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FR3087831A1 - Aube comprenant une structure en materiau composite et une piece de raidissement metallique - Google Patents

Aube comprenant une structure en materiau composite et une piece de raidissement metallique Download PDF

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FR3087831A1
FR3087831A1 FR1860061A FR1860061A FR3087831A1 FR 3087831 A1 FR3087831 A1 FR 3087831A1 FR 1860061 A FR1860061 A FR 1860061A FR 1860061 A FR1860061 A FR 1860061A FR 3087831 A1 FR3087831 A1 FR 3087831A1
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FR
France
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stilt
pieces
composite material
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FR1860061A
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Mickael Courtier Vivien
Anthony BINDER
Paul Jacquemard Christophe
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Safran Aircraft Engines SAS
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Safran Aircraft Engines SAS
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Publication date
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Abstract

L'invention concerne une aube (7) comprenant : - une structure en matériau composite, - une attache (9) de pied (16) d'aube (7) comprenant une embase présentant une face radiale externe (20) et dans laquelle est formée une alvéole (24) configurée pour recevoir le pied (16) d'aube (7) et - deux plateformes (26), s'étendant de part et d'autre de la pale (18) en regard de la face radiale externe (20), et - deux pièces de raidissement (30), rapportées et fixées sur la face radiale externe (20) de part et d'autre de l'échasse (17) de sorte à venir en appui avec serrage contre l'échasse (17).

Description

DOMAINE DE L'INVENTION L'invention concerne une aube comprenant une structure en matériau composite. s L'invention concerne plus particulièrement, mais non exclusivement, une aube destinée à être utilisée dans un rotor de soufflante non-carénée de moteur d'aéronef (tels qu'un moteur de type « Open Rotor » présentant deux hélices tournantes ou un moteur de type USF pour « Unducted Single Fan » présentant un aubage mobile et un aubage fixe ou un turbopropulseur 10 présentant une architecture avec une seule hélice) ou dans un rotor d'éolienne.
ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUE L'intérêt des moteurs à soufflante non-carénée est que le diamètre de 15 la soufflante n'est pas limité par la présence d'un carénage, de sorte qu'il est possible de concevoir un moteur présentant un fort taux de dilution, et par conséquent une consommation réduite de carburant.
Ainsi, dans ce type de moteur, les aubes de la soufflante peuvent présenter une grande envergure.
20 De plus, ces moteurs comprennent généralement un mécanisme permettant de modifier l'angle de calage des aubes afin d'adapter la poussée générée par la soufflante en fonction des différentes phases de vol.
Cependant, la conception de telles aubes nécessite de prendre en compte des contraintes antagonistes.
25 D'un côté, le dimensionnement de ces aubes doit permettre des performances aérodynamiques optimales (maximiser le rendement et fournir la poussée tout en minimisant les pertes).
L'amélioration des performances aérodynamiques de la soufflante tend vers une augmentation du taux de dilution (BPR, acronyme anglais de bypass ratio), ce qui se traduit par une 30 augmentation du diamètre externe et donc de l'envergure de ces aubes.
2 D'un autre côté, il est également nécessaire de garantir une résistance aux contraintes mécaniques pouvant s'exercer sur ces aubes tout en limitant leur signature acoustique.
Par ailleurs, sur les architectures à soufflante non-carénée, le démarrage du moteur est généralement effectué avec un calage très ouvert.
En effet, un calage très ouvert permet de consommer la puissance par le couple, ce qui assure la sécurité machine en garantissant des régimes soufflante faibles.
Or, avec un calage très ouvert, les aubes subissent un écoulement aérodynamique turbulent, complètement décollé, qui génère une excitation vibratoire large bande.
En particulier sur des aubes à large corde et de grande envergure, l'effort de flexion est intense bien que le régime moteur ne soit pas maximal.
En fonctionnement normal, durant les phases au sol et en vol, le calage est modifié (l'angle de calage est plus fermé).
L'écoulement aérodynamique est donc parfaitement sain (recollé au profil aérodynamique).
Les sollicitations large bande disparaissent, le régime de rotation étant plus élevé, et l'effort de flexion est maitrisé.
Actuellement, ces aubes sont généralement réalisées en matériau métallique.
