FR3049652A1 - Turbomachine d'aeronef a dispositif de decharge - Google Patents

Abstract

Turbomachine (10) d'aéronef, comportant au moins un premier compresseur, une chambre annulaire de combustion (70), et au moins une première turbine (46), qui définissent une première veine (22) d'écoulement d'un flux primaire, caractérisée en ce qu'elle comporte, entre ladite chambre de combustion (70) et ladite première turbine (46), un dispositