BE1030508B1 - Rotor a anneau intermediaire - Google Patents

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Abstract

Procédé de fabrication d’un rotor (12) de turbomachine comprenant : la réalisation d’une rainure ou d’une encoche sur chaque aube (40) d’une rangée annulaire d’aubes (40), à une position radiale intermédiaire des aubes (40) ; la mise en position d’un anneau intermédiaire (42) comprenant des logements dans lesquels s’engagement les rainures ou encoches ; et la fixation, préférentiellement par soudage, de l’anneau intermédiaire (42) aux aubes (40). L’invention porte également sur un rotor (12) obtenu par ce procédé et une turbomachine munie d’un tel rotor (12).

Description

Description
ROTOR A ANNEAU INTERMEDIAIRE
Domaine
L’invention a trait à la fabrication d’un rotor pour une turbomachine multi-flux.
Art antérieur
Les turbomachines multi-flux ont pour caractéristique d’utiliser différents flux d'air annulaires, coaxiaux les uns des autres, chacun des flux rencontrant ou non divers organes de la turbomachine (compresseur, chambre de combustion, turbine, pales de redresseur, etc. ).
Il est connu d'utiliser une roue mobile de compresseur commune à deux flux adjacents séparés d’une paroi. À ce titre, la roue comprend un anneau intermédiaire qui maintient les deux flux isolés l’un de l’autre de manière étanche. Pour assembler cet anneau intermédiaire, des supports sont prévus sur chacune des aubes et des tronçons angulaires de l'anneau sont rivetés à chacun des supports.
D’une part, un tel assemblage est complexe. Il nécessite un temps de montage important et requiert l’emploi d’outils spécifiques.
D’autre part, une telle roue mobile est uniquement adaptée à une conception où deux flux sont déjà séparés l’un de l’autre en amont de la roue. La géométrie de l'anneau intermédiaire n’est pas adaptée à une zone de la turbomachine où un flux unique en amont de la roue est scindé en plusieurs flux en aval de la roue, car la géométrie connue de l’état de la technique génèrerait dans une telle situation des pertes aérodynamiques importantes et donc un rendement du moteur plus faible.
De telles zones de séparation de flux se trouvent notamment au niveau d’un bec de séparation en aval d’une soufflante.
Résumé de l’invention
Problème technique
L’invention vise à résoudre les inconvénients relevés dans l’état de la technique. En particulier, l’invention vise à proposer une conception de rotor et son procédé de fabrication, qui permettent une fabrication plus aisée et qui rendent le rotor apte à occuper une zone de la turbomachine où un flux d'air est scindé sans affecter le rendement de la turbomachine.
Solution technique
L’invention a trait à un procédé de fabrication d’un rotor de compresseur de turbomachine comprenant : la réalisation d’une rainure ou d’une encoche sur chaque aube d’une rangée annulaire d’aubes, à une position radiale intermédiaire des aubes ; la mise en position d’un anneau intermédiaire comprenant des logements dans lesquels s'engagent les rainures ou encoches, l'anneau intermédiaire comprenant un bord d'attaque, un bord de fuite, une surface radiale interne de guidage du flux et une surface radiale externe de guidage du flux, lesdites surfaces s'étendant du bord d’attaque au bord de fuite; et la fixation, préférentiellement par soudage, de l’anneau intermédiaire aux aubes.
La rainure ou l’encoche pourvue sur chaque aube permet de pré-maintenir l'anneau pendant sa fixation. Elles rendent ainsi l’assemblage plus aisé et potentiellement plus précis. La forme et la position de la rainure ou de l’encoche peut être telle que l'anneau intermédiaire soit positionné de façon à pré-guider le flux selon une direction avantageuse pour sa séparation.
En effet, l'anneau intermédiaire subdivise le flux qui se trouve en amont du rotor et le pré-guide vers les deux (ou plus) flux qui se trouvent en aval du rotor. Il améliore ainsi le rendement de la turbomachine. Il subdivise ainsi l'espace inter-aubes en deux canaux dans lesquels les particules du flux amont s'engagent vers lun ou l’autre des flux aval. L’anneau est « intermédiaire » dans le sens où il n’est ni disposé aux pieds, ni aux têtes des aubes, mais à une position radialement intermédiaire entre les pieds et les têtes des aubes. Lorsqu'un flux amont est scindé en plus de deux flux aval, plusieurs anneaux intermédiaires respectifs peuvent être prévus.
Selon un mode avantageux de l'invention, l’anneau intermédiaire est formé de plusieurs sections d’anneau et l'étape de mise en position de l’anneau comprend la mise en position de toutes les sections d’anneau. Les tronçons permettent une manipulation plus aisée et donc un assemblage simplifié. IIs permettent également la mise en place simultanée de plusieurs parties de l'anneau par différents opérateurs.
Selon un mode avantageux de l'invention, l'étape de fixation est au moins partiellement réalisée avant que l’entièreté des sections n'aient été mises en position. Ce chevauchement des deux étapes permet un gain de temps de fabrication. Il est entendu qu'’alternativement, les sections d’anneau sont toutes positionnées avant que l’étape de fixation (par exemple par soudage) ne débute.
Selon un mode avantageux de l'invention, la mise en position de l'anneau comprend l'emmanchement radial de sections d’anneau sur les aubes. La cambrure des aubes et la courbure des sections d'anneau (qui, ensemble, forment un anneau) jouent un rôle de détrompeur lors d’une insertion des sections d’anneau radialement autour des aubes, offrant encore un gain d’efficacité lors de la fabrication.
Selon un mode avantageux de l'invention, la mise en position de l'anneau comprend le coulissement simultanément axial et circonférentiel de sections d’anneau. Ainsi, des sections d’anneau peuvent être amenée parallèlement à l’hélice décrite par les aubes. Par exemple, deux cerceaux dont l'un ou les deux comprennent des encoches correspondant au profil des aubes peuvent être amenés depuis l’amont et depuis l’aval, notamment simultanément, puis fixés l’un à l’autre.
Selon une autre alternative, l’anneau intermédiaire est monobloc et il est mis en position par coulissement simultanément axial et circonférentiel.
Selon un mode avantageux de l'invention, le procédé comprend en outre une étape de mise en position dun anneau extérieur et une étape de fixation, préférentiellement par soudage, de l'anneau extérieur aux extrémités radiales externes des aubes. Cet anneau permet d’éviter les tourbillons de fuite entre l’intrados et l’extrados.
Selon un mode avantageux de l'invention, le procédé comprend en outre la mise en position et la fixation, préférentiellement par soudage, d’aubes auxiliaires s'étendant radialement intérieurement et/ou extérieurement depuis l’anneau intermédiaire, et/ou s'étendant radialement intérieurement depuis l'anneau extérieur. Ces aubes auxiliaires permettent d’agir indépendamment sur un des deux flux aval, optimisant ainsi le rendement de la turbomachine en comprimant ou accélérant l’un des flux plus que l’autre. Les aubes auxiliaires peuvent être mises en position et fixées avant ou après que les anneaux (ou sections d’anneaux) ne soient / ont été fixés aux aubes. Selon un mode avantageux de l'invention, les aubes auxiliaires ont une hauteur radiale d’au moins 15% de la hauteur des aubes.
Selon un mode avantageux de l'invention, l'anneau intermédiaire et/ou l'anneau extérieur est/sont essentiellement formé(s) de matériau composite, et est/sont éventuellement muni(s) d’inserts métalliques destinés à être soudés aux aubes. Ce gain de poids pour un élément tournant permet encore de gagner en rendement.
Alternativement, tous les éléments du rotor sont métalliques.
Selon un mode avantageux de l’invention, les aubes sont encerclées par l'anneau intermédiaire. Ainsi, l'anneau est axialement plus long que les aubes et il les encapsule.
Selon un mode avantageux de l'invention, l'anneau intermédiaire et/ou l'anneau extérieur présente(nt) des irrégularités sur sa(leurs) surface(s) radialement extérieure(s) et/ou sur sa(leurs) surface(s) radialement intérieure(s), les irrégularités étant notamment du type contouring tridimensionnel. Ces irrégularités sont des bosses et/ou des creux, dont la hauteur ou profondeur sont d’un ordre de grandeur très faible par rapport aux dimensions de l'anneau. Ces irrégularités améliorent encore le guidage du flux et donc le rendement de la turbomachine.
L’invention a également trait à un rotor de turbomachine obtenu par un procédé de fabrication conforme à l’un des modes de réalisation exposés ci-dessus. La rainure, l’encoche et la fixation, notamment par un cordon de soudure, sont observables sur le rotor une fois fabriqué et le distinguent d’un rotor obtenu par un procédé différent.
Il en va de même pour les tronçons d’anneau. Des micrographies du rotor ou de sections de celui-ci permettent le cas échéant de le distinguer d’un autre rotor.
L’invention porte également sur une turbomachine comprenant : une hélice non- carénée propulsant un flux tertiaire ; un rotor en aval de l’hélice, le rotor comprenant une rangée annulaire d’aubes rotoriques ; un bec de séparation en aval du rotor pour séparer le flux propulsé par le rotor en un flux primaire et un flux secondaire ; et un compresseur comprimant le flux primaire ; la turbomachine étant remarquable en ce que le rotor est obtenu par un procédé de fabrication conforme à l’un des modes de réalisation exposés ci-dessus et le bord de fuite de l’anneau intermédiaire est agencé à une position radiale proche de celle du bec de séparation.
Le bec de séparation peut avoir une arête circulaire formant une extrémité amont, arrondie ou non. De l’arête circulaire s’étend une surface externe, de guidage interne du flux secondaire, et une surface interne, de guidage externe du flux primaire. 5 Le flux est ainsi pré-guidé par l'anneau intermédiaire avant d’être scindé en deux flux. Ce pré-guidage réduit les risques de turbulences ou de décollement du flux et permet une amélioration du rendement de la turbomachine.
Selon un mode de réalisation avantageux de l'invention, au voisinage du bec de séparation, le flux primaire et le flux secondaire s’écoulent selon deux directions principales d'écoulement respectives, définissant respectivement un angle primaire et un angle secondaire, par rapport à l’axe de rotation du rotor, et le bord de fuite de l’anneau intermédiaire guide le flux d’entrée selon un angle de fuite qui est compris entre l’angle primaire et langle secondaire. Un compromis est ainsi trouvé pour limiter les pertes lorsque les deux flux en aval du bec sont très divergents.
Cette orientation de l'anneau intermédiaire offre également une flexibilité pour la conception des veines en aval du rotor, permettant notamment un col de cygne abrupt en sortie d'un compresseur, et donc un taux de compression important et un meilleur rendement.
Selon un mode de réalisation avantageux de l'invention, le profil transversal de l'anneau présente une cambrure et/ou un point d’inflexion. Alternativement, le profil peut être rectiligne, présentant un angle constant depuis l’angle d’entrée au niveau du bord d’attaque à l’angle de sortie au niveau du bord de fuite. Selon la géométrie des veines des flux primaire et secondaire, l'une ou l’autre conception est plus ou moins avantageuse. Notamment, une cambrure permet de conduire un plus grand volume d'air vers l’un ou l’autre des flux aval.
Selon un mode de réalisation avantageux de l'invention, le rotor comprend une pluralité d’anneaux dont au moins deux diffèrent par leurs profils, leur position radiale, leur longueur circonférentielle, leur épaisseur, leur forme et/ou leur méthode d'assemblage.
Avantages de l'invention
L’invention est particulièrement avantageuse en ce quelle permet de proposer un rotor adapté à une zone de la turbomachine où un flux est scindé en deux flux (ou plus) tout en limitant les effets sur le rendement du moteur et en offrant une fabrication moins complexe que les rotors connus.
Un avantage additionnel que constitue la présence d’un anneau intermédiaire est la protection des veines aval en cas d'ingestion d’objets étrangers dans le moteur.
Le pré-guidage des flux permet également une plus grande liberté dans la trajectoire des veines en aval et notamment un col de cygne plus abrupt, car le flux qui entre dans le col de cygne peut être pré-guidé et présenter moins de risques de décollement.
Ensuite, le flux secondaire (respectivement primaire) peut être « énergisé », c’est- à-dire accéléré et/ou comprimé d’avantage que le flux primaire (resp. secondaire).
Description des dessins
La figure 1 est une vue en coupe d’une turbomachine ;
La figure 2 illustre la séparation d’un flux ;
La figure 3 représente une vue isométrique d’un rotor selon l'invention ;
Les figures 4A à 4C montrent des exemples d’aubes ;
Les figures SA et 5B illustrent des exemples de sections d’anneau ;
Les figures GA et GB représentent des exemples de cerceaux et d'anneau ;
La figure 7 est une vue isométrique d’un rotor selon l'invention ;
Les figures 8A et 8B représentent une vue isométrique d’un rotor selon l'invention.
Description d’un mode de réalisation
Dans la description qui va suivre, les termes « interne » et « externe » renvoient à un positionnement par rapport à l'axe de rotation d'une turbomachine. La direction axiale correspond à la direction le long de l'axe de rotation de la turbomachine. La direction radiale est perpendiculaire à l'axe de rotation. L'amont et l'aval sont à considérer en référence au sens d'écoulement d’un flux dans la turbomachine.
Les figures montrent les éléments de manière schématique et ne sont pas représentées à l’échelle. En particulier, certaines dimensions sont agrandies pour faciliter la lecture des figures.
La figure 1 montre une vue en coupe schématique d’une turbomachine 1. Un carter intérieur 2 guide un flux primaire F1 qui parcourt successivement des compresseurs 4 (basse et haute pression), une chambre de combustion 6 et des turbines 8 (haute et basse pression), avant de s'échapper par une tuyère 10. L'énergie de la combustion entraîne les turbines 8 en rotation autour de l'axe X. Les turbines 8 entraînent les compresseurs 4, directement par le biais d’arbres de transmission, ou indirectement au moyen de réducteurs.
Les turbines 8 entraînent également en rotation un rotor 12 qui met en mouvement un flux d’entrée (F1+F2) qui se sépare en un flux primaire F1 dirigé vers un compresseur 4 et un flux secondaire F2. Dans l’exemple représenté sur la figure 1, une hélice 14 non carénée propulse un flux tertiaire F3 en plus de propulser le flux d'entrée (F1+F2).
Un carénage 16 et une nacelle 18 délimitent un passage 19 qui est parcouru par le flux secondaire F2.
Des bras structuraux 20 reprennent les efforts entre la nacelle 18 et le carter 4.
Une rangée annulaire d’aubes statoriques 22 (« outlet guide vanes », OGV) peut être agencée en aval du rotor 12 pour redresser le flux F2.
Le rotor 12 et l’'hélice 14 peuvent tourner en sens inverse l’une de l’autre par le truchement d’un réducteur à engrenage (non représenté). Ce réducteur peut également grandement diminuer la vitesse de rotation (entre les turbines et le rotor/l’hélice).
La figure 2 montre schématiquement la séparation d’un flux en deux flux annulaires.
Un flux d’entrée F est scindé en un flux primaire F1 et en un flux secondaire F2. Les flux primaire F1 et secondaire F2 s’écoulent respectivement dans une veine annulaire 32, 34. Ces flux peuvent correspondre aux flux primaire et secondaire de la figure 1 ou à d'autres flux séparés l’un de l’autre dans la turbomachine.
La séparation des flux est effectuée par un bec de séparation 36 de forme circulaire autour de l’axe de la turbomachine X. Le bec de séparation 36 peut avoir une arête circulaire amont qui peut être une arête vive ou arrondie. Elle est agencée directement en amont d’une surface 34.1 qui guide intérieurement le flux secondaire
F2 et d’une surface 32.1 qui guide extérieurement le flux primaire F1. Ces deux surfaces 32.1, 34.1 peuvent être approximativement des troncs de cônes au voisinage du bec 36. Les flux F1 et F2 ont une direction principale d’écoulement qui est orientée selon les angles a, et à, au voisinage du bec 36. L’angle a, peut être compris entre -60° et +15°. L'angle a» peut être compris entre -15° et +60°, tout en étant naturellement supérieur à 04.
Le bec de séparation 36 ou son arête circulaire définit un rayon R jusqu’à l'axe X.
Directement en amont du bec 36 se situe un ensemble tournant se présentant sous la forme d’un rotor 12 équipé d’une rangée annulaire d’aubes 40 s'étendant depuis un disque interne 41. Les aubes 40 sont fixées au disque interne 41 par soudage, ou les aubes 40 sont fabriquées simultanément au disque 41, par usinage d’un même brut ou par fabrication additive. Tout type de soudage peut être envisagé (soudure par faisceau d’électron, friction orbitale, friction linéaire, TIG).
Alternativement, les aubes 40 peuvent être fixées au disque 41 par queues d’aronde ou par tout autre moyen démontable.
