outre, l’organe de rétention (52) est agencé de sorte à coopérer d’un côté avec une première face de butée axiale (54a) réalisée sur la première partie de disque (22a), et de l’autre côté avec une seconde face de butée axiale (54b) réalisée sur la seconde partie de disque (22b). Figure pour l’abrégé : Fig. 2 ROUE MOBILE AUBAGEE DE MODULE DE TURBOMACHINE D’AERONEF, PRESENTANT UNE FONCTION AMELIOREE DE RETENTION AXIALE D’AUBES La présente invention se rapporte à une turbomachine d’aéronef, de préférence du type turboréacteur ou turbopropulseur. Plus particulièrement, l’invention concerne une roue mobile aubagée d’un module de turbomachine d’aéronef, par exemple une turbine. Ce type de roue mobile est par exemple connue du document FR 2 825 748 A1. L’invention porte plus spécifiquement sur la fonction de rétention axiale des aubes de cette roue mobile. État de la technique antérieure Une roue mobile aubagée d’un module de turbomachine d’aéronef comprend généralement un disque, ainsi que des aubes mobiles comportant chacune un pied d’aube logé dans une alvéole du disque. La roue mobile comprend habituellement un organe de rétention axiale des aubes dans leurs alvéoles. Cet organe prend la forme d’un anneau de rétention axiale des aubes, qui est d’une part logé dans un crochet sous la plateforme de chaque aube, et d’autre part maintenu en position par un flasque serré sur les autres composants du rotor du module. Cette solution technique, bien que largement répandue, reste perfectible pour les raisons suivantes. Tout d’abord, le montage de l’anneau de rétention sur la roue mobile reste délicat. Cette opération de montage s’avère consommatrice de temps, et elle peut nécessiter l’emploi d’un outil facilitant le montage, comme un maillet. L’utilisation de ce dernier par les opérateurs engendre des risques d’endommagement de l’anneau, ainsi que des pièces à proximité, dont la durée de vie peut être affectée. En outre, en fonctionnement, l’anneau de rétention axiale des aubes est soumis à des contraintes mécaniques et thermiques, notamment une alternance de dilatation et de retreint. Cela expose l’anneau à des risques de criques, qui peuvent conduire à la libération de morceaux d’anneau dans la veine, avec pour conséquence un risque associé d’endommagement des aubes situées en aval. Pour éviter ces problèmes, l’anneau de rétention axiale des aubes est amené à être changé avant qu’il ne soit trop fragilisé, et ce via une opération coûteuse de dépose de la turbomachine. Enfin, comme autre inconvénient lié à cette solution mettant en œuvre un anneau de rétention, il est noté la nécessité de le contraindre contre le disque, par le serrage du flasque, généralement à l’aide de boulons. Pour limiter la contrainte appliquée à l’anneau et son risque d’endommagement, il est nécessaire de limiter la tension dans les boulons, ce qui n’est pas souhaitable pour les autres composants du rotor fixés ensemble par ces mêmes boulons. Pour répondre au moins partiellement aux inconvénients mentionnés ci-dessus, relatifs aux réalisations de l’art antérieur, l’invention a tout d’abord pour objet une roue mobile aubagée de module de turbomachine d’aéronef, la roue mobile étant centrée sur un axe central longitudinal, et comprenant un disque, ainsi qu’au moins une aube mobile comportant un pied d’aube logé dans une alvéole du disque, la roue mobile comprenant également un organe de rétention axiale de l’aube dans son alvéole. Selon l’invention, le disque comporte une première partie de disque ainsi qu’une seconde partie de disque assemblée à la première partie de disque, la première partie de disque comportant une première extrémité radialement externe définissant une première portion d’alvéole, et la seconde partie de disque comportant une seconde extrémité radialement externe définissant une seconde portion d’alvéole axialement adjacente à la première portion d’alvéole, et l’organe de rétention axiale est réalisé ou monté sur l’aube, en étant agencé de sorte à coopérer d’un côté avec une première face de butée axiale réalisée sur la première extrémité radialement externe de la première partie de disque, et de l’autre côté avec une seconde face de butée axiale réalisée sur la seconde extrémité radialement externe de la seconde partie de disque. L’invention procure de nombreux avantages, au premier rang desquels la suppression de l’anneau de rétention axiale des aubes, et éventuellement la suppression de son flasque de maintien. En réduisant le nombre de pièces, il en découle une masse globale plus faible pour la roue mobile. A ce titre, l’invention correspond par conséquent à un résultat de recherches technologiques visant à améliorer de manière significative les performances des aéronefs, et, en ce sens, contribue à la réduction de l’impact environnemental de ces aéronefs (décarbonation). En outre, la suppression de l’anneau simplifie le montage de la roue, et limite les risques d’endommagement de ses composants lors de ce montage. De plus, grâce à la solution apportée par l’invention, il ne subsiste plus de risques de perte de morceaux d’anneau dans la veine. Un autre avantage de l’invention réside dans le fait de réaliser le disque en plusieurs parties. Chaque partie de disque peut ainsi être réalisée à partir d’une pièce brute, par exemple de fonderie, de plus petite dimension que dans l’art antérieur. Cela réduit les risques d’anomalies sur le matériau, et en cas de nécessité de mise au rebut, le volume de la pièce brute défectueuse présente avantageusement un plus faible volume, entraînant de ce fait une perte limitée. L’invention prévoit de préférence au moins l’une quelconque des caractéristiques techniques optionnelles suivantes, mises en œuvre isolément ou en combinaison. De préférence, l’organe de rétention axiale est logé au moins en partie dans une encoche réalisée dans l’une et/ou l’autre des première et seconde extrémités radialement externes, ladite encoche étant délimitée axialement entre les première et seconde faces de butée axiale. De préférence, l’organe de rétention axiale est une excroissance se projetant en saillie à partir du pied d’aube, et/ou à partir d’une plateforme de l’aube, et préférentiellement l’excroissance étant agencée de façon à s’étendre axialement dans un plan médian du pied d’aube. Comme évoqué ci-dessus, l’organe de rétention axiale peut être réalisé d’un seul tenant avec l’aube, ou bien être rapporté sur celle-ci, par exemple dans une encoche prévue à cet effet sur l’aube. De préférence, les première et seconde parties de disque forment chacune un demi-disque. De préférence, les première et seconde parties de disque comprennent des moyens de centrage radial de l’une par rapport à l’autre, de manière à répartir correctement les efforts induits par l’effet centrifuge, en fonctionnement. De préférence, ces moyens de centrage radial comprennent une rainure axialement en saillie de l’une des première et seconde parties de disque, et une gorge sur l’autre des première et seconde parties de disque, la rainure pénétrant axialement dans la gorge. De préférence, les première et seconde parties de disque sont annulaires, centrées sur l’axe central longitudinal. De préférence, la roue mobile comprend des moyens de fixation axiaux de la première partie de disque sur la seconde partie de disque, ces moyens de fixation axiaux comprenant de préférence des vis ou des boulons répartis circonférentiellement autour de l’axe central longitudinal. De préférence, la roue mobile est dépourvue d’anneau de rétention axiale de l’aube. L’invention a également pour objet un module de turbomachine d’aéronef comprenant au moins une telle roue mobile, le module étant préférentiellement une turbine, et encore plus préférentiellement une turbine basse pression. L’application de l’invention à un compresseur demeure également possible. Enfin, l’invention a aussi pour objet une turbomachine d’aéronef, comprenant au moins un tel module. D’autres avantages et caractéristiques de l’invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée, non limitative, qui suit. La description détaillée qui suit fait référence aux dessins annexés sur lesquels : FIG. 1 est une vue schématique en coupe axiale d’un turboréacteur selon l’invention ; FIG. 2 est une vue en demi-coupe axiale d’une partie d’un étage de turbine de la turbomachine représentée sur la figure précédente, l’étage de turbine comprenant une roue mobile se présentant sous la forme d’un mode de réalisation préféré de l’invention ; FIG. 3 est une vue agrandie en perspective d’une partie de la roue montrée sur la FIG. 2 ; FIG. 4 est une vue en perspective encore plus agrandie d’une partie de la roue montrée sur la FIG. 3 ; FIG. 5 est une vue en perspective encore plus agrandie d’une autre partie de la roue montrée sur la FIG. 3 ; et FIG. 6 est une vue en coupe transversale d’une partie de la roue montrée sur les figures 3 à 5. Description détaillée de modes de réalisation Les figures comprennent un référentiel L, R et C définissant respectivement des directions longitudinale, radiale et circonférentielle orthogonales entre elles, ces directions correspondant à celles d’un turboréacteur 1 d’aéronef selon l’invention. La FIG. 1 représente le turboréacteur 1 d’aéronef, disposant de préférence d’une conception du type à double corps et à double flux. Cependant, d’autres types de turboréacteurs sont possibles, tout comme des turbomachines autres que des turboréacteurs, comme des turbopropulseurs. Par la suite, les termes « amont » et « aval » sont définis par rapport à une direction principale D1 d’écoulement des gaz à travers le turboréacteur 1, lorsque celui-ci est en fonctionnement de poussée directe. La direction D1 est parallèle à la direction longitudinale L, et également parallèle à un axe longitudinal A1 du turboréacteur, autour duquel s’étendent ses différents composants. En l’occurrence, de l’amont vers l’aval du turboréacteur 1, il s’agit d’une soufflante 4, d’un compresseur basse pression 5, d’un compresseur haute pression 6, d’une chambre de combustion 7, d’une turbine haute pression 8 et d’une turbine basse pression 9. Lors du fonctionnement du turboréacteur 1, un écoulement d’air 10 pénètre dans le turboréacteur 1 par une entrée d’air 3, traverse la soufflante 4, puis se divise en un flux primaire 10A central et un flux secondaire 10B. Le flux primaire 10A s’écoule dans une veine principale 11A de circulation des gaz traversant les compresseurs 5 et 6, la chambre de combustion 7, et les turbines 8 et 9. Le flux secondaire 10B s’écoule quant à lui dans une veine secondaire 11B entourant la veine principale 11A, également dite veine primaire, ou encore veine d’écoulement aérodynamique. De manière connue en soi, une turbine telle que la turbine haute pression 8 ou la turbine basse pression 9 comporte un ou plusieurs étages 12. Chaque étage 12 comprend un ensemble statorique 12A comprenant un distributeur 29, aussi appelé couronne aubagée de stator, et une roue mobile 12B, agencée directement en amont de l’ensemble 12A. Un tel étage 12 est représenté sur la FIG. 2 . En référence à présent aux figures 2 à 6, il va être décrit la roue mobile 12B de turbine, ici de préférence intégrée à la turbine haute pression, et centrée sur l’axe A1. L’une des particularités de l’invention réside dans le fait que la roue mobile 12B comporte un disque de turbine 20 centré sur l’axe A1 autour duquel il s’étend selon la direction C, et réalisé par l’assemblage de plusieurs parties distinctes. Dans le mode de réalisation préféré qui est décrit ci-dessous, il s’agit de deux parties distinctes assemblées l’une à l’autre, chacune obtenue séparément, par exemple à partir de pièces brutes de fonderie. La roue mobile 12B comprend également des aubes mobiles 30, formant une rangée annulaire d’aubes centrée sur l’axe A1. Chaque aube mobile 30 comporte successivement, selon la direction radiale R de l’intérieur vers l’extérieur, un pied d’aube 31, une plateforme 33, ainsi qu’une pale 35. La plateforme 33 délimite, radialement vers l’intérieur, la veine principale 11A du turboréacteur. En outre, chaque pied d’aube 31 est logé dans une alvéole 28 du disque 20. Plus précisément, à la périphérie extérieure de ce disque 20, il est défini des dents radiales 26 entre lesquelles sont formées les alvéoles 28, pour le logement des pieds d’aubes 31. Les alvéoles 28 sont ainsi espacées circonférentiellement les unes des autres, en étant chacune ouverte axialement, de préférence dans les deux sens. De manière connue, chaque alvéole 