FR3015570A1 - Moyens de support radiaux comprenant un dispositif de decouplage axial entre un carter interne et un carter externe d'helice pour turbomachine a ensemble d'helices contrarotatives non carenees - Google Patents

Moyens de support radiaux comprenant un dispositif de decouplage axial entre un carter interne et un carter externe d'helice pour turbomachine a ensemble d'helices contrarotatives non carenees Download PDF

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Abstract

L'invention concerne un agencement (1) pour hélice (32) de turbomachine (1) à ensemble d'hélices contrarotatives non carénées comprenant des moyens de support radiaux (70), un carter interne (58) et un carter externe (12) sensiblement annulaires autour d'un axe principal (3) de l'agencement (31) et configurés pour tourner autour de l'axe principal (3). Selon l'invention, les moyens de support radiaux (70) comprennent un dispositif de découplage axial situé entre un carter interne (58) de l'agencement (31) et le carter externe (12) de l'agencement (31). Le dispositif de découplage axial comprend, entre une extrémité radialement interne (78) fixée au carter interne (58) et une extrémité radialement externe (79) fixée au carte externe (12), deux premières portions de tôles (72, 74) reliées l'une à l'autre de façon à présenter, dans au moins une demi-coupe longitudinale à travers le carter interne (58) et le carter externe (12), une forme générale de « V » s'ouvrant radialement.

Description

MOYENS DE SUPPORT RADIAUX COMPRENANT UN DISPOSITIF DE DECOUPLAGE AXIAL ENTRE UN CARTER INTERNE ET UN CARTER EXTERNE D'HELICE POUR TURBOMACHINE A ENSEMBLE D'HELICES CONTRAROTATIVES NON CARENEES DESCRIPTION DOMAINE TECHNIQUE L'invention se rapporte au domaine technique des moyens de support radiaux pour turbomachine d'aéronef. Plus précisément, l'invention concerne des moyens de support radiaux entre un carter interne et un carter externe tournants d'hélice de turbomachine à ensemble d'hélices contrarotatives non carénées. Une telle turbomachine est également qualifiée de turbomachine à « Open Rotor ». ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE Les turbomachines à ensemble d'hélices contrarotatives non carénées comprennent généralement au moins un doublet d'hélices contrarotatives. Chacune des hélices comprend de façon connue un carter externe annulaire à partir duquel les pales de l'hélice sont en saillie, de sorte que le carter externe soit mobile en rotation autour de l'axe de rotation de l'hélice.
Par ailleurs, l'hélice comprend un carter interne autour duquel est situé le carter externe. Le carter interne est fixé au carter externe, de manière à être solidaire en rotation du carter externe autour de l'axe de rotation de l'hélice. L'hélice comprend également des moyens de support radiaux du carter externe relativement au carter interne. Les moyens de support radiaux permettent de transmettre des efforts radiaux du carter interne au carter externe. De tels efforts mécaniques sont ensuite transmis à un mât d'accrochage de la turbomachine. Les moyens de support radiaux sont configurés pour avoir une raideur dans la direction radiale d'autant plus élevée que le carter interne et le carter externe ne sont pas des carters structuraux fixes par rapport au mât d'accrochage. En effet, une raideur radiale élevée des moyens de support radiaux permet de maintenir un écartement radial sensiblement constant entre le carter interne et le carter externe tournants, afin notamment d'améliorer les performances aérodynamiques de la turbomachine. Le carter externe est léché par l'air extérieur. Il est donc refroidi par l'environnement extérieur de la turbomachine. Le carter interne délimite par rapport à l'axe de rotation de l'hélice un conduit annulaire configuré pour être traversé par des gaz d'échappement. De plus, si la turbomachine en comporte un, le dispositif de transmission mécanique de l'hélice est généralement situé à l'intérieur du carter interne par rapport à l'axe de rotation. Le carter interne est donc susceptible d'être soumis à des températures élevées du fait de l'écoulement de gaz d'échappement et éventuellement du fait de l'échauffement du dispositif de transmission en fonctionnement. Par conséquent, le carter interne est soumis à des températures beaucoup plus élevées que le carter externe lors du fonctionnement de la turbomachine.
II peut en résulter des dilatations axiales non négligeables du carter interne relativement au carter externe. Les moyens de support radiaux, de conception connue, pour turbomachine à ensemble d'hélices contrarotatives non carénées peuvent donc transmettre des déformations axiales du carter interne relativement au carter externe, risquant d'endommager prématurément l'hélice.
Des moyens d'atténuation des déplacements dans la direction radiale entre un carter interne de compresseur de turbomachine de conception classique et un carter externe du compresseur sont par exemple connus du brevet FR 2 925 108. Dans cette configuration connue, le carter interne et le carter externe sont des carters structuraux fixes par rapport à un mât d'accrochage. De plus, les moyens d'amortissement servent à transmettre des efforts radiaux entre le carter interne et le carter externe après avoir amorti en partie ces efforts. Plus précisément, les moyens d'atténuation prennent la forme d'une épingle annulaire comprenant deux portions de tôles en forme de « V » s'ouvrant longitudinalement par rapport à un axe principal longitudinal de turbomachine.
Ces moyens d'atténuation des déplacements dans la direction radiale ne permettent pas non plus de découpler les déformations axiales du carter interne relativement au carter externe. EXPOSÉ DE L'INVENTION L'invention vise à résoudre au moins partiellement les problèmes rencontrés dans les solutions de l'art antérieur. A cet égard, l'invention a pour objet un agencement pour hélice de turbomachine à ensemble d'hélices contrarotatives non carénées, l'agencement comprenant : un carter externe de l'hélice, configuré pour coopérer avec au moins une pale de l'hélice de manière à ce que la pale de l'hélice soit en saillie du carter externe radialement vers l'extérieur par rapport à un axe principal de rotation de l'agencement , un carter interne de l'hélice, délimitant extérieurement par rapport à l'axe principal un conduit annulaire destiné à être traversé par les gaz sortant d'un générateur de gaz de turbomachine, le carter interne et le carter externe étant sensiblement annulaires autour de l'axe principal et configurés pour tourner autour de l'axe principal, et des moyens de support radiaux du carter externe relativement au carter interne.
Selon l'invention, les moyens de support radiaux comprennent un dispositif de découplage axial situé entre le carter interne et le carter externe, le dispositif de découplage axial comprenant une extrémité radialement externe fixée au carter externe et une extrémité radialement interne fixée au carter interne, le dispositif de découplage axial comprenant, entre l'extrémité radialement interne et l'extrémité radialement externe, deux premières portions de tôles reliées l'une à l'autre de façon à présenter, dans au moins une demi-coupe longitudinale à travers le carter interne et le carter externe, une forme générale de V s'ouvrant radialement.
La forme de générale de « V » s'ouvrant radialement à la jonction des portions de tôles permet de découpler les déformations axiales du carter interne relativement au carter externe. La forme générale de « V » s'ouvrant radialement permet par exemple d'amortir les déformations axiales transmises par les moyens de support radiaux du carter interne au carter externe. En particulier, la forme générale de « V » s'ouvrant radialement permet de réduire la raideur axiale des moyens de support radiaux situés entre le carter interne et le carter externe. La forme générale de « V » s'ouvrant radialement permet notamment un déplacement axial relatif du carter interne relativement au carter externe, sous l'effet par exemple de dilatations thermiques, tout en limitant la transmission d'efforts axiaux exercés sur le carter interne au carter externe. Les deux portions de tôles sont susceptibles d'être au moins légèrement incurvées. De ce fait, les deux portions de tôles ne présentent pas toujours une forme stricte de « V ». Par ailleurs, les deux portions de tôles sont susceptibles d'être fixées l'une à l'autre de diverses façons connue, par exemple par des brides de fixation, de sorte que le sommet du « V » définisse une surface de jonction, et non pas nécessairement une ligne de jonction ou une jonction ponctuelle. Le carter externe est notamment un carter qui est configuré pour être léché par l'air extérieur. Le carter externe définit par exemple un profil aérodynamique de la turbomachine. Dans tous les cas, le carter externe est plus froid que le carter interne. L'invention peut comporter de manière facultative une ou plusieurs des caractéristiques suivantes combinées entre elles ou non. Selon une première configuration, le carter interne délimite extérieurement et radialement par rapport à l'axe principal le conduit annulaire destiné à être traversé par les gaz d'échappement en sortie du générateur de gaz. Dans ce cas, la différence de température entre le carter interne et le carter externe est d'autant plus importante que le carter externe est relativement éloigné du conduit annulaire. Les déformations axiales du carter interne relativement au carter externe risquent donc d'être d'amplitudes d'autant plus importantes.
Dans tous les cas, les déformations axiales du carter interne relativement au carter externe sont souvent générées, au moins en partie, par les dilatations axiales différentielles du carter interne relativement au carter externe issues de la différence de température entre ces deux carters.
De manière plus générale, le dispositif de découplage axial est de préférence destiné à découpler les déformations axiales du carter interne relativement au carter externe susceptibles d'être générées lors du fonctionnement de l'hélice, y compris les dilatations axiales différentielles entre le carter interne et le carter externe. Les premières portions de tôles sont de préférence planes, de façon à présenter une amplitude de déformation axiale importante lorsque le dispositif de découplage axial est situé entre le carter interne et le carter externe. Afin de découpler davantage les déformations axiales transmises par les moyens de support radiaux, l'extrémité radialement externe est éloignée dans la direction de l'axe principal de l'extrémité radialement interne.
Avantageusement, la forme générale de « V » forme un angle dont la bissectrice forme avec l'axe principal un angle ayant une valeur comprise entre 45° et 135°, de préférence entre 60° et 120°, ou très préférentiellement entre 85° et 95°. Plus spécifiquement, la bissectrice de l'angle de la forme générale de « V » est de préférence sensiblement orthogonale à l'axe principal de manière à découpler les déformations axiales du carter interne relativement au carter externe. Selon une particularité de réalisation, la forme générale de V forme un angle ayant une valeur comprise entre 30° et 90°, de préférence entre 60 et 75°. Ainsi, la forme générale de « V » permet davantage une flexion axiale d'une des premières portions de tôles relativement à l'autre, de manière à découpler les déformations axiales du carter interne relativement au carter externe durant le fonctionnement de la turbomachine. Selon une forme de réalisation avantageuse, la forme générale de V forme un angle saillant radialement vers l'axe principal. Selon une autre forme de réalisation avantageuse, la forme générale de V forme un angle rentrant radialement vers l'axe principal.
De préférence, le dispositif de découplage axial comprend une deuxième portion de tôle reliée aux premières portions de tôles de façon à présenter, selon la demi-coupe longitudinale à travers le carter interne et le carter externe, une forme générale de V s'ouvrant radialement dans le sens opposé au sens d'ouverture de la forme générale de V formé par les premières portions de tôles. De manière plus générale, l'agencement comprend de préférence une pluralité de portions de tôles reliées les unes aux autres le long de l'axe principal de façon à présenter, selon la demi-coupe longitudinale à travers le carter interne et le carter externe, une succession continue de formes générales de V s'ouvrant radialement dans des sens alternativement opposés. De préférence, les portions de tôles sont reliées de façon à présenter, dans au moins une autre demi-coupe longitudinale à travers le carter interne et le carter externe, un évidement traversant le sommet du V. Ainsi, la raideur axiale des deux portions de tôles est réduite, dans le but de découpler axialement encore plus efficacement le carter interne et le carter externe. Avantageusement, les moyens de support radiaux prennent la forme d'un anneau orthogonal à l'axe principal. Dans ce cas, l'anneau s'étend de préférence sur 360° autour de l'axe principal. En outre, l'anneau est de préférence monobloc.
L'invention porte également sur une hélice de turbomachine à ensemble d'hélices contrarotatives non carénées, l'hélice comprenant un agencement tel que défini ci-dessus, et une pale d'hélice en saillie du carter externe radialement vers l'extérieur par rapport à l'axe de rotation de l'agencement. L'axe de rotation de l'agencement est de préférence confondu avec l'axe de rotation de l'hélice.
L'invention se rapporte aussi à un récepteur de système propulsif pour turbomachine à ensemble d'hélices contrarotatives non carénées, le récepteur comprenant une première hélice telle que définie ci-dessus, et une deuxième hélice telle que définie ci-dessus, de manière à ce que la première hélice et la deuxième hélice soient contrarotatives autour d'un axe principal de récepteur confondu avec l'axe de rotation de la première hélice et l'axe de rotation de la deuxième hélice.
L'invention concerne enfin une turbomachine à ensemble d'hélices contrarotatives non carénées, comprenant un générateur de gaz, et un agencement tel que défini ci-dessus de sorte que le conduit annulaire se trouve en sortie du générateur de gaz.
En particulier, la turbomachine à ensemble d'hélices contrarotatives non carénées peut comprendre une hélice telle que définie ci-dessus. La turbomachine à ensemble d'hélices contrarotatives non carénées comprend notamment un récepteur de système propulsif, tel que défini ci-dessus, en sortie du générateur de gaz. La turbomachine à ensemble d'hélices contrarotatives non carénées est susceptible de présenter des configurations diverses. La turbomachine comprend par exemple des turbines libres contrarotatives imbriquées l'une dans l'autre et configurées chacune pour entraîner en rotation une des hélices contrarotatives. De telles turbomachines sont également connues sous la dénomination de turbomachine «Direct Drive ».
En variante, la turbomachine comprend un train d'engrenage configuré pour entraîner en rotation au moins une des hélices contrarotatives autour de l'axe principal. Dans ce cas, le train d'engrenage forme notamment un réducteur d'un dispositif de transmission mécanique comprenant un train épicycloïdal. BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description d'exemples de réalisation, donnés à titre purement indicatif et nullement limitatif, en faisant référence aux dessins annexés sur lesquels : la figure 1 représente une vue schématique partielle en demi-coupe longitudinale d'une turbomachine à ensemble d'hélices non carénées, comprenant un agencement pour hélice selon un premier mode de réalisation de l'invention ; - la figure 2 représente une vue schématique partielle en demi-coupe longitudinale d'une turbomachine à ensemble d'hélices non carénées pour turbomachine d'aéronef, comprenant l'agencement, selon un deuxième mode de réalisation de l'invention ; - la figure 3 est une vue schématique partielle agrandie du récepteur de la turbomachine à ensemble d'hélices non carénées représentée à la figure 1; la figure 4 est une vue partielle en perspective d'un mode de réalisation d'un anneau configuré pour servir de moyens de support radiaux au sein de l'agencement pour hélice du premier ou du deuxième mode de réalisation ; - la figure 5 est une vue partielle en perspective d'un autre mode de réalisation de l'anneau configuré pour servir de moyens de support radiaux au sein de l'agencement pour hélice du premier ou du deuxième mode de réalisation. EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS Des parties identiques, similaires ou équivalentes des différentes figures portent les mêmes références numériques de façon à faciliter le passage d'une figure à l'autre. La figure 1 représente de manière schématique une turbomachine 1 à doublet d'hélices contrarotatives non carénées 32, 36 de type « Direct Drive » telle qu'elle est notamment connue du document FR 2 969 714 Al à l'exception des moyens de support radiaux 70 qui seront décrit plus en détail en référence conjointe aux figures 3 à 5. En référence aux figures 1 et 2, la direction A correspond à la direction longitudinale ou direction axiale, parallèle à l'axe principal longitudinal 3 de la turbomachine. La direction B correspond quant à elle à la direction radiale de la turbomachine. De plus, la flèche 4 schématise la direction d'avancement de l'aéronef sous l'action de la poussée de la turbomachine 1, cette direction d'avancement étant contraire au sens principal d'écoulement des gaz au sein de la turbomachine. Les termes « amont » et « aval » utilisés dans la suite de la description sont à considérer par rapport à la direction d'avancement 4.
En partie avant, la turbomachine 1 présente une entrée d'air 6 se poursuivant vers l'aval par une nacelle 8, celle-ci comportant globalement une peau extérieure 10 centrée sur l'axe principal 3. La turbomachine 1 comporte un générateur de gaz 2. Le générateur de gaz 2 comprend de façon classique, de l'amont vers l'aval, un compresseur basse pression 16, un compresseur haute pression 18, une chambre de combustion 20, une turbine haute pression 22, et une turbine de pression intermédiaire 24. Le compresseur 16 et la turbine 24 sont reliés mécaniquement par un arbre 26, formant ainsi un corps de faible pression, tandis que le compresseur 18 et la turbine 22 sont reliés mécaniquement par un arbre 28, formant un corps de pression plus élevée. Par conséquent, le générateur de gaz 2 présente de préférence une conception classique, dite à double corps. En aval de la turbine de pression intermédiaire 24 se trouve un récepteur 30 à ensemble d'hélices contrarotatives non carénées. En référence plus spécifiquement à la figure 1, le récepteur 30 est entraîné par des turbines libres de puissance. Le récepteur 30 comporte tout d'abord une première hélice 32 et une première turbine libre de puissance 34 entraînant la première hélice 32 en rotation autour de l'axe principal 3. La turbine libre de puissance 34 est délimité radialement extérieurement par un carter interne 58 tournant autour de l'axe principal 3. Le carter interne 58 sert de carter extérieur de la première turbine libre de puissance 34. Le carter interne 58 est relié à l'hélice 32 grâce à un dispositif de support 44 configuré pour déporter radialement les pales 32a de la première hélice 32 radialement vers l'extérieur. Le dispositif de support 44 présente une extrémité radiale interne fixe par rapport au carter interne 58, et une extrémité radiale externe fixe par rapport à un carter externe 12 de première hélice 32. Les pales 32a de la première hélice 32 font saillie radialement vers l'extérieur à partir de ce carter externe tournant 12 de première hélice 32, dont l'une des particularités de ce carter externe tournant 12 est de se trouver dans la continuité aérodynamique aval de la peau extérieure 10 de nacelle 8.