Au moins un anneau intermédiaire 42 s'étend circonférentiellement sur 360° encerclant le disque 41. L'anneau 42 peut être axialement confiné aux aubes comme dessiné sur la figure 2 ou alternativement encercler chaque aube 40 du côté amont et/ou aval (voir figure 3). La figure 2 met en évidence le fait que l’anneau intermédiaire 42 comprend un bord d’attaque 42.1 et un bord de fuite 42.2. Ce dernier est situé à une hauteur radiale R (+/- 10%) qui peut notamment être compris entre 30% et 70% de la hauteur radiale des aubes 40. Les bords d'attaque et de fuite de l'anneau intermédiaire sont circulaires autour de l'axe de rotation du rotor 12.
L’anneau 42 peut être métallique ou être fait de matériau composite. L’anneau 42 peut être fixé par goupilles, par éléments vissés, ou soudé aux aubes 40. Le cas échéant, le soudage d’un anneau composite est rendu possible par l'intégration d'inserts métalliques dans l’anneau composite.
L’anneau intermédiaire 42 présente une surface radiale interne 42.3 et une surface radiale externe 42.4, chacune s'étendant depuis le bord d’attaque 42.1 jusqu’au bord de fuite 42.2.
L’épaisseur radiale de l'anneau peut varier d'amont vers l’aval. Les surfaces 42.3, 42.4 peuvent être pourvues d'irrégularités aidant le guidage du flux (« contouring ») et présenter ainsi des variations d'épaisseur locales.
Le profil de l'anneau 42 peut également présenter une cambrure et/ou un point d'inflexion. L’anneau intermédiaire 42 peut présenter un angle de guidage amont au niveau du bord d’attaque qui est différent de l’angle aval au niveau du bord de fuite.
Alternativement, l’angle de guidage du flux peut être constant de l’amont à l’aval.
La figure 2 met en évidence langle de fuite a qui correspond à l'orientation du flux d’entré F au voisinage du bord de fuite 42.2 de l'anneau 42. L’anneau 42 est conçu pour que cet angle soit compris entre à, et 02.
La figure 3 montre une vue isométrique du rotor 12 avec ses aubes 40 s'étendant depuis le disque 41, et son anneau intermédiaire 42.
Les figures 4A à 4C montre différents exemples d’aubes 40.
La figure 4A représente une aube 40 avec son bord d'attaque 40.1, son bord de fuite 40.2 et son intrados 40.3. Une encoche 40.5 est prévue pour recevoir l’anneau 42. Sur l'exemple illustré, ’encoche 40.5 est disposée sur le bord d’attaque mais celle-ci peut être agencée à d'autres endroits de l’aube 40.
Lafigure 4B montre une variante avec une rainure 40.6. Sur cet exemple, la rainure 40.6 s’étend axialement sur toute l'aube 40 ainsi que des deux côtés (extrados et intrados). Une rainure plus courte et ne s'étendant que d’un côté de l’aube 40 est également envisageable. La rainure peut être rectiligne, parallèle ou non à l’axe de la turbomachine. Elle peut alternativement être courbe et suivre la cambrure de l'anneau 42.
La figure 4C montre une autre alternative avec une encoche sur l’intrados 40.3, créant un épaulement à la jonction entre une partie externe d’intrados 40.31, plus fine, et une partie interne d’intrados 40.32, plus épaisse.
L’encoche ou la rainure permet la fixation de l'anneau 42 au moyen d’une goupille, d’éléments de visserie, ou au moyen d’un point ou d’un cordon de soudure.
Dans un mode de réalisation, l’anneau 42 est formé de plusieurs sections d'anneau qui une fois assemblées ensemble, forment l'anneau 42. La figure 5A montre une section d'anneau 44. Le bord d’attaque 44.1 et de fuite 44.2 de chaque section forment une partie du bord d'attaque 42.1 et de fuite 42.2 de l'anneau. Les bords 144.3 et 44.4 sont destinés à être aboutés à d’autres bords similaires de sections adjacentes. Un cordon de soudure peut être utilisé pour fixer les sections d'anneau
44 les unes aux autres. Les bords 44.3 et 44.4 peuvent être rectilignes, parallèles à l’axe X ou non, ou être courbes et suivre la courbure d’un intrados ou d’un extrados.
La surface supérieure 44.5 forme une partie de la surface externe 42.4 de l'anneau 42.