28 est adaptée de manière à pouvoir loger et retenir radialement le pied 31 d’une aube 30, de forme complémentaire. Pour ce faire, le pied d’aube est par exemple en forme de bulbe, ou bien il forme avec l’alvéole 28 une attache dite « attache sapin ». Aussi, chaque alvéole 28 peut présenter une forme générale qui se rétrécit en allant radialement vers l’extérieur, ou en allant radialement vers l’intérieur. Comme évoqué ci-dessus, le disque 20 comporte une première partie 22a et une seconde partie 22b, chacune de forme annulaire centrée sur l’axe A1, et toutes les deux réalisées dans un matériau identique ou différent. Dans le mode de réalisation préféré qui est décrit, les première et seconde parties 22a, 22b forment deux demi-disques, de formes symétriques ou sensiblement symétriques en rapport à un plan transversal médian de la roue 12B et du disque 20, correspondant également à un plan d’interface entre ces deux parties. Par conséquent, dans ce qui suit, seule l’une des première et seconde parties 22a, 22b sera décrite, tandis que sur les figures, les portions symétriques des deux parties 22a, 22b porteront des références numériques avec l’extension « a » pour la première partie 22a, et avec l’extension « b » pour la seconde partie 22b. Chacune des première et seconde parties 22a, 22b présente une forme annulaire, centrée sur l’axe A1. Chacune d’elles définit une partie 44a, 44b d’un alésage de disque 44 centré sur l’axe A1, cet alésage permettant le passage axial d’un ou plusieurs arbres moteur 46 à travers le disque. L’alésage 44 est défini au niveau d’une périphérie intérieure des parties 22a, 22b. Il s’agit d’une zone du disque qui est surépaissie axialement, pour se rétrécir ensuite en allant radialement vers l’extérieur, pour enfin se réélargir axialement au niveau de la périphérie externe. Au niveau de cette périphérie externe, la première partie 22a comporte une première extrémité radialement externe 50a définissant une première portion d’alvéole 28a, de même que la seconde partie 22b comporte une seconde extrémité radialement externe 50b définissant une seconde portion d’alvéole 28b. La seconde portion d’alvéole 50b se trouve axialement adjacente à la première portion d’alvéole 50a, un contact axial étant préférentiellement observé entre ces deux éléments, ou un faible jeu axial pouvant subsister. En d’autres termes, sur le disque 20, chaque alvéole 28 est obtenue par l’association d’une première portion d’alvéole 28a et d’une seconde portion d’alvéole 28b se situant dans son prolongement axial. Il est noté que les alvéoles pourront être brochées en assemblant les deux demi-disques 22a, 22b, pour assurer le centrage des deux demi-alvéoles 28a, 28b. De préférence, toutes les alvéoles du disque 20 sont conçues de cette manière, en étant réparties sous forme de rangée annulaire autour de l’axe A1. Il en est donc de même pour chaque dent 26, réalisée par deux portions de dents axialement adjacentes, appartenant respectivement aux deux extrémités radialement externes 50a, 50b. Par la suite, il sera décrit la coopération entre l’une des aubes mobiles 30 et son alvéole 28 associée, recomposée par l’association des deux portions d’alvéole 28a, 28b. Néanmoins, il est noté que cette coopération est préférentiellement identique ou similaire pour plusieurs des aubes mobiles 30 de la roue 12B, voire pour la totalité d’entre elles. Une autre particularité de l’invention réside dans la mise en œuvre de la fonction de rétention axiale de ces aubes 30, dans leurs alvéoles 28 respectives 28. Pour ce faire, pour chaque aube mobile 30, il est prévu un organe de rétention axiale 52, de forme différant radicalement des solutions antérieures. Plus précisément, l’organe de rétention axiale 52 est réalisé d’un seul tenant avec l’aube, ou monté sur celle-ci par exemple dans une encoche de l’aube 30. Dans le mode de réalisation préféré représenté sur les figures, l’organe de rétention 52 est réalisé d’un seul tenant avec l’aube, sous la forme d’une excroissance en saillie se projetant circonférentiellement à partir du pied d’aube 31, et/ou se projetant radialement vers l’intérieur à partir de la plateforme 33. Cet organe de