Si les aubes en matériau métallique ont une bonne résistance mécanique, elles présentent toutefois l'inconvénient d'avoir une masse relativement importante.
Afin de réduire cette masse, il est souhaitable de pouvoir fabriquer ces aubes en matériau composite.
Toutefois, les efforts aérodynamiques intenses auxquels ces aubes seraient soumises risqueraient d'endommager l'aube et/ou le moyeu dans la zone d'interface entre ces aubes et le moyeu du rotor de la soufflante.
Ce problème se pose plus particulièrement lorsque les aubes sont reliées au moyeu par le biais d'attaches brochées.
RESUME DE L'INVENTION Un objectif de l'invention est donc de proposer une aube comprenant une structure en matériau composite, adaptée pour être utilisée avec un 3 mécanisme de calage variable, tout en étant capable de résister à des efforts aérodynamiques intenses.
Pour cela, l'invention propose une aube notamment aube d'un rotor 5 d'une turbomachine, comprenant : une structure en matériau composite comprenant un renfort fibreux obtenu par tissage tridimensionnel et une matrice dans laquelle est noyé le renfort fibreux, la structure en matériau composite comprenant une pale à profil aérodynamique, un pied d'aube et une échasse s'étendant entre la pale 10 et le pied d'aube, - une attache de pied d'aube comprenant une embase présentant une face radiale externe et dans laquelle est formée une alvéole configurée pour recevoir le pied d'aube - deux plateformes, s'étendant de part et d'autre de la pale en regard de 15 la face radiale externe et - deux pièces de raidissement, rapportées et fixées sur la face radiale externe de part et d'autre de l'échasse de sorte à venir en appui avec serrage contre l'échasse.
20 Certaines caractéristiques préférées mais non limitatives de l'aube décrite ci-dessus sont les suivantes, prises individuellement ou en combinaison : - les pièces de raidissement viennent en outre en appui contre une partie de la pale. 25 - les pièces de raidissement sont réalisées dans l'un au moins des matériaux suivants : un alliage à base d'acier, un alliage à base de titane, un matériau composite comprenant un renfort fibreux densifié par une matrice. - chaque pièce de raidissement présente une épaisseur comprise entre 4 mm et 6 mm lorsque les pièces de raidissement sont en alliage à base de 30 titane ou en matériau composite et entre 2 mm et 3 mm lorsque les pièces de raidissement sont en alliage à base d'acier. 4 - un renfoncement est formé dans la face radiale externe de l'attache de part et d'autre de l'échasse sorte à former deux épaulements, et dans laquelle chaque épaulement est configuré pour recevoir l'une des pièces de raidissement, une profondeur de l'épaulement étant sensiblement égale à s une épaisseur de la pièce de raidissement associée au niveau de la face radiale externe. - chaque pièce de raidissement s'étend en outre entre l'une des plateformes et l'échasse, un joint pouvant être positionné entre la pièce de raidissement et la plateforme associée, ou chaque pièce de raidissement est 10 monolithique avec l'une des plateformes. - l'aube comprend en outre une série de vis rapportées et fixées dans des orifices associés formés dans chaque pièce de raidissement et dans la face radiale externe de l'attache. - l'aube présente une épaisseur réduite dans les zones en contact avec 15 les pièces de raidissement de sorte qu'une épaisseur de l'aube au niveau d'extrémité libre desdites pièces de raidissement est sensiblement continue. - l'aube comprend en outre un joint d'amortissement, positionné entre un bord libre de chaque pièce de raidissement et l'aube. - l'aube présente un bord d'attaque et un bord de fuite et une partie 20 radiale de chaque pièce de raidissement présente un bord aminci au niveau du bord d'attaque et/ou au niveau du bord de fuite.
BREVE DESCRIPTION DES DESSINS D'autres caractéristiques, buts et avantages de la présente invention 25 apparaîtront mieux à la lecture de la description détaillée qui va suivre, et au regard des dessins annexés donnés à titre d'exemples non limitatifs et sur lesquels La figure 1 représente de manière schématique un exemple de moteur incluant une soufflante non-carénée.
30 La figure 2 représente de manière schématique une aube de soufflante et un mécanisme d'actionnement permettant de modifier l'angle de calage des aubes de la soufflante.