Le carter externe 12 forme ainsi un profil aérodynamique de la première hélice 32. Le carter externe 12 est mobile en rotation autour de l'axe principal 3 en étant fixe par rapport au carter interne 58 autour duquel le carter externe 12 est situé. La première hélice 32 comporte également des moyens de support radiaux 70 du carter interne tournant 58 relativement au carter externe 12 de première hélice 32. De manière analogue, le récepteur 30 comporte une deuxième hélice 36, une deuxième turbine libre de puissance 38 entraînant la deuxième hélice 36 autour de l'axe principal 3. La deuxième hélice 36 comprend aussi un dispositif de support 52 permettant de déporter radialement les pales 36a de la deuxième hélice 36 vers l'extérieur. Le dispositif de support 52 présente une extrémité radiale interne solidaire d'un carter structural tournant 37 de la deuxième hélice 36, et une extrémité radiale externe solidaire d'un carter externe 14 de deuxième hélice 36. Les pales 36a de la deuxième hélice 36 font saillie radialement vers l'extérieur à partir du carter externe 14 de deuxième hélice 36. Ce carter externe 14 de deuxième hélice 36 se trouve dans la continuité aérodynamique aval du carter extérieur 12 de la première hélice 32. Le carter externe 14 forme alors un profil aérodynamique de la deuxième hélice 36. Le carter externe 14 est mobile en rotation autour de l'axe principal 3, en étant fixe par rapport à un carter intérieur 59 de la deuxième turbine libre de puissance 38. De plus, le carter externe 14 est fixe par rapport à un carter interne 57 de deuxième hélice 36 situé dans le prolongement du carter interne 58 de première hélice 32. Le carter externe 14 est situé autour du carter interne 57. En variante ou en plus des moyens de support radiaux 70 du carter interne 58 relativement au carter externe 12 de première hélice 32, la deuxième hélice 36 comprend des moyens de support radiaux 70 du carter interne 57relativement au carter externe 14 de deuxième hélice 36. De manière générale, les moyens de support radiaux 70 sont configurés pour avoir une raideur dans la direction radiale B d'autant plus élevée que le carter interne 57, 58 et le carter externe 12, 14 ne sont pas des carters structuraux fixes par rapport à un mât d'accrochage (non représenté), mais des segments de carter de nacelle 8 relativement isolés mécaniquement du reste de la nacelle 8. Les carters internes 58, 57 de première 32 et de deuxième hélice 36 sont contrarotatifs. De même, les carters externes 12, 14 de première 32 et de deuxième hélice 36 sont contrarotatifs. Le carter interne 58 délimite radialement extérieurement par rapport à l'axe principal 3 la deuxième turbine libre de puissance 38. Le carter interne 58 forme alors le carter extérieur tournant 58 de ce doublet de turbine libre de puissance 34, 38. La première turbine 34 peut ainsi être qualifiée de turbine extérieure.
De manière similaire, le carter intérieur tournant 59 délimite radialement intérieurement par rapport à l'axe principal 3 la première turbine libre de puissance 34. La deuxième turbine 38 peut donc être qualifiée de turbine intérieure. Les première et seconde turbines libres 34, 38 délimitées par les deux carters 58, 59 sont imbriquées l'une dans l'autre de manière à former un doublet de turbines contrarotatives. Les étages de la première turbine 34 sont agencés en alternance avec les étages de la deuxième turbine 38, dans la direction A. Ce doublet 34, 38 est donc également assimilable à une turbine à deux rotors contrarotatifs. A titre indicatif, les turbines libres 34, 38 ne disposent d'aucun lien mécanique direct avec les composants tournants du générateur de gaz 2, à savoir qu'elles n'entraînent ni ne sont entraînées par les éléments 16, 18, 22, 24. Seuls les gaz qui s'échappent de la turbine de pression intermédiaire 24 assurent donc la mise en rotation de ces turbines libres 34, 38 formant le doublet de turbines contrarotatives. Une telle configuration est typique d'une turbomachine dite à « open rotor » de type « Direct Drive ».
A la figure 1, le carter extérieur tournant 58 du doublet de turbine libre de puissance 34, 38 et le carter intérieur tournant 59 du doublet de turbine libre de puissance 34, 38 délimitent entre eux un conduit annulaire 60 destiné à être traversé par les gaz d'échappement en sortie du générateur de gaz 2. Autrement dit, le carter interne 58 est plus proche du conduit annulaire 60, qu'il délimite radialement extérieurement par rapport à l'axe principal 3, que le carter externe 12 de première hélice 32. De même, le carter interne 57 est plus proche du conduit annulaire 60, qu'il délimite radialement extérieurement par rapport à l'axe principal 3, que le carter externe 14 de deuxième hélice 36. La différence de température entre le carter interne annulaire tournant 57, 58et le carter externe annulaire tournant 12, 14 est donc d'autant plus importante dans cette configuration. Il en résulte des risques de déformations axiales d'autant plus importantes du carter interne 57, 58relativement au carter externe 12, 14. La figure 2 représente une turbomachine 1 à ensemble d'hélices contrarotatives non carénées de type « geared », connue par exemple du brevet EP 2 368 030. La turbomachine 1 de la figure 2 se distingue principalement de celle de la figure 1 en ce qu'elle comprend un train d'engrenage 13 configuré pour entraîner en rotation autour de l'axe principal 3 les hélices contrarotatives 32, 36. Le train d'engrenage 13 forme notamment un réducteur d'un dispositif de transmission mécanique 13 comprenant un train épicycloïdal 15. Ce dispositif de transmission mécanique 13 est situé en aval du générateur de gaz 2. De manière similaire à la turbomachine 1 du premier mode de réalisation, la turbine 1 du deuxième mode de réalisation comprend un doublet de turbines libres contrarotatives 34, 38. Une partie de l'énergie mécanique transmise par le doublet de turbines libres contrarotatives 34, 38 sert au dispositif de transmission mécanique 13 à entraîner la première hélice 32 et la deuxième hélice 36 en rotation autour de l'axe principal 3. En référence à la figure 2, le carter interne annulaire tournant 58 autour de l'axe principal 3 délimite radialement extérieurement par rapport à l'axe principal 3 le conduit annulaire 60 destiné à être traversé par les gaz en sortie du générateur de gaz 2 de turbomachine 1. De manière similaire, le carter externe 12 forme un profil aérodynamique de la première hélice 32. Le carter externe 12 est également mobile en rotation autour de l'axe principal 3 en étant fixe par rapport au carter interne 58 qu'il entoure au moins partiellement.