Un logement 44.6 est agencé dans la section 44. Ce logement présente un contour fermé de dimension légèrement supérieure au profil de l’aube 40, considéré à la position radiale destinée à recevoir la section 44. Cette section 44 peut être emmanchée autour de l'aube 40 par un mouvement sensiblement radial (à la courbure de l’aube 40 près).
Le jeu entre le logement 44.6 et l’aube 40 peut être comblé par un joint d’étanchéité ou par un cordon de soudure, afin de procurer une continuité de matière entre les aubes 40 et l'anneau 42 une fois l'ensemble assemblé.
Dans une alternative non illustrée, le logement 44.6 est fait de deux demi-logements à chaque extrémité circonférentielle (sur les arêtes 44.3 et 44.4) et la section 44 est ainsi insérée radialement dans l’espace circonférentiel inter-aubes.
La figure 5B montre une section 44 dans un mode de réalisation alternatif avec un logement 44.6 débouchant. Cette conception permet d’insérer la section 44 autour de l’aube 40 par un mouvement sensiblement hélicoïdal (combinant translation axiale et rotation circonférentielle) depuis l’aval de l’aube 40.
Le logement 44.6 peut être débouchant sur le bord d’attaque de l'anneau 42.
Alternativement, une section 44 (non représentée, présentant un logement débouchant et complémentaire à celui de la figure 5B) peut être amenée de la même façon depuis l’amont.
Dans une autre alternative, les sections d'anneau 44 comprennent plusieurs logements (voir pointillés sur la figure 5B) et chaque section peut ainsi recouvrir plusieurs aubes adjacentes. Le rotor 12 peut ainsi être formé par l'assemblage de plusieurs secteurs angulaires sur le disque 41, chaque secteur comprenant plusieurs aubes et une ou plusieurs sections d’anneau 44 correspondantes.
La figure GA montre une variante dans laquelle deux cerceaux 46, 48 viennent encapsuler les aubes 40 depuis l’amont et l'aval, potentiellement avec un mouvement hélicoïdal, les deux cerceaux 46, 48 formant deux tronçons axiaux de l'anneau 42, et comprenant des logements 46.6, 48.6 respectifs coopérant avec une partie des aubes et en particulier leurs encoches ou rainures. Le cerceau 46 comprend un bord amont 46.1 qui forme le bord d'attaque 42.1 de l'anneau et le tronçon 48 comprend un bord aval 48.2 qui forme le bord de fuite 42.2 de l'anneau.
La figure 6B montre une alternative où l'anneau 42 est formé d’un seul tronçon 50 dont un bord 50.1 correspond au bord d'attaque de l'anneau 42 et un bord 50.2 correspond au bord de fuite de l'anneau 42. Cet anneau monobloc 42 comprend des logements 50.6 débouchants. Celui-ci est engagé autour des aubes 40 depuis l’aval. Alternativement, il peut être amené depuis l’amont.
La figure 7 montre un mode de réalisation où un anneau externe 52 est ajouté aux extrémités externes (têtes) des aubes 40. Tout moyen de fixation est possible entre l'anneau externe 52 et les aubes 40, tels que le soudage ou l'utilisation de plateformes de fixation.
L’anneau externe 52 peut disposer d'irrégularités (« contouring ») sur surface interne 52.3 et/ou sur sa surface externe 52.4.
Les figures 8A et 8B montrent un mode de réalisation où des aubes auxiliaires 54 sont intercalées entre deux aubes 40 circonférentiellement adjacentes.
Sur la figure 8A, qui ne présente pas d'anneau externe, les aubes auxiliaires 54 sont portées et fixées à l'anneau 42.
Dans l’exemple de la figure 8B, les aubes auxiliaires 54 sont au contact à la fois de
Vanneau intermédiaire 42 et de l'anneau externe 52. Dans une alternative, la hauteur des aubes auxiliaires 54 est plus courte que la distance entre les deux anneaux 42, 52 et les aubes auxiliaires 54 ne sont donc fixées qu’à l’un des deux anneaux 42, 52.
Dans une variante non illustrée, l'anneau intermédiaire 42 n’est pas présent et seul l’anneau externe 52 porte les aubes auxiliaires 54. Celles-ci s'étendent radialement sur une distance qui correspond à la hauteur radiale de la veine secondaire (34 sur la figure 2).
Les aubes auxiliaires 54 peuvent avoir une hauteur d'au moins 15 % et notamment environ un quart de la hauteur des aubes 40. Alternativement, les aubes auxiliaires 54 peuvent recouvrir toute la distance entre l'anneau 42 et le disque 41, ou toute la hauteur entre l'anneau 42 et la tête des aubes 40, ou encore toute la distance radiale entre l’anneau intermédiaire 42 et l’anneau externe 52. Quant à leur dimension axiale, les aubes auxiliaires 54 peuvent s'étendre entre 50 et 100% de la longueur axiale des aubes 40.
Dans l'exemple illustré, les aubes auxiliaires 54 sont au nombre de « une » par espace inter-aubes et s'étendent radialement extérieurement depuis l'anneau 42. II est entendu que le nombre d’aubes auxiliaires portées par l’anneau 42 et leurs orientations (extérieure et/ou intérieur) peuvent être choisies en fonction de la compression ou de la vitesse à imprimer indépendamment aux flux primaire ou secondaire. Par exemple, une aube auxiliaire 54 peut être dirigée vers l’intérieur, et deux aubes auxiliaires 54 peuvent être dirigées vers l'extérieur, l’aube intérieure étant circonférentiellement située à mi-distance entre les aubes extérieures.
L’invention porte non seulement sur le rotor 12 et la turbomachine 1 mais également sur le procédé de fabrication du rotor 12. Celui-ci comprend essentiellement la mise en place et la fixation de l'anneau intermédiaire ou de sections d'anneau aux aubes, en particulier les logements de l'anneau coopérant avec une rainure ou une encoche de l'aube.
Le disque 41 et les aubes 40 peuvent être monobloc, venus de matière, ou les aubes 40 peuvent être rapportées au disque 41 et fixées sur celui-ci. Les différentes étapes de fixation de l'anneau 42 ou de ses sections 44 peuvent être effectuées avant que les aubes 40 ne soient fixées au disque, ou après. Alternativement, le montage peut être hybride, certaines aubes étant monobloc avec le disque et d’autres y étant rapportées. Aussi, la fixation de l'anneau ou de ses sections aux aubes peut être faite simultanément à la fixation d’autres aubes au disque. Selon une autre variante, les sections d’anneau 44 peuvent être fixées aux aubes 40 (éventuellement par secteur angulaire de plusieurs aubes), puis les aubes et leurs sections d'anneau peuvent être fixées au disque 41.
De même, la réalisation des encoches et rainures dans les aubes peut être faite après la fixation des aubes au disque ou avant. Alternativement, les encoches et rainures peuvent être réalisées sur certaines aubes pendant que d’autres aubes sont en train d'être fixées ou pendant que certaines sections d’anneau sont en train d'être fixées à certaines aubes.
De la même manière, les aubes auxiliaires 54 peuvent être fixées à l'anneau intermédiaire ou ses sections, et/ou à l'anneau externe, avant que ces anneaux ne soient fixés aux aubes, ou après.
L’invention est applicable aux turbomachines dites non-carénées (CROR « Counter-Rotating Open Rotor » ou USF « Unducted Single Fan ») qui peuvent présenter une soufflante intermédiaire.
Chaque caractéristique technique de chaque exemple illustré est applicable aux autres exemples. Notamment, le nombre d’aubes, le nombre d'anneaux ou de sections d’anneau, leur agencement, leur profil transversal, leur longueur, leur cambrure, leur forme, etc., peuvent être tirés d’un mode de réalisation et être appliqué à un autre.
Les différents types de fixation de sections d’anneau peuvent être combinés sur un même rotor. Ainsi, certains segments d’un même anneau peuvent être amenés axialement alors que d’autres sont amenés radialement autour des aubes. Aussi, dans les variantes à plusieurs anneaux, une même aube peut disposer de plusieurs encoches et/ou rainures de différents types pour engager chacun des anneaux.

Claims (13)

Revendications
1. Procédé de fabrication d’un rotor (12) de compresseur de turbomachine (1) comprenant : - la réalisation d’une rainure (40.31, 40.6) ou d’une encoche (40.5) sur chaque aube (40) d’une rangée annulaire d’aubes (40), à une position radiale intermédiaire des aubes (40) ; - la mise en position d’un anneau intermédiaire (42) comprenant des logements (44.6, 46.6, 48.6, 50.6) dans lesquels s'engagent les rainures
(40.31, 40.6) ou encoches (40.5), l'anneau intermédiaire (42) comprenant un bord d'attaque (42.1), un bord de fuite (42.2), une surface radiale interne
(42.3) de guidage du flux et une surface radiale externe (42.4) de guidage du flux, lesdites surfaces (42.3, 42.4) s'étendant du bord d’attaque (42.1) au bord de fuite (42.2); et - la fixation, préférentiellement par soudage, de Vanneau intermédiaire (42) aux aubes (40).
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l’anneau intermédiaire (42) est formé de plusieurs sections d’anneau (44) et l’étape de mise en position de l'anneau (42) comprend la mise en position de toutes les sections d’anneau (44).
3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que la mise en position de l'anneau (42) comprend l’emmanchement radial de sections d'anneau (44) sur les aubes (40).
4. Procédé selon l’une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que la mise en position de l’anneau (42) comprend le coulissement simultanément axial et circonférentiel de sections d’anneau (44).
5. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l’anneau intermédiaire (42) est Monobloc et il est mis en position par coulissement simultanément axial et circonférentiel.
6. Procédé selon l’une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu’il comprend en outre une étape de mise en position d’un anneau extérieur (52) et une étape de fixation, préférentiellement par soudage, de l'anneau extérieur (52) aux extrémités radiales externes des aubes (40).
7. Procédé selon l’une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu’il comprend en outre la mise en position et la fixation, préférentiellement par soudage, d'aubes auxiliaires (54) s’étendant radialement intérieurement et/ou extérieurement depuis l’anneau intermédiaire (42), et/ou s'étendant radialement intérieurement depuis l'anneau extérieur (52).
8. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les aubes auxiliaires (54) ont une hauteur radiale d'au moins 15% de la hauteur des aubes (40).
9. Procédé selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'anneau intermédiaire (42) et/ou l’anneau extérieur (52) est/sont essentiellement formé(s) de matériau composite, et est/sont éventuellement muni(s) d’inserts métalliques destinés à être soudés aux aubes (40).
10. Procédé selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les aubes (40) sont encerclées par l’anneau intermédiaire (42).
11. Procédé selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'anneau intermédiaire (42) et/ou l'anneau extérieur (52) présente(nt) des irrégularités sur sa(leurs) surface(s) radialement extérieure(s) (42.4, 52.4) et/ou sur sa(leurs) surface(s) radialement intérieure(s) (42.3, 52.3), les irrégularités étant notamment du type contouring tridimensionnel.
12. Rotor (12) de turbomachine (1) obtenu par un procédé de fabrication conforme à l’une des revendications précédentes.
13. Turbomachine (1), comprenant : - une hélice (14) non-carénée propulsant un flux tertiaire (F3) ; - un rotor (12) en aval de l’hélice (14), le rotor (12) comprenant une rangée annulaire d'aubes rotoriques (40) ; - un bec de séparation (36) en aval du rotor (12) pour séparer le flux (F) propulsé par le rotor (12) en un flux primaire (F1) et un flux secondaire (F2); et
- un compresseur (4) comprimant le flux primaire (F1) ; la turbomachine (1) étant caractérisée en ce que le rotor (12) est obtenu par un procédé de fabrication comprenant : o a réalisation d’une rainure (40.31, 40.6) ou d’une encoche (40.5) sur chaque aube (40) de la rangée annulaire d’aubes (40), à une position radiale intermédiaire des aubes (40) ; o la mise en position d’un anneau intermédiaire (42) comprenant des logements (44.6, 46.6, 48.6, 50.6) dans lesquels s'engagent les rainures (40.31, 40.6) ou encoches (40.5), l’anneau intermédiaire (42) comprenant un bord d'attaque (42.1), un bord de fuite (42.2), une surface radiale interne (42.3) de guidage du flux et une surface radiale externe (42.4) de guidage du flux, lesdites surfaces (42.3, 42.4) s’étendant du bord d’attaque (42.1) au bord de fuite (42.2) ; et o a fixation, préférentiellement par soudage, de l'anneau intermédiaire (42) aux aubes (40), le bord de fuite (42.2) de l'anneau intermédiaire (42) étant agencé à une position radiale (R) proche de celle du bec de séparation (36).
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