5 La figure 3 est une vue en coupe partielle schématique d'un exemple d'aube conforme à un mode de réalisation de l'invention.
La figure 4 est une vue en perspective d'un exemple de réalisation d'une pièce de raidissement pouvant être utilisée dans une aube conforme à 5 l'invention.
La figure 5 est une vue partielle de côté et en coupe schématique d'un exemple d'aube fixée dans une attache associée.
DESCRIPTION DETAILLEE D'UN MODE DE REALISATION 10 Sur la figure 1, le moteur 1 représenté est un moteur de type « Open Rotor », en configuration couramment qualifiée de « pusher » (i.e. la soufflante est placée à l'arrière du générateur de puissance avec une entrée d'air située sur le côté, à droite sur la figure 1).
Le moteur comprend une nacelle 2 destinée à être fixée à un fuselage 15 d'un aéronef, et une soufflante 3 non-carénée.
La soufflante 3 comprend deux rotors de soufflante contrarotatifs 4 et 5.
Autrement dit, lorsque le moteur 1 est en fonctionnement, les rotors 4 et 5 sont entrainés en rotation par rapport à la nacelle 2 autour d'un même axe de rotation X (qui coïncide avec un axe principal du moteur), en sens opposés.
20 Dans l'exemple illustré sur la figure 1, le moteur 1 est un moteur de type « Open Rotor », en configuration « pusher », à rotors de soufflante contrarotatifs.
Cependant, l'invention n'est pas limitée à cette configuration.
L'invention s'applique également à des moteurs de type « Open Rotor », en configuration « puller » la soufflante est placée en amont du générateur 25 de puissance avec une entrée d'air située avant, entre ou juste derrière les deux rotors de soufflante).
En outre, l'invention s'applique également à des moteurs présentant des architectures différentes, telles qu'une architecture comprenant un rotor de soufflante comprenant des aubes mobiles et un stator de soufflante 30 comprenant des aubes fixes, ou bien un unique rotor de soufflante.
L'invention est applicable à des architectures de type turbopropulseur (comprenant un unique rotor de soufflante).
6 Sur la figure 1, chaque rotor de soufflante 4, 5 comprend un moyeu 6 monté rotatif par rapport à la nacelle 2 et une pluralité d'aubes 7 fixées au moyeu 6.
Les aubes 7 s'étendent sensiblement radialement par rapport à s l'axe de rotation X du moyeu.
Dans la présente demande, l'amont et l'aval sont définis par rapport au sens d'écoulement normal du gaz dans le rotor 4, 5 et à travers la turbomachine.
Par ailleurs, on appelle axe X du rotor 4, 5, son axe de rotation.
La direction axiale correspond à la direction de l'axe X et une direction radiale 10 est une direction perpendiculaire à cet axe et passant par lui.
Par ailleurs, la direction circonférentielle correspond à une direction perpendiculaire à l'axe X et ne passant pas par lui.
Sauf précision contraire, interne et externe, respectivement, sont utilisés en référence à une direction radiale de sorte que la partie ou la face interne d'un élément est plus proche de l'axe X que la 15 partie ou la face externe du même élément.
Comme illustré sur la figure 2, la soufflante 3 comprend en outre un mécanisme d'actionnement 8 permettant de modifier collectivement l'angle de calage des aubes des rotors, afin d'adapter les performances du moteur aux différentes phases de vol.
A cet effet, chaque aube 7 comprend une pièce zo d'attache 9 disposée en pied d'aube.
La pièce d'attache 9 est montée rotative par rapport au moyeu 6 autour d'un axe de calage Y.
Plus précisément, la pièce d'attache 9 est montée rotative à l'intérieur d'un logement 10 ménagé dans le moyeu 6, par l'intermédiaires de billes 11 ou d'autres éléments roulants.
25 Le mécanisme d'actionnement 8 comprend un actionneur 12 comprenant un corps 13 fixé au moyeu 6 et une tige 14 propre à être entrainée en translation par rapport au corps 12.
Le mécanisme d'actionnement 8 comprend en outre une glissière annulaire 15 montée solidaire de la tige 14 et un pion 16 monté solidaire de la pièce d'attache 9.
30 Le pion 16 est propre à coulisser dans la glissière 15 et à tourner par rapport à la glissière 15, de manière à convertir un mouvement de translation de la tige 14 est un mouvement de rotation de la pièce d'attache 9, et par 7 conséquent un mouvement de rotation de l'aube 7 par rapport au moyeu 6 autour de son axe de calage Y.
L'aube 7 est une structure en matériau composite comprenant un 5 renfort fibreux obtenu par tissage tridimensionnel et une matrice dans laquelle est noyé le renfort fibreux.
Cette structure en matériau composite comprend un pied 16, une échasse 17 et une pale 18 à profil aérodynamique.
Le renfort fibreux peut être formé à partir d'une préforme fibreuse en une seule pièce obtenue par tissage tridimensionnel ou multicouche avec 10 épaisseur évolutive.
Il peut notamment comprendre des fibres en carbone, en verre, aramide et/ou céramique.
La matrice quant à elle est typiquement une matrice polymère, par exemple époxyde, bismaléimide ou polyimide, ou une matrice en carbone.
L'aube 1 est alors formée par moulage au moyen d'un procédé d'injection sous vide de résine du type RTM (pour « Resin 15 Transfer Moulding), ou encore VARRTM (pour Vacuum Resin Transfer Molding).
Chaque logement 10 reçoit une attache 9 pivotante d'une aube 7.
Le pied 16 de l'aube 7 est retenu dans l'attache 9, l'échasse 17 et la pale 18 20 s'étendant hors du moyeu 6.
L'attache 9 comprend, de manière connue en soi, une embase présentant une face radiale externe 20 et deux flancs 22 opposés symétriques et inclinés qui délimitent une alvéole 24 de brochage dans laquelle le pied 16 de l'aube 7 est retenu.
Le pied 16 est généralement plus large que le reste de la pale 18.
Les flancs 22 sont donc inclinés l'un vers 25 l'autre et forment des portées.
L'attache 9 peut être réalisée, de manière conventionnelle, en acier ou en titane.
Deux plateformes 26 sont en outre fixées sur l'attache 9 de part et d'autre de la pale 18 et couvrent l'alvéole 24 de sorte à reconstituer la veine 30 d'écoulement du rotor 4, 5.
Les plateformes 26 peuvent être réalisées soit en matériau composite, soit en métal.
8 Comme indiqué plus haut, la partie de pied 16 d'aube 7 est destinée à permettre la fixation de l'aube 7 à l'attache 9 et s'étend à cet effet entre le fond de l'alvéole 24 et la sortie des portées.
La partie de pale 18 à profil aérodynamique quant à elle est propre à être placée dans un flux d'air, 5 lorsque le moteur est en fonctionnement, afin de générer une portance.
Enfin, l'échasse 17 correspond à la zone de la pale 18 qui s'étend entre le pied 16 et la pale 18, c'est-à-dire entre la sortie des portées et les plateformes 26.
L'aube 7 comprend en outre deux pièces de raidissement 30, 10 rapportées et fixées sur la face radiale externe 20 de l'attache 9, de part et d'autre de l'échasse 17, de sorte à venir en appui avec serrage avec l'échasse 17 et, optionnellement, une portion 18a de la pale.
Les pièces de raidissement 30 sont métalliques, par exemple dans un alliage à base de titane ou un alliage à base d'acier, ou réalisées dans un 15 matériau composite très raide, de sorte à raidir le pied 16 de l'aube 7 au- dessus des portées et limiter ainsi les déplacements induits par les vibrations de flexion de l'aube 7.
Elles jouent donc le rôle d'un support reprenant les efforts intenses issus de l'aérodynamique lorsque l'écoulement est décollé (par exemple dans le cas où l'angle de calage est très ouvert, comme au zo démarrage).
Ainsi, la pièce de raidissement 30 est à base de matériau plus raide que le pied 16 de l'aube 7 et plus raide que l'attache 9 qui est typiquement en titane.
La pièce de raidissement 30 peut être en matériau à base de titane mais plus préférentiellement en en matériau à base d'acier (caractéristique 200 GPa) pour être plus mince.
En variante, la pièce de 25 raidissement 30 peut être en matériau à base de composite à renfort fibreux densifié par une matrice (caractéristique 200 GPa), par exemple à base de stratifié dont les bandes des plis sont majoritairement en orientation radiale (dans le sens de la section).
Des plis à orientation de tissage à 45 degrés par rapport aux plis orientés radialement sont prévus dans le stratifié en 30 compléments des plis orientés radialement.
Pour cela, chaque pièce de raidissement 30 comprend une partie circonférentielle 32 configurée pour venir en appui surfacique avec la face 9 radiale externe 20 de l'attache 9 et une partie radiale 34 configurée pour venir en appui surfacique contre l'échasse 17 et, le cas échéant, une portion 18a de la pale.
La partie circonférentielle 32 et la partie radiale 34 sont monolithiques et raccordées l'une à l'autre via une partie de jonction 36 5 courbe.
De préférence, afin d'empêcher le rotulage du pied 16 de l'aube 7, une hauteur h de la partie radiale 34 de chaque pièce de raidissement 30 est comprise entre 5% et 25% de la hauteur de l'aube 7, de préférence entre 8% et 15% de ladite hauteur, par exemple de l'ordre de 10%.
Par hauteur de 10 l'aube 7, on comprendra ici la dimension suivant un axe radial à l'axe du rotor 4, 5 entre la limite inférieure de l'échasse 17 et l'extrémité radiale externe de la pale 18 (c'est-à-dire le sommet de l'aube 7).
De plus, la hauteur h de la partie radiale 34 peut être adaptée de sorte à modifier le placement fréquentiel de certains modes fréquentiels de l'aube 15 7, ce qui permet en outre d'éviter d'éventuels croisements fréquentiels sur la plage d'utilisation du rotor 4, 5.
La courbure de la partie de jonction 36 est quant à elle dimensionnée de sorte à reprendre de façon optimale les efforts issus de l'aube 7 et à les transmettre à la partie circonférentielle 32.
20 Le cas échéant, comme visible sur les figures 4 et 5, une largeur axiale L de la partie circonférentielle 32 peut être plus grande qu'une largeur I axiale de la partie radiale 34.
En d'autres termes, la partie circonférentielle 32 peut ne pas s'étendre sur toute la corde de l'aube 7.
25 Chaque pièce de raidissement 30 présente en outre une face interne 38, qui s'étend en regard de la face radiale externe 20 et de l'échasse 17, et une face externe 39 qui est opposée à la face interne 38, ainsi qu'une épaisseur e qui correspond à la distance minimale entre la face interne 38 et la face externe 39 dans la partie circonférentielle 32.
30 L'épaisseur e de chaque pièce de raidissement 30 est comprise entre 4 mm et 6 mm lorsqu'elle est en alliage à base de titane ou en matériau composite et entre 2 mm et 3 mm lorsqu'elle est en alliage à base d'acier.
10 Afin d'assembler le rotor 4, 5 de soufflante, pour chaque attache 9 et chaque aube 7, une cale 19 peut, de manière usuelle, être montée dans le fond de l'alvéole 24.
Le pied 16 de l'aube 7 peut ensuite être inséré par- s dessus la cale 19.
Puis, les pièces de raidissement 30 sont rapportées sur l'attache 9 en les insérant radialement de part et d'autre de l'aube 7 et fixées dans cette position.
A cet effet, une première et une deuxième série d'orifices 37 sont formées respectivement dans la partie circonférentielle 32 des pièces de raidissement 30 et dans la face radiale externe 20, de part et d'autre de 10 l'alvéole 24, chaque deuxième orifice 37 s'étendant en regard d'un premier orifice, et une série de vis sont rapportés et fixées dans chaque premier et deuxième orifice 37 de sorte à bloquer les pièces de raidissement 30 par rapport à l'attache 9.
De préférence, des douilles, configurées pour coopérer avec les vis, sont en outre prévues dans les deuxièmes orifices 37.
Les vis 15 permettent ainsi d'assurer la tenue de l'aube 7 aux efforts centrifuges.
On notera que la position des deuxièmes orifices 37 par rapport à l'alvéole 24, et donc à l'aube 7, est choisie de sorte que la partie radiale 34 des pièces de raidissement 30 est montée serrée contre l'échasse 17 (et, le cas échéant, une partie de la pale 18) sur toute sa face interne 38.
En d'autres 20 termes, les parties radiales 32 exercent un effort sur l'aube 7 à l'arrêt et pendant toutes les phases de vol.