Le carter interne 58, le carter externe 12 et les moyens de support radiaux 70 forment un agencement 31 de la première hélice 32 de la turbomachine 1. La figure 3 représente de manière plus détaillée cet agencement 31. Les moyens de support radiaux 70 de l'agencement 31 comprennent un dispositif de découplage axial 71, 72, 74 situé entre le carter externe 12 et le carter interne 58. Le dispositif de découplage axial 71, 72, 74 prend la forme d'au moins deux portions de tôles 72, 74 reliées l'une à l'autre de façon à présenter, dans la demi-coupe longitudinale à travers le carter interne et le carter externe représentée à la figure 3, une forme générale de « V » s'ouvrant radialement. La forme de « V » formée par les premières portions de tôles 72, 74 peut également être qualifiée de forme générale en « épingle à nourrice ». La forme générale de « V » s'ouvre radialement, c'est-à-dire qu'elle s'ouvre notamment sensiblement en direction de l'axe principal 3 vers l'axe principal 3 ou dans le sens opposé. L'axe principal 3 constitue l'axe de rotation de l'agencement 31.
L'ouverture radiale de la forme générale de « V » à la jonction des portions de tôles 71, 72, 74 selon la demi-coupe longitudinale des figures 1 à 3, permet en particulier d'amortir les déformations axiales du carter interne 58 relativement au carter externe 12 par déformation mécanique des portions de tôles 71, 72, 74 les unes par rapport aux autres.
Les déformations mécaniques des portions de tôles 71, 72, 74 générées par les déformations axiales du carter interne 58 relativement au carter externe 12 sont par exemple des déformations par flexion axiale ou par étirement axial des portions de tôles 71, 72, 74 les unes par rapport aux autres. Le dispositif de découplage axial 71, 72, 74 est de préférence configuré de sorte à ce que les déformations mécaniques des portions de tôles 71, 72, 74, soient des déformations élastiques, c'est-à-dire des déformations mécaniques réversibles. Les déformations axiales du carter interne 58 relativement au carter externe 12 proviennent le plus souvent de dilatations thermiques axiales du carter interne 58 relativement au carter externe 12. Sous l'effet du dispositif de découplage axial, les déformations axiales du carter interne 58 relativement au carter externe 12 se traduisent en particulier par des déplacements axiaux du carter interne 58 relativement au carter externe 12 durant le fonctionnement de la turbomachine 1. Les portions de tôles 71, 72, 74 du dispositif de découplage axial sont de préférence sensiblement planes à proximité du sommet 73 de la forme générale de « V ».
De la sorte, il est plus aisé de fabriquer des portions de tôles 71, 72, 74 avec la raideur axiale souhaitée. Les portions de tôles 72, 74 forment entre elles un angle a dont la valeur est comprise entre 30 et 90°, de préférence entre 60° et 75°. Par ailleurs, l'angle a formé par la forme générale de « V » entre les premières portions de tôles 72, 74 est saillant radialement vers l'axe principal 3. La bissectrice 703 de l'angle a forme avec l'axe principal 3 un angle a1 ayant une valeur comprise entre 45° et 135°, de préférence entre 60° et 120°, entre 75° et 105°, entre 85° et 95°, ou très préférentiellement entre 89° et 91°. Autrement dit, la bissectrice 703 de l'angle de la forme générale de « V » formée par les premières portions de tôles 72, 74 est de préférence sensiblement orthogonale à l'axe principal 3. Il est ainsi possible de découpler axialement efficacement les déformations axiales du carter interne 58 relativement au carter externe 12. De manière similaire, la deuxième portion de tôle 71 est reliée mécaniquement aux première portions de tôles 72, 74 de façon à présenter, selon la demi-coupe longitudinale à travers le carter interne 58 et le carter externe 12 représentée à la figure 3, une forme générale de V s'ouvrant radialement. Les portions de tôles 72, 71 forment entre elles un angle p ayant une valeur comprise entre 30° et 90°, de préférence entre 60° et 75°. Plus précisément, la deuxième portion de tôle 71 est reliée mécaniquement aux première portions de tôles 72, 74 de façon à présenter selon la vue représentée à la figure 3, une forme générale de « V » s'ouvrant radialement dans le sens opposé au sens d'ouverture de la forme générale de « V » formé par les premières portions de tôles 72, 74. Autrement dit, l'angle a et l'angle p sont de sens radialement opposés. L'angle (3 formé par la forme générale de « V » entre les portions de tôles 72, 71 est rentrant radialement vers l'axe principal 3.