rétention 52 est préférentiellement agencé centré axialement par rapport au pied d’aube 31, c’est-à-dire qu’il s’étend axialement dans un plan médian du pied d’aube 31. L’organe de rétention 52 prend la forme d’une languette, d’un pion, ou de toute autre élément analogue, d’épaisseur axiale négligeable au regard de la longueur axiale du pied d’aube 31, un rapport inférieur à 0,1 étant préférentiellement retenu. Cet organe de rétention 52 est agencé de sorte à coopérer d’un côté avec une première face de butée axiale 54a réalisée sur la première extrémité radialement externe 50a de la première partie de disque 22a, et de l’autre côté avec une seconde face de butée axiale 54b réalisée sur la seconde extrémité radialement externe 50b de la seconde partie de disque 22b. Pour ce faire, l’organe de rétention 52 est logé au moins en partie dans une encoche 56, montrée sur la FIG. 4 , et réalisée dans l’une et/ou l’autre des première et seconde extrémités radialement externes 50a, 50b. L’encoche 56 s’ouvre également radialement vers l’extérieur, et elle est délimitée axialement entre les première et seconde faces de butée axiale 54a, 54b. Dans ce mode de réalisation préféré, l’encoche 56 est réalisée par deux demi-encoches se prolongeant axialement l’une l’autre, et respectivement pratiquées sur les première et seconde extrémités radialement externes 50a, 50b. De plus, l’encoche 56 est réalisée de préférence à l’extrémité radialement externe de l’une des dents 26 du disque, comme cela est visible sur la FIG. 4 . En référence à la FIG. 6 , il est noté que chaque aube mobile 30 peut en réalité comporter deux organes de rétention axiale 52, de part et d’autre du disque 31 dans la direction circonférentielle C. Dans ce cas de figure, les deux organes de rétention axiale 52, chacun se présentant sous la forme décrite précédemment, coopèrent respectivement avec deux encoches 56, elles-mêmes prévues respectivement sur deux dents 26 directement consécutives du disque 20. Ainsi, chaque dent 26 du disque est pourvue de deux encoches adjacentes 56 pour coopérer respectivement avec deux aubes mobiles 30 directement consécutives, comme cela a été représenté sur la FIG. 4 (sur laquelle seule l’une des deux aubes a été représentée). Les première et seconde parties de disque 22a, 22b sont équipées de moyens de centrage radial de l’une par rapport à l’autre. Ces moyens peuvent prendre la forme d’une gorge annulaire 58 prévue sur l’une des deux parties 22a, 22b, et recevant un organe complémentaire 60, par exemple en forme de bourrelet, prévu sur l’autre de ces deux parties 22a, 22b. Ces éléments 58, 60 sont centrés sur l’axe A1. Leur coopération s’effectue alors préférentiellement au niveau de l’interface entre les deux parties 22a, 22b. Elle permet de répartir correctement les efforts induits par l’effet centrifuge, lors du fonctionnement du turboréacteur. Enfin, il est noté que pour fixer les deux parties 22a, 22b l’une sur l’autre, la roue 12B comprend des moyens de fixation axiaux, de préférence sous forme de boulons axiaux 62, ou d’éléments de fixation analogues, comme des rivets. Les boulons 62 traversent chacun deux trous de passage alignés 64a, 64b et réalisés à travers les deux parties 22a, 22b, de manière à appliquer un effort de serrage axial de ces deux parties empilées axialement. Il s’agit préférentiellement des mêmes boulons que ceux utilisés pour la fixation de la roue 12B aux autres roues du module. Ces boulons 62 sont répartis circonférentiellement autour de l’axe central longitudinal A1. Pour l’assemblage de la roue mobile 12B, il suffit de rapprocher axialement les deux parties de disques 22a, 22b l’une de l’autre, en faisant en sorte que les portions d’alvéoles 28a, 28b soient progressivement pénétrées par leurs parties de pieds d’aubes 31 correspondantes. Cela conduit les organes de rétention axiale 52 à se retrouver dans leurs encoches 56 formées par la réunion des deux parties de disque 22a, 22b, suite à quoi les boulons 62 peuvent être fixés. L’invention permet ainsi avantageusement de se passer d’un anneau classique de rétention axiale, et le flasque de maintien de cet anneau peut également être supprimé. Néanmoins, un tel flasque peut être maintenu sur la roue mobile 12B, en particulier à des fins de refroidissement du disque 20. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l’homme du métier à l’invention qui vient d’être décrite uniquement à titre d’exemples non limitatifs, et dans la limite de la portée des revendications annexées. Roue mobile aubagée (12B) de module (8, 9) de turbomachine d’aéronef, la roue mobile étant centrée sur un axe central longitudinal (A1), et comprenant un disque (20), ainsi qu’au moins une aube mobile (30) comportant un pied d’aube (31) logé dans une alvéole (28) du disque (20), la roue mobile comprenant également un organe (52) de rétention axiale de l’aube (30) dans son alvéole (28), caractérisée en ce que le disque (20) comporte une première partie de disque (22a) ainsi qu’une seconde partie de disque (22b) assemblée à la première partie de disque (22a), la première partie de disque (22a) comportant une première extrémité radialement externe (50a) définissant une première portion d’alvéole (28a), et la seconde partie de disque (22b) comportant une seconde extrémité radialement externe (50b) définissant une seconde portion d’alvéole (28b) axialement adjacente à la première portion d’alvéole, et en ce que l’organe de rétention axiale (52) est réalisé ou monté sur l’aube (30), en étant agencé de sorte à coopérer d’un côté avec une première face de butée axiale (54a) réalisée sur la première extrémité radialement externe (50a) de la première partie de disque (22a), et de l’autre côté avec une seconde face de butée axiale (54b) réalisée sur la seconde extrémité radialement externe (50b) de la seconde partie de disque (22b). Roue mobile selon la revendication 1, caractérisée en ce que l’organe de rétention axiale (52) est logé au moins en partie dans une encoche (56) réalisée dans l’une et/ou l’autre des première et seconde extrémités radialement externes (50a, 50b), ladite encoche (56) étant délimitée axialement entre les première et seconde faces de butée axiale (54a, 54b). Roue mobile selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que l’organe de rétention axiale (52) est une excroissance se projetant en saillie à partir du pied d’aube (31), et/ou à partir d’une plateforme (33) de l’aube (30), et préférentiellement l’excroissance étant agencée de façon à s’étendre axialement dans un plan médian du pied d’aube (31). Roue mobile selon l’une quelconque des revendications dépendantes, caractérisée en ce que les première et seconde parties de disque (22a, 22b) forment chacune un demi-disque. Roue mobile selon l’une quelconque des revendications dépendantes, caractérisée en ce que les première et seconde parties de disque (22a, 22b) comprennent des moyens de centrage radial (58, 60) de l’une par rapport à l’autre, ces moyens de centrage radial (58, 60) comprenant préférentiellement une rainure (60) axialement en saillie de l’une des première et seconde parties de disque (22a, 22b), et une gorge (58) sur l’autre des première et seconde parties de disque (22a, 22b), la rainure (60) pénétrant axialement dans la gorge (58). Roue mobile selon l’une quelconque des revendications dépendantes, caractérisée en ce que les première et seconde parties de disque (22a, 22b) sont annulaires et centrées sur l’axe central longitudinal (A1). Roue mobile selon l’une quelconque des revendications dépendantes, caractérisée en ce qu’elle comprend des moyens de fixation axiaux (62) de la première partie de disque (22a) sur la seconde partie de disque (22b), ces moyens de fixation axiaux (62) comprenant de préférence des vis ou des boulons répartis circonférentiellement autour de l’axe central longitudinal (A1). Roue mobile selon l’une quelconque des revendications dépendantes, caractérisée en ce qu’elle est dépourvue d’anneau de rétention axiale de l’aube. Module (8, 9) de turbomachine d’aéronef comprenant au moins une roue mobile (12B) selon l’une quelconque des revendications précédentes, le module étant préférentiellement une turbine, et encore plus préférentiellement une turbine basse pression. Turbomachine (1) d’aéronef, comprenant au moins un module (8, 9) selon la revendication précédente.