C'est ce contact surfacique avec serrage qui permet de raidir l'aube 7 en ajoutant des points d'appui supplémentaires à distance de l'attache 9.
Les pièces de raidissement 30 ne sont donc pas collées contre l'aube 7, autorisant ainsi de faibles mouvements relatifs entre 25 lesdites pièces de raidissement 30 et l'aube 7 en fonctionnement.
Les plateformes 26 sont ensuite rapportées et fixées sur l'attache 9 ou le moyeu de manière conventionnelle.
Comme cela est visible sur la figure 3, dans une forme de réalisation, la partie radiale 34 de chaque pièce de raidissement 30 s'étend entre l'une des plateformes 26 et l'échasse 17.
Un 30 joint 28 peut alors être positionné entre la pièce de raidissement 30 et la plateforme 26 associée de sorte à garantir un contact continu entre la plateforme 26 et les pièces de raidissement 30 et limiter ainsi les risques de 11 fuites d'air de la veine d'écoulement vers le moyeu et donc les pertes aérodynamiques.
Le joint 28 peut par exemple être fixé sur l'arête des plateformes 26 qui vient en appui contre l'échasse 17.
En variante, chaque plateforme 26 peut être monolithique avec l'une 5 des pièces de raidissement 30.
Les plateformes 26 sont alors formées intégralement et en une seule pièce avec la pièce de raidissement 30 associée, ou rapportées et fixées sur celle-ci.
Dans cette variante de réalisation, les plateformes 26 sont donc fixées sur l'attache 9 avec les pièces de raidissement 30.
10 Le cas échéant, deux renfoncements 21, configurés chacun pour loger la partie circonférentielle 32 d'une des pièces de raidissement 30, peuvent être formés dans la face radiale externe 20 de l'attache 9, de part et d'autre de l'échasse 17.
Ces renfoncements 21 forment ainsi des épaulements qui 15 débouchent dans l'alvéole 24 et permettent de reprendre les efforts issus de l'aube 7.
Les renfoncements 21 peuvent être obtenus par usinage de la face radiale externe 20 de l'attache 9, ou en variante lors du moulage de l'attache 9.
20 Optionnellement, une profondeur (qui correspond ici à la dimension suivant un axe normal à la face radiale externe 20) de l'épaulement est sensiblement égale à l'épaisseur e de la partie circonférentielle 32 de la pièce de raidissement 30 au niveau de l'épaulement, de sorte à reconstituer une surface lisse au niveau de la face radiale externe 20.
25 Le cas échéant, un joint d'amortissement 29 peut être positionné entre un bord libre de chaque pièce de raidissement 30 et l'aube 7 afin de garantir un contact continu entre la pièce de raidissement 30 et l'aube 7 malgré d'éventuelles petites déformations et de limiter ainsi l'apparition de jeux.
Ce 30 joint d'amortissement 29 permet ainsi de limiter les pertes aérodynamiques susceptibles de diminuer le rendement du rotor 4, 5.
12 Par exemple, le joint d'amortissement 29 peut être rapporté et fixé dans une gorge formée dans la face interne 38 de chaque pièce de raidissement 30.
Le joint d'amortissement 29 peut par exemple être fixé sur le bord 5 radial externe 30c, sur le bord amont 30a et sur le bord aval 30b de la partie radiale 34 de chaque pièce de raidissement 30.
Dans une forme de réalisation, lorsque les pièces de raidissement 30 recouvrent partiellement la pale 18, qui s'étend dans l'écoulement gazeux en 10 fonctionnement, l'aube 7 présente une épaisseur réduite dans la portion 18a de la pale qui est en contact avec les pièces de raidissement 30 et au niveau de l'échasse 17, de sorte qu'une épaisseur de l'aube 7 au niveau d'extrémité libre desdites pièces de raidissement 30 est sensiblement continue.
En d'autres termes, l'épaisseur de cette portion 18a de la pale et de l'échasse 15 17 est réduite de sorte que, lorsque les pièces de raidissement 30 sont rapportées et fixées sur l'aube 7, celle-ci présente une surface aérodynamique continue, c'est-à-dire dépourvue d'arête saillante, afin de ne pas générer des pertes aérodynamiques susceptibles de réduire le rendement du rotor 4, 5.
20 Pour cela, la structure en matériau composite peut être soyée au niveau de l'interface entre l'aube 7 et les pièces de raidissement 30.
Par exemple, lors du tissage de la préforme fibreuse, les torons de trame peuvent être choisis de sorte que ceux formant l'échasse 17 et la portion 18a de la pale présentent un diamètre inférieur à ceux formant le reste 18b de la pale 25 18.
Le nombre de torons de chaîne peut ne pas être modifié en comparaison avec une aube 7 conventionnelle.
En variante, des torons supplémentaires de chaîne peuvent être introduits lors du tissage de la préforme fibreuse dans les zones 18b de la pale 18 qui ne sont pas destinées à être recouvertes par les pièces de 30 raidissement 30.
Cette variante de réalisation augmente légèrement l'épaisseur de l'aube 7 au niveau de sa surface aérodynamique, en comparaison avec la première variante qui permet de conserver son 13 épaisseur nominale.
Des torons de chaîne sont ajoutés mais pour le maintien de ces derniers, des torons de trame sont aussi ajoutés.
Selon une autre variante encore, la structure en matériau composite peut à la fois être soyée et des torons supplémentaires de chaîne et de trame 5 peuvent être introduits lors du tissage de la préforme fibreuse.
Ainsi, pour ces deux variantes, des torons sont tissés, en incluant des zones avec des espaces libres de tissage, en laissant des zones à « flotté » de tissage.
Des espaces non tissés (ou tissés lâche) sont entre des espaces tissés serrés.
10 Les torons ajoutés de chaîne vont permettre d'obtenir de l'épaisseur et les torons de trame permettront le maintien.
De plus, des variations d'épaisseur sont possibles sans variation de motif de tissage, par seule action de modification des espacements entre les torons.
On notera que, dans le cas où les pièces de raidissement 30 sont 15 réalisées dans un matériau dont la raideur est de l'ordre de celle du matériau composite de l'aube 7 (dans le sens des fils de chaîne de la préforme fibreuse), par exemple lorsqu'elles sont dans un alliage de titane ou dans un matériau composite, les coupes de pied 16 sont légèrement affinées ce qui permet de garantir un gain de raideur puisque les pièces de raidissement 30 20 couvrent la partie inférieure de l'aube 7.
Dans le cas où les pièces de raidissement 30 sont dans un matériau dont la raideur est supérieure à celle du matériau composite de l'aube 7 (dans le sens des fils de chaîne de la préforme fibreuse), par exemple lorsqu'elles sont dans un alliage à base d'acier, les coupes de pied 16 peuvent être 25 affinées tout en augmentant la raideur de l'aube 7, ce qui est bénéfique pour le rendement du rotor 4, 5.
Le cas échéant, l'aube 7 peut en outre comprendre un bouclier structurel métallique 40 rapporté et fixé sur le bord d'attaque de l'aube 7 et/ou 30 sur son bord de fuite.
Par bord d'attaque, on comprendra ici le bord de l'aube 7 configuré pour s'étendre en regard de l'écoulement des gaz entrant dans le rotor 4, 5.
Il correspond à la partie antérieure du profil aérodynamique qui fait 14 face au flux d'air et qui divise l'écoulement d'air en un écoulement d'intrados et en un écoulement extrados.
Le bord de fuite quant à lui correspond à la partie postérieure du profil aérodynamique, où se rejoignent les écoulements intrados et extrados. s Lorsque les pièces de raidissement 30 recouvrent une portion 18a de la pale (et s'étendent donc au-delà des plateformes 26, dans la veine d'écoulement), lesdites pièces sont positionnées sur la pale 18 de sorte à s'étendre dans le prolongement dudit bouclier structurel 40, sans chevauchement.
Le ou les boucliers structurels 40 et les pièces de 10 raidissement 30 sont en outre bout à bout de sorte que la portion 18a de la pale est recouverte soit par le bouclier structurel 40, soit par une pièce de raidissement 30, entre son bord d'attaque et son bord de fuite, afin que la surface de l'aube 7 ne présente pas de discontinuité susceptible de perturber l'écoulement.
15 En variante, lorsque l'aube 7 est dépourvue de bouclier structurel, le bord amont 30a et le bord aval 30b de la pièce de raidissement, qui recouvrent l'intrados (ou l'extrados) de chaque pièce de raidissement 30 au niveau du bord d'attaque et du bord de fuite de l'aube 7 sont amincis.
L'amincissement est par exemple réalisé par soyage dans le sens des torons 20 de trame de la préforme fibreuse, dans la zone destinée à former ces bords 30a,

Claims (10)

  1. REVENDICATIONS1. Aube (7), notamment aube (7) d'un rotor (4, 5) d'une turbomachine, 5 comprenant : - une structure en matériau composite comprenant un renfort fibreux obtenu par tissage tridimensionnel et une matrice dans laquelle est noyé le renfort fibreux, la structure en matériau composite comprenant une pale (18) à profil aérodynamique, un pied (16) d'aube (7) et une échasse (17) 10 s'étendant entre la pale (18) et le pied (16) d'aube (7), - une attache (9) de pied (16) d'aube (7) comprenant une embase présentant une face radiale externe (20) et dans laquelle est formée une alvéole (24) configurée pour recevoir le pied (16) d'aube (7) et - deux plateformes (26), s'étendant de part et d'autre de la pale (18) en 15 regard de la face radiale externe (20), l'aube (7) étant caractérisée en ce qu'elle comprend en outre deux pièces de raidissement (30), rapportées et fixées sur la face radiale externe (20) de part et d'autre de l'échasse (17) de sorte à venir en appui avec serrage contre l'échasse (17). 20
  2. 2. Aube (7) selon la revendication 1, dans laquelle les pièces de raidissement (30) viennent en outre en appui contre une partie de la pale (18a). 25
  3. 3. Aube (7) selon l'une des revendications 1 ou 2, dans laquelle les pièces de raidissement (30) sont réalisées dans l'un au moins des matériaux suivants : un alliage à base d'acier, un alliage à base de titane, un matériau composite comprenant un renfort fibreux densifié par une matrice. 30
  4. 4. Aube (7) selon la revendication 3, dans laquelle chaque pièce de raidissement (30) présente une épaisseur (e) comprise entre 4 mm et 6 mm lorsque les pièces de raidissement (30) sont en alliage à base de titane ou 16 en matériau composite et entre 2 mm et 3 mm lorsque les pièces de raidissement (30) sont en alliage à base d'acier.
  5. 5. Aube (7) selon l'une des revendications 1 à 4, dans laquelle un renfoncement (21) est formé dans la face radiale externe (20) de l'attache (9) de part et d'autre de l'échasse (17) sorte à former deux épaulements, et dans laquelle chaque épaulement est configuré pour recevoir l'une des pièces de raidissement (30), une profondeur de l'épaulement étant sensiblement égale à une épaisseur (e) de la pièce de raidissement (30) associée au niveau de la face radiale externe (20).
  6. 6. Aube (7) selon l'une des revendications 1 à 5, dans laquelle : - chaque pièce de raidissement (30) s'étend en outre entre l'une des plateformes (26) et l'échasse (17), un joint (28) pouvant être positionné entre la pièce de raidissement (30) et la plateforme (26) associée, ou - chaque pièce de raidissement (30) est monolithique avec l'une des plateformes (26).
  7. 7. Aube (7) selon l'une des revendications 1 à 6, comprenant en outre une série de vis rapportées et fixées dans des orifices (37) associés formés dans chaque pièce de raidissement (30) et dans la face radiale externe (20) de l'attache (9).
  8. 8. Aube (7) selon l'une des revendications 1 à 7, dans laquelle l'aube (7) présente une épaisseur réduite dans les zones (17, 18a) en contact avec les pièces de raidissement (30) de sorte qu'une épaisseur de l'aube (7) au niveau d'extrémité libre desdites pièces de raidissement (30) est sensiblement continue.
  9. 9. Aube (7) selon l'une des revendications 1 à 8, comprenant en outre un joint d'amortissement (29), positionné entre un bord libre (30a, 30b, 30c) de chaque pièce de raidissement (30) et l'aube (7). 17
  10. 10. Aube (7) selon la revendication 9, présentant un bord d'attaque et un bord de fuite et dans laquelle une partie radiale (34) de chaque pièce de raidissement (30) présente un bord aminci au niveau du bord d'attaque et/ou 5 au niveau du bord de fuite. 10
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