La bissectrice 713 de l'angle (3 forme avec l'axe principal 3 un angle Pi dont la valeur est comprise entre 45° et 135°, de préférence entre 60° et 120°, entre 75° et 105°, entre 85° et 95°, ou très préférentiellement entre 89° et 91°. De manière plus générale, le dispositif de découplage axial comprend une pluralité de portions de tôles 72, 74, 71 reliées les unes aux autres le long de l'axe principal 3 de façon à présenter, selon la demi-coupe longitudinale représentée à la figure 3, une succession continue de formes générales de V d'ouverture de sens alternativement radialement opposés. Les angles a, F3 formés par les formes générales de « V » de la pluralité de portions de tôles 71, 72, 74 ont une valeur comprise entre 30° et 90°, de préférence entre 60° et 75°. Par ailleurs, la bissectrice 703, 713 de chacun des angles a, p des formes générales de « V » est de préférence sensiblement orthogonale à l'axe principal 3. La pluralité de portions de tôles 72, 74, 71 se prolonge en amont par une virole intermédiaire 76. La virole intermédiaire 76 est plane et sensiblement parallèle à l'axe principal 3. Elle est configurée pour augmenter la rigidité axiale du dispositif de découplage axial. En amont de la virole intermédiaire 76, le dispositif de découplage axial comprend une extrémité radialement interne 78 fixée au carter interne 58 au moyen d'une attache amont 82.
Le dispositif de découplage axial comprend également une extrémité radialement externe 79 fixée au carter externe 12 par l'intermédiaire d'une attache aval 88. Entre l'attache amont 82 et l'attache aval 88, le dispositif de découplage axial comprend une pluralité d'attaches intermédiaires 84, 86. Plus spécifiquement, les attaches intermédiaires 84, 86 sont situées radialement et axialement entre les attaches amont 82 et aval 88. Les attaches intermédiaires 84, 86 sont reliés mécaniquement chacune à la jonction des pluralités de portions de tôles 74, 72, 71, c'est-à-dire aux sommets 73 des formes générales de « V ». La pluralité d'attaches intermédiaires 84, 86 permet de contrôler le déplacement axial relatif des portions de tôles 71, 72, 74 les unes par rapport aux autres. Les attaches intermédiaires 84, 86 contribuent donc au découplage axial du carter interne 58 relativement au carter externe 12. Le dispositif de support 44 configuré pour déporter radialement les pales 32a de la première hélice 32 comprend un bras radial 441 de support radial du carter externe 12 relativement au carter interne 58. Le bras radial 441 a une structure connue et n'assure aucune fonction de découplage axial du carter interne 58 relativement au carter externe 12. Le dispositif de support radial du carter interne 58 de première hélice 32 relativement au carter externe 12 de première hélice 32 est de préférence constitué d'un seul bras radial 441 et d'un ou plusieurs moyens de support radiaux 70. Il est alors possible maintenir d'une part un écartement radial sensiblement constant entre le carter interne 58 et le carter externe tournants 12 de première hélice 32, dans le but d'optimiser les performances aérodynamiques de la turbomachine 1, et d'autre part de découpler axialement le carter interne 58 du carter externe 12. En particulier, les moyens de support radiaux 70 permettent alors un déplacement axial relatif du carter interne 58 relativement au carter externe 12. En référence plus spécifiquement aux figures 4 et 5, les moyens de support radiaux 70 prennent notamment la forme d'un anneau orthogonal à l'axe principal 3. L'anneau s'étend sur 360° autour de l'axe principal 3. Il est réalisé de façon monobloc en aluminium, titane, acier ou inconel, et de préférence en titane dans les environnements moyennement chauds, c'est-à-dire entre 150 et 350°C. La deuxième portion de tôle 71 est rapportée mécaniquement sur l'anneau des figures 4 et 5, en étant reliée mécaniquement directement à la portion de tôle aval 72 des premières portions de tôles 72, 74. La portion de tôle amont 74 des premières portions de tôles est identique à la première portion de tôle aval 72. Selon une variante de réalisation (non représentée), la deuxième portion de tôle 71 fait partie de l'anneau en formant un assemblage monobloc avec les première portions de tôles 72, 74. En référence plus spécifiquement à la figure 5, les portions de tôles 72, 74 sont reliées mécaniquement directement de façon à présenter, dans au moins une autre demi-coupe longitudinale « Q» à travers le carter interne 58 et le carter externe 12, 14, un évidement 77 traversant le sommet 73 de la forme générale de « V ». Les portions de tôles 72, 74 sont notamment reliées mécaniquement entre elles par une pluralité de formes générales de festons 73, 77.
