FR3125505A1 - TURBOMACHINE PROPELLER BLADE PITCH CHANGE SYSTEM - Google Patents
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Abstract
L’invention concerne un système (30) de changement de pas d’une pale d’une hélice, pour une turbomachine d’aéronef, caractérisé en ce qu’il comprend un support (40) de pied (25) de pale comportant une paroi annulaire (42) s’étendant autour d’un axe (A) destiné à être un axe de calage de la pale, cette paroi annulaire comportant une extrémité axiale inférieure fermée par une paroi de fond (44) et une extrémité axiale supérieure ouverte et configurée pour autoriser le montage d’un pied de pale, la paroi de fond (44) comportant une face supérieure configurée pour coopérer par complémentarité de forme avec une extrémité libre du pied de façon à ce que le support soit solidarisé en rotation avec le pied autour dudit axe (A) et une face inférieure opposée à la face supérieure comprenant un prolongement transversal (48), le prolongement transversal ayant une extrémité fixée solidairement à une chape (49) formant excentrique (50) configurée pour coopérer avec un mécanisme de changement de pas. Figure pour l'abrégé : Figure 9The invention relates to a system (30) for changing the pitch of a blade of a propeller, for an aircraft turbine engine, characterized in that it comprises a support (40) for the root (25) of the blade comprising a annular wall (42) extending around an axis (A) intended to be a wedging axis of the blade, this annular wall comprising a lower axial end closed by a bottom wall (44) and an open upper axial end and configured to allow the mounting of a blade root, the bottom wall (44) comprising an upper face configured to cooperate by shape complementarity with a free end of the root so that the support is integral in rotation with the foot around said axis (A) and a lower face opposite the upper face comprising a transverse extension (48), the transverse extension having one end fixed integrally to a yoke (49) forming an eccentric (50) configured to cooperate with a mechanism of step change. Figure for abstract: Figure 9
Description
La présente invention concerne le domaine des turbomachines d’aéronef, et en particulier des hélices propulsives de ces turbomachines qui comportent des aubes à calage variable.The present invention relates to the field of aircraft turbomachines, and in particular the propulsion propellers of these turbomachines which include variable-pitch blades.
Le changement de pas ou calage variable de pales d’une hélice de turbomachine est l’une des voies pour améliorer les performances et rendements des turbomachines dans différentes conditions de vol.Changing the pitch or variable pitch of the blades of a turbomachine propeller is one of the ways to improve the performance and efficiency of turbomachines in different flight conditions.
Il est connu des turbomachines comprenant au moins une hélice non carénée, également appelées sous le terme anglais « open rotor » ou « unducted fan », équipés de ces systèmes de changement de pas. Dans cette catégorie de turbomachine, il existe celles qui ont deux hélices non carénées et contrarotatives (connues sous l’acronyme anglais UDF pour « UnDucted Fan ») ou celles ayant une seule hélice non carénée et un redresseur comprenant plusieurs aubes de stator à calage variable (connues sous l’acronyme anglais USF pour « Unducted Single Fan »).It is known turbomachines comprising at least one unducted propeller, also called under the English term "open rotor" or "unducted fan", equipped with these pitch change systems. In this category of turbomachine, there are those with two unducted and counter-rotating propellers (known by the acronym UDF for "UnDucted Fan") or those with a single unducted propeller and a stator comprising several variable-pitch stator vanes (known by the USF acronym for "Unducted Single Fan").
Une turbomachine de type open rotor comprend principalement, à l’intérieur d’un carter cylindrique fixe porté par la structure de l'aéronef, une partie « générateur de gaz » et une partie « propulsion » coaxiales. La partie générateur de gaz peut être disposée en amont ou en aval de la partie propulsion. Les termes « amont » et « aval » sont définis par rapport à la circulation des gaz dans la turbomachine. La partie propulsion comporte au moins une hélice entraînée en rotation par une turbine, notamment basse pression, de la partie générateur de gaz via un réducteur, par exemple, à trains épicycloïdaux. Dans certains cas, la partie propulsion peut comporter deux hélices coaxiales et contrarotatives, respectivement amont et aval qui sont entrainées, en rotation inverse l’une de l’autre, par la turbine du générateur de gaz via le réducteur. La ou les hélices s’étendent sensiblement radialement vis-à-vis de l’arbre de transmission d’axe longitudinal à l’extérieur du carter.An open rotor type turbomachine mainly comprises, inside a fixed cylindrical casing carried by the structure of the aircraft, a coaxial "gas generator" part and a "propulsion" part. The gas generator part can be arranged upstream or downstream of the propulsion part. The terms “upstream” and “downstream” are defined with respect to the circulation of gases in the turbomachine. The propulsion part comprises at least one propeller driven in rotation by a turbine, in particular low pressure, of the gas generator part via a reducer, for example, with planetary gears. In some cases, the propulsion part may comprise two coaxial and counter-rotating propellers, respectively upstream and downstream which are driven, in opposite rotation to one another, by the turbine of the gas generator via the reducer. The propeller or propellers extend substantially radially with respect to the longitudinal axis transmission shaft outside the casing.
La
L’ensemble de compresseurs 13 peut comprendre un ou deux compresseur(s) selon l’architecture du générateur de gaz à simple ou double étage(s). L’ensemble de turbines 15 peut comprendre une turbine haute pression et une turbine basse pression, ou deux turbines (haute pression et à pression intermédiaire) et une turbine basse pression. Le générateur de gaz entraîne la turbine basse pression autour d’un arbre de rotor d’axe longitudinal Z.The set of compressors 13 can comprise one or two compressor(s) depending on the architecture of the single or double stage gas generator(s). The set of turbines 15 can comprise a high pressure turbine and a low pressure turbine, or two turbines (high pressure and intermediate pressure) and a low pressure turbine. The gas generator drives the low pressure turbine around a rotor shaft with longitudinal axis Z.
La turbomachine comprend un doublet d’hélices contrarotatives avec une hélice 16 amont et une hélice 17 aval. Ces deux hélices amont 16 et aval 17 sont entraînées en rotation de manière contrarotatives par la turbine basse pression par l’intermédiaire d’un dispositif de transmission mécanique 19. Les hélices amont 16 et aval 17 sont montées coaxialement à l’axe longitudinal Z de la turbomachine 10 et sont disposées dans des plans parallèles radiaux, lesquels sont perpendiculaires à l’axe longitudinal Z. Dans le présent exemple, les hélices 16, 17 sont montées en aval du générateur de gaz. Le dispositif de transmission mécanique 19, représenté ici schématiquement, peut comprendre un réducteur différentiel ou un boîtier à trains épicycloïdaux. Il est bien entendu possible d’entraîner directement les hélices amont 16 et aval 17 par la turbine basse pression.The turbomachine comprises a pair of contra-rotating propellers with a 16 upstream propeller and a 17 downstream propeller. These two upstream 16 and downstream 17 propellers are driven in rotation in a counter-rotating manner by the low pressure turbine via a mechanical transmission device 19. The upstream 16 and downstream 17 propellers are mounted coaxially to the longitudinal axis Z of the turbomachine 10 and are arranged in parallel radial planes, which are perpendicular to the longitudinal axis Z. In the present example, the propellers 16, 17 are mounted downstream of the gas generator. The mechanical transmission device 19, shown here schematically, can comprise a differential reduction gear or a planetary gear box. It is of course possible to directly drive the upstream 16 and downstream 17 propellers by the low pressure turbine.
Suivant la configuration décrite ci-dessus, le flux d’air, noté F, entrant dans la turbomachine est comprimé dans l’ensemble de compresseurs 13, puis mélangé à du carburant et brûlé dans la chambre de combustion 14. Les gaz de combustion engendrés passent ensuite dans les turbines 15 pour entraîner, via le dispositif de transmission mécanique 19, les hélices 16, 17 en rotation inverse qui fournissent la majeure partie de la poussée. Les gaz de combustion sont expulsés à travers la tuyère 18 participant à la poussée de la turbomachine 10. Les gaz traversent une veine primaire 20 d’écoulement des gaz s’étendant sensiblement axialement dans la turbomachine entre la nacelle 2 et un carter médian 21 associé au générateur de gaz.According to the configuration described above, the flow of air, denoted F, entering the turbomachine is compressed in the set of compressors 13, then mixed with fuel and burned in the combustion chamber 14. The combustion gases generated then pass through the turbines 15 to drive, via the mechanical transmission device 19, the propellers 16, 17 in reverse rotation which provide most of the thrust. The combustion gases are expelled through the nozzle 18 participating in the thrust of the turbomachine 10. The gases pass through a primary gas flow stream 20 extending substantially axially in the turbomachine between the nacelle 2 and an associated median casing 21 to the gas generator.
Dans le présent exemple, l’hélice amont 16 comporte un carter cylindrique rotatif vis-à-vis du carter 12 de la turbomachine autour d’un arbre de rotor d’axe longitudinal Z. Le carter est également lié à une partie correspondante du dispositif de transmission mécanique 19. Le carter comprend un anneau polygonal 21 dans lequel sont ménagés des logements 22 radiaux et des passages radiaux qui sont coaxiaux Les pales 25 s’étendent radialement à l’extérieur de la nacelle 12. Les logements 22 radiaux ici cylindriques sont régulièrement répartis sur la périphérie de l’anneau polygonal 21 et reçoivent les pieds 24 des pales 25.In the present example, the upstream propeller 16 comprises a rotating cylindrical casing with respect to the casing 12 of the turbomachine around a rotor shaft of longitudinal axis Z. The casing is also linked to a corresponding part of the device mechanical transmission 19. The casing comprises a polygonal ring 21 in which are formed radial housings 22 and radial passages which are coaxial The blades 25 extend radially outside the nacelle 12. The radial housings 22 here are cylindrical regularly distributed over the periphery of the polygonal ring 21 and receive the feet 24 of the blades 25.
Les pales 25 des hélices amont et aval sont du type à calage variable, c’est-à-dire qu’elles sont orientables autour de leurs axes de calage noté A, grâce à un système 30 de changement du pas des pales, de façon que celles-ci occupent une position angulaire optimale selon les conditions de fonctionnement de la turbomachine et les phases de vol concernées. L’axe de calage A est l’axe d’allongement de la pale autour duquel la position angulaire de la pale est ajustée. C’est en général aussi un axe radial qui s’étend donc suivant un rayon par rapport à l’axe de rotation de l’hélice équipée de cette pale.The blades 25 of the upstream and downstream propellers are of the variable-pitch type, that is to say they can be oriented around their pitch axes denoted A, thanks to a system 30 for changing the pitch of the blades, so as to that these occupy an optimal angular position according to the operating conditions of the turbine engine and the flight phases concerned. The pitch axis A is the axis of elongation of the blade around which the angular position of the blade is adjusted. It is generally also a radial axis which therefore extends along a radius relative to the axis of rotation of the propeller equipped with this blade.
Un exemple de l’art antérieur d’un tel système de changement de pas est illustré sur les figures 2 à 4 pour une turbomachine open rotor de type UDF.An example of the prior art of such a pitch change system is illustrated in Figures 2 to 4 for an open rotor turbomachine of the UDF type.
De manière générale, chaque hélice comprend un carter rotatif 2A sensiblement cylindrique portant un moyeu à anneau polygonal 4A extérieur reçu de façon rotative autour de l’axe longitudinal dans le carter fixe 6A. Le moyeu comporte des logements cylindriques 8A radiaux répartis sur sa périphérie autour de l’axe longitudinal Z. Des arbres d’axes radiaux 10A, perpendiculaires à l’axe longitudinal de la turbomachine Z, solidaires des pieds 12A des pales 14A sont reçus dans les logements des anneaux polygonaux et traversent également des passages radiaux du carter cylindrique rotatif.Generally, each propeller comprises a substantially cylindrical rotating casing 2A carrying an outer polygonal ring hub 4A rotatably received around the longitudinal axis in the fixed casing 6A. The hub comprises radial cylindrical housings 8A distributed over its periphery around the longitudinal axis Z. Shafts with radial axes 10A, perpendicular to the longitudinal axis of the turbomachine Z, integral with the feet 12A of the blades 14A are received in the housings of the polygonal rings and also pass through radial passages of the rotating cylindrical housing.
Pour permettre le fonctionnement optimal de la turbomachine selon les différentes phases de vol rencontrées, les pales des hélices contrarotatives peuvent tourner dans les logements radiaux des anneaux. Pour cela, elles sont entraînées en rotation autour de leurs axes de pivot respectifs, appelé axe de calage noté A, par un système approprié permettant de faire varier le calage des pales en cours de vol, c'est-à-dire le pas des hélices.To allow optimum operation of the turbomachine according to the different flight phases encountered, the blades of the contra-rotating propellers can rotate in the radial housings of the rings. For this, they are driven in rotation around their respective pivot axes, called pitch axis denoted A, by an appropriate system making it possible to vary the pitch of the blades during flight, that is to say the pitch of the blades. propellers.
Ce système de changement du pas des pales des hélices couvre une plage angulaire de rotation comprise entre deux positions extrêmes, à savoir une position extrême dite « reverse » pour laquelle les pales dépassent par exemple de 30° le plan transversal à l'axe de la turbomachine (la direction d'avance de l'avion) pour participer au freinage de l'aéronef, à la manière des inverseurs de poussée usuels, et une position extrême dite de « mise en drapeau » pour laquelle les pales sont alors effacées au mieux par rapport à la direction d'avance de l'avion, par exemple, en cas de panne moteur et offrir ainsi le moins de résistance (traînée) possible. La course angulaire des pales entre les positions drapeau et reverse est par exemple de l'ordre d'environ 120°.This system for changing the pitch of the blades of the propellers covers an angular range of rotation comprised between two extreme positions, namely an extreme position called "reverse" for which the blades exceed for example by 30° the plane transverse to the axis of the turbomachine (the direction of advance of the aircraft) to participate in the braking of the aircraft, in the manner of the usual thrust reversers, and an extreme position called "feathering" for which the blades are then erased as best as possible relative to the direction of advance of the aircraft, for example, in the event of an engine failure and thus offer the least resistance (drag) possible. The angular travel of the blades between the flag and reverse positions is for example of the order of approximately 120°.
De manière générale, un système 20A de changement de pas des pales d’une hélice comporte un moyen de commande 22A, de type actionneur à vérin 22A, et un mécanisme de liaison 24A reliant le moyen de commande à chaque pale de l’hélice pour assurer le pivotement angulaire souhaité des pales.In general, a system 20A for changing the pitch of the blades of a propeller comprises a control means 22A, of the cylinder actuator type 22A, and a link mechanism 24A connecting the control means to each blade of the propeller to ensure the desired angular pivoting of the blades.
Différentes solutions ont été proposées pour changer le pas des pales des hélices sur des turbomachines du type « open rotor » ou autres.Various solutions have been proposed for changing the pitch of the blades of the propellers on turbomachines of the “open rotor” or other type.
Par exemple, on connaît par le document FR 2 908 451, une turbomachine dont le système de changement d'orientation des pales de chaque hélice comprend avantageusement un seul vérin annulaire monté par son cylindre, sur le moyeu à anneau de l'hélice, tandis que son piston est relié, par un mécanisme de liaison du système associé au vérin, aux pieds des différentes pales. Le déplacement du piston par suite de la commande fluidique du vérin annulaire assure le pivotement angulaire souhaité des pales par le mécanisme de liaison en faisant varier leur pas.For example, document FR 2 908 451 discloses a turbomachine whose system for changing the orientation of the blades of each propeller advantageously comprises a single annular jack mounted by its cylinder, on the ring hub of the propeller, while that its piston is connected, by a connecting mechanism of the system associated with the jack, to the feet of the various blades. The displacement of the piston as a result of the fluidic control of the annular cylinder ensures the desired angular pivoting of the blades by the link mechanism by varying their pitch.
On connaît également par le document WO 2013/050704, un autre système de changement de pas pour une turbomachine à hélices pour aéronef comprenant un seul vérin annulaire agencé sur un carter fixe ou stator interne par rapport au moyeu de l’hélice et un mécanisme de liaison comportant un palier de transfert fixé d’un côté à la partie mobile du vérin et coopérant, de l'autre côté, avec un moyen de liaison du mécanisme aux pales du moyeu rotatif, de telle façon que le palier de transfert du mécanisme entraîné en rotation transmette le déplacement en translation de la partie mobile du vérin fixe, au moyen de liaison du mécanisme rotatif pour changer l'orientation des pales de l'hélice.Document WO 2013/050704 also discloses another pitch change system for a propeller turbine engine for an aircraft comprising a single annular jack arranged on a fixed casing or internal stator with respect to the hub of the propeller and a connection comprising a transfer bearing fixed on one side to the movable part of the cylinder and cooperating, on the other side, with a means for connecting the mechanism to the blades of the rotary hub, in such a way that the transfer bearing of the driven mechanism in rotation transmits the translational movement of the movable part of the fixed actuator, to the connecting means of the rotary mechanism to change the orientation of the blades of the propeller.
Un exemple d’un tel système de changement pas des pales d’une hélice d’une turbomachine de type open rotor est illustré sur la
Plus précisément afin de réaliser cette liaison cinématique, chaque bielle 26A comporte une biellette 32A et un excentrique 34A. Une extrémité de la biellette 32A est reliée au piston 30A et l’autre extrémité est reliée à une extrémité de l’excentrique 34A par une liaison pivot d’axe parallèle à l’axe radial de calage A de la pale associée tandis que l’autre extrémité de l’excentrique est reliée aux arbres 10A radiaux solidaires respectivement des pieds des pales de l’hélice.More precisely in order to achieve this kinematic connection, each link 26A comprises a link 32A and an eccentric 34A. One end of the link 32A is connected to the piston 30A and the other end is connected to one end of the eccentric 34A by a pivot connection with an axis parallel to the radial pitch axis A of the associated blade while the other end of the eccentric is connected to the radial shafts 10A secured respectively to the roots of the blades of the propeller.
La liaison des biellettes aux excentriques permet de transformer le mouvement de translation du vérin en mouvement de rotation de la pale. Cette transformation est réalisée par l’excentrique permettant par un effet de bras de levier de transmettre le couple nécessaire à l’hélice et ainsi de l’entraîner en rotation.The connection of the rods to the eccentrics makes it possible to transform the translational movement of the cylinder into a rotational movement of the blade. This transformation is carried out by the eccentric allowing by a lever arm effect to transmit the necessary torque to the propeller and thus to drive it in rotation.
Ce couple est ensuite transmis au pied de pale par une liaison cannelée 36A formée entre la surface externe de la portion d'extrémité de l’arbre radial 10A et dans l'alésage interne d'un moyeu cannelé 38A (
Les arbres radiaux 10A traversent au moins une veine d’air primaire 40A dans laquelle circule de l’air chaud entre la liaison cannelée 36A et l’excentrique 34A visible sur la
Par conséquent, le montage d’un tel ensemble doit être réalisé par l’intérieur de la veine (selon la flèche F1) à cause du faible maître couple du bras 42A présent dans la veine primaire 40A, en ne permettant pas de passer un excentrique tel qu’illustré sur la
D’autre part, la liaison cannelée qui permet de transmettre le couple a pour inconvénient d’amener un point de rotulage provoquant un désalignement dans la liaison avec la biellette. Cette effet est d’autant plus présent à cause de la longueur de l’arbre radial sur une architecture open rotor type UDF. Toutefois, l’effet de rotulage était intéressant pour accommoder les déplacements différentiels dûs au delta de température entre les zones supérieure et inférieure à la veine.On the other hand, the splined connection which makes it possible to transmit the torque has the disadvantage of bringing a pivoting point causing a misalignment in the connection with the rod. This effect is all the more present because of the length of the radial shaft on an open rotor type UDF architecture. However, the balling effect was interesting to accommodate the differential displacements due to the temperature delta between the upper and lower zones of the vein.
Dans le cas d’une turbomachine open rotor de type USF, telle qu’illustrée sur la
La
Ici, le pied d’aube pour USF est modifié en ayant une forme qualifiée de « pied tulipe » ou de « pied bulbe ». Un rayon R d’implantation de la biellette 32A est relativement restreint pour assurer autant que possible du volume pour l’actionneur comprenant le vérin 28A.Here, the blade root for USF is modified by having a shape qualified as “tulip root” or “bulb root”. An implantation radius R of the connecting rod 32A is relatively small to ensure as much volume as possible for the actuator comprising the cylinder 28A.
En outre, le montage de ce système de changement de pas doit également être effectué par l’intérieur de la veine (selon la flèche F2), car le diamètre D du fut du moyeu 44A impose les dimensions maximales pour faire passer un excentrique tel qu’illustré dans la vue en coupe représentée dans la partie haute de la
La
De plus, l’environnement moteur ne nécessite pas de rotulage car les déplacements différentiels évoqués pour les turbomachines de type UDF ont beaucoup moins d’impact puisque l’ensemble est agencé uniquement sous la veine.In addition, the engine environment does not require swiveling because the differential displacements mentioned for UDF type turbomachines have much less impact since the assembly is arranged only under the vein.
La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients et de proposer un système de changement du pas des pales de l'hélice, dont la conception de l’excentrique permet de maximiser la longueur du bras de levier.The aim of the present invention is to remedy these drawbacks and to propose a system for changing the pitch of the blades of the propeller, the design of the eccentric of which makes it possible to maximize the length of the lever arm.
À cet effet, l’invention concerne un système de changement de pas d’une pale d’une hélice, pour une turbomachine d’aéronef, caractérisé en ce qu’il comprend un support de pied de pale comportant une paroi annulaire s’étendant autour d’un axe destiné à être un axe de calage de l’aube, cette paroi annulaire comportant une extrémité axiale inférieure fermée par une paroi de fond et une extrémité axiale supérieure ouverte et configurée pour autoriser le montage d’un pied de pale, la paroi de fond comportant une face supérieure configurée pour coopérer par complémentarité de forme avec une extrémité libre du pied de façon à ce que le support soit solidarisé en rotation avec le pied autour dudit axe et une face inférieure opposée à la face supérieure comprenant un prolongement transversal, le prolongement transversal ayant une extrémité fixée solidairement à une chape formant excentrique configurée pour coopérer avec un mécanisme de changement de pas.To this end, the invention relates to a system for changing the pitch of a blade of a propeller, for an aircraft turbine engine, characterized in that it comprises a blade root support comprising an annular wall extending around an axis intended to be a blade wedging axis, this annular wall comprising a lower axial end closed by a bottom wall and an open upper axial end configured to allow the mounting of a blade root, the bottom wall comprising an upper face configured to cooperate by form complementarity with a free end of the foot so that the support is integral in rotation with the foot around said axis and a lower face opposite the upper face comprising an extension transverse, the transverse extension having one end fixed integrally to an eccentric yoke configured to cooperate with a pitch change mechanism.
Un tel système permet de fusionner les fonctions de support de pied de pale et d’excentrique permettant de rapporter la longueur du bras de levier afin de faciliter notamment l’intégration de celui-ci.Such a system makes it possible to merge the functions of blade root support and eccentric allowing the length of the lever arm to be reported in order to facilitate its integration in particular.
Cette configuration maximise le rayon d’implantation de la fonction excentrique permettant de maximiser la longueur du bras de levier. Celle-ci est ainsi optimisée, car elle est déterminante pour dimensionner le vérin d’actionnement de la cinématique de calage des pales de l’hélice.This configuration maximizes the radius of implantation of the eccentric function allowing to maximize the length of the lever arm. This is thus optimized, because it is decisive for sizing the actuating jack of the kinematics for setting the blades of the propeller.
Grâce au bras de levier rapporté, un montage de l’ensemble support de pied de pale est ainsi possible par l’extérieur de la veine.Thanks to the attached lever arm, mounting of the blade root support assembly is thus possible from the outside of the vein.
En outre, la liaison cannelée ou tout autre type de liaison entre l’arbre radial et le pied de pale réduit fortement la complexité du système, en augmente la fiabilité et permet de libérer de la place radialement. Le rayon d’implantation des biellettes peut donc être augmenté, permettant d’allonger en conséquence le bras de levier.In addition, the splined connection or any other type of connection between the radial shaft and the blade root greatly reduces the complexity of the system, increases its reliability and frees up space radially. The implantation radius of the rods can therefore be increased, making it possible to lengthen the lever arm accordingly.
Le système selon l’invention peut comprendre une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément les unes des autres, ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles les unes avec les autres :The system according to the invention may comprise one or more of the following characteristics, taken separately from each other, or according to all the technically possible combinations with each other:
- le prolongement transversal comporte un bossage ménagé à une extrémité libre du prolongement, présentant une surface de contact transversale à l’axe et configurée pour recevoir une extrémité de la chape ;- the transverse extension comprises a boss provided at a free end of the extension, presenting a contact surface transverse to the axis and configured to receive one end of the yoke;
- la surface de contact du bossage présente une forme sensiblement elliptique et l’extrémité de la chape fixée au bossage comporte une forme complémentaire à la surface de contact du bossage ;- the contact surface of the boss has a substantially elliptical shape and the end of the yoke fixed to the boss has a shape complementary to the contact surface of the boss;
- le prolongement transversal comporte une butée faciale s’étendant dans un plan parallèle à l’axe et la chape comporte un épaulement configuré pour venir en appui contre la butée faciale du prolongement transversal ;- the transverse extension comprises a facial abutment extending in a plane parallel to the axis and the yoke comprises a shoulder configured to bear against the facial abutment of the transverse extension;
- la chape est fixée solidairement au bossage du prolongement transversal par au moins une liaison boulonnée de préférence du type vis-écrou ;- The yoke is fixed integrally to the boss of the transverse extension by at least one bolted connection, preferably of the screw-nut type;
- l’extrémité de la chape fixée au bossage comporte au moins un orifice traversant et le bossage comporte au moins un trou traversant dans la surface de contact arrangé en face d’un orifice traversant de la chape, chaque vis d’une liaison boulonnée étant insérée successivement dans un orifice traversant de la chape et un trou traversant du bossage ;- the end of the yoke fixed to the boss has at least one through hole and the boss has at least one through hole in the contact surface arranged opposite a through hole of the yoke, each screw of a bolted connection being successively inserted into a through hole in the yoke and a through hole in the boss;
- la chape comporte un prolongement s’étendant le long de l’axe et comportant au moins un orifice traversant d’axe perpendiculaire à l’axe, et le prolongement transversal du support de pied comporte une paroi s’étendant le long de l’axe dans laquelle est ménagé au moins un trou traversant arrangé en face d’un orifice traversant de la chape, et présentant une surface d’appui configurée pour recevoir le prolongement de la chape, chaque vis d’une liaison boulonnée étant insérée successivement dans un orifice traversant de la chape et un trou traversant du prolongement transversal du support de pied ;- the yoke comprises an extension extending along the axis and comprising at least one through hole with an axis perpendicular to the axis, and the transverse extension of the foot support comprises a wall extending along the axis in which is formed at least one through hole arranged opposite a through hole in the yoke, and having a bearing surface configured to receive the extension of the yoke, each screw of a bolted connection being inserted successively in a through hole in the yoke and a through hole in the transverse extension of the foot support;
- la chape comporte deux bras parallèles reliés par une portion centrale, la portion centrale comportant au moins un orifice traversant d’axe transversal à l’axe, et le prolongement transversal du support de pied comporte au moins un trou traversant arrangé en face d’un orifice traversant de la chape, chaque vis d’une liaison boulonnée étant insérée successivement dans un orifice traversant de la chape et un trou traversant du prolongement transversal du support de pied ;- the yoke comprises two parallel arms connected by a central portion, the central portion comprising at least one through hole with an axis transverse to the axis, and the transverse extension of the foot support comprises at least one through hole arranged opposite a through hole in the yoke, each screw of a bolted connection being inserted successively into a through hole in the yoke and a through hole in the transverse extension of the foot support;
- la face inférieure opposée à la face supérieure comprend un prolongement cylindrique s’étendant le long de l’axe entre la paroi de fond et le prolongement transversal.- the lower face opposite the upper face comprises a cylindrical extension extending along the axis between the bottom wall and the transverse extension.
La présente invention concerne également un ensemble comportant un système de commande du calage tel que décrit ci-dessus et une pale d’hélice à calage variable commandé par ledit système.The present invention also relates to an assembly comprising a pitch control system as described above and a variable-pitch propeller blade controlled by said system.
La présente invention concerne également une turbomachine, en particulier d’aéronef, comportant au moins un système ou un ensemble tel que décrit précédemment.The present invention also relates to a turbine engine, in particular for an aircraft, comprising at least one system or an assembly as described above.
Notamment, la turbomachine peut être du type open rotor dans laquelle l’hélice est non carénée.In particular, the turbomachine may be of the open rotor type in which the propeller is unducted.
La turbomachine peut également être du type USF comprenant une seule hélice non carénée et un redresseur comprenant plusieurs aubes de stator.The turbomachine may also be of the USF type comprising a single unducted propeller and a rectifier comprising several stator vanes.
La présente invention sera mieux comprise et d’autres détails, caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description d’un exemple non limitatif qui suit, en référence aux dessins annexés sur lesquels :The present invention will be better understood and other details, characteristics and advantages of the present invention will appear more clearly on reading the description of a non-limiting example which follows, with reference to the appended drawings in which:
Les éléments ayant les mêmes fonctions dans les différentes mises en œuvre ont les mêmes références dans les figures.The elements having the same functions in the different implementations have the same references in the figures.
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Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4021142A (en) * | 1974-10-09 | 1977-05-03 | United Technologies Corporation | Pitch-change apparatus for a ducted thrust fan |
US4718823A (en) * | 1987-02-24 | 1988-01-12 | United Technologies Corporation | Pitch changing mechanism for fan blades |
FR2908451A1 (en) | 2006-11-09 | 2008-05-16 | Snecma Sa | TURBOPROPULSEUR COMPRISING AN ADJUSTABLE ORIENTATION BLADE ASSEMBLY |
WO2013050704A1 (en) | 2011-10-03 | 2013-04-11 | Snecma | Turbo engine with propeller(s) for an aircraft with a system for changing the pitch of the propeller |
US20160009373A1 (en) * | 2014-03-31 | 2016-01-14 | Aerovate Inc. | Variable Blade Pitch Propeller Assembly |
-
2021
- 2021-07-22 FR FR2107924A patent/FR3125505B1/en active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4021142A (en) * | 1974-10-09 | 1977-05-03 | United Technologies Corporation | Pitch-change apparatus for a ducted thrust fan |
US4718823A (en) * | 1987-02-24 | 1988-01-12 | United Technologies Corporation | Pitch changing mechanism for fan blades |
FR2908451A1 (en) | 2006-11-09 | 2008-05-16 | Snecma Sa | TURBOPROPULSEUR COMPRISING AN ADJUSTABLE ORIENTATION BLADE ASSEMBLY |
WO2013050704A1 (en) | 2011-10-03 | 2013-04-11 | Snecma | Turbo engine with propeller(s) for an aircraft with a system for changing the pitch of the propeller |
US20160009373A1 (en) * | 2014-03-31 | 2016-01-14 | Aerovate Inc. | Variable Blade Pitch Propeller Assembly |
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