Les évidements 77 à la jonction des première portions de tôles 72, 74 sont espacés régulièrement le long de l'anneau. Les demi-plans de coupes longitudinales « P » correspondant à la représentation de la figure 3, et dans lesquels les premières portions de tôles 74, 72 sont reliées mécaniquement selon une forme générale de « V » s'ouvrant radialement, se trouvent entre les demi-coupes longitudinales « Q». Les évidements 77 peuvent avoir des formes diverses, par exemple une forme d'échancrure. Les évidements 77 contribuent à découpler axialement efficacement le carter interne et le carter externe. Les évidements 77 permettent de réduire la raideur axiale des deux portions de tôles 72, 74, tandis que la raideur radiale des moyens de support radiaux est peu modifiée par les évidements 77. L'anneau présente alors notamment une raideur radiale très supérieure à sa raideur axiale. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme du métier à l'invention qui vient d'être décrite sans sortir du cadre de l'exposé de l'invention.

Claims (10)

  1. REVENDICATIONS1. Agencement (31) pour hélice (32, 36) de turbomachine (1) à ensemble d'hélices contrarotatives non carénées (32, 36), l'agencement (31) comprenant : un carter externe (12, 14) de l'hélice (32, 36), configuré pour coopérer avec au moins une pale (32a, 36a) de l'hélice (32, 36) de manière à ce que la pale (32a, 36a) de l'hélice (32, 36) soit en saillie du carter externe (12, 14) radialement vers l'extérieur par rapport à un axe principal (3) de rotation de l'agencement (31) un carter interne (57, 58) de l'hélice (32, 36), délimitant par rapport à l'axe principal (3) un conduit annulaire (60) destiné à être traversé par les gaz sortant d'un générateur de gaz (2) de turbomachine (1), le carter interne (57, 58) et le carter externe (12, 14) étant sensiblement annulaires autour de l'axe principal (3) de sorte que le carter externe (12, 14) entoure au moins partiellement le carter interne (57, 58), le carter interne (57, 58) et le carter externe (12, 14) étant configurés pour tourner autour de l'axe principal (3), - des moyens de support radiaux (70) du carter externe (12, 14) relativement au carter interne (57, 58), caractérisé en ce que les moyens de support radiaux (70) comprennent un dispositif de découplage axial (72, 74) situé entre le carter interne (57, 58) et le carter externe (12, 14), le dispositif de découplage axial comprenant une extrémité radialement externe (79) fixée au carter externe (12, 14) et une extrémité radialement interne (78) fixée au carter interne (57, 58), le dispositif de découplage axial comprenant, entre l'extrémité radialement interne (78) et l'extrémité radialement externe (79), deux premières portions de tôles (72, 74) reliées l'une à l'autre de façon à présenter, dans au moins une demi-coupe longitudinale à travers le carter interne et le carter externe, une forme générale de V s'ouvrant radia le ment.
  2. 2. Agencement (31) selon la revendication précédente, dans lequel la forme générale de V forme un angle (a) dont la bissectrice (703) forme avec l'axe principal (3) un angle (ai) ayant une valeur comprise entre 45° et 135°, de préférence entre 75° et 105°, ou très préférentiellement entre 85° et 95°.
  3. 3. Agencement (31) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la forme générale de V forme un angle (a, 3) ayant une valeur comprise entre 30° et 90°, de préférence entre 60° et 75°.
  4. 4. Agencement (31) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la forme générale de V forme un angle saillant (a) radialement dans le sens de l'axe principal (3).
  5. 5. Agencement (31) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le dispositif de découplage axial comprend une deuxième portion de tôle (71) reliée aux premières portions de tôles (72, 74) de façon à présenter, selon la demi-coupe longitudinale à travers le carter interne (57, 58) et le carter externe (12, 14), une forme générale de V s'ouvrant radialement dans le sens opposé au sens d'ouverture de la forme générale de V formée par les premières portions de tôles (72, 74).
  6. 6. Agencement (31) selon la revendication précédente, dans lequel l'agencement comprend une pluralité de portions de tôles (72, 74, 71) reliées les unes aux autres le long de l'axe principal (3) de façon à présenter, selon la demi-coupe longitudinale à travers le carter interne (57, 58) et le carter externe (12, 14), une succession continue de formes générales de V s'ouvrant radialement dans des sens alternativement opposés.
  7. 7. Agencement (31) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les portions de tôles (72, 74) sont reliées de façon à présenter,dans au moins une autre demi-coupe longitudinale à travers le carter interne (57, 58) et le carter externe (12, 14), un évidement (77) traversant le sommet (73) du V.
  8. 8. Agencement (31) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les moyens de support radiaux (70) prennent la forme d'un anneau orthogonal à l'axe principal (3).
  9. 9. Agencement (31) selon la revendication précédente, dans lequel l'anneau, de préférence monobloc, s'étend sur 360° autour de l'axe principal (3).
  10. 10. Turbomachine (1) à ensemble d'hélices contrarotatives non carénées, comprenant un générateur de gaz (2), et un agencement (31) selon l'une quelconque des revendications précédentes de sorte que le conduit annulaire (60) se trouve en sortie du générateur de gaz (2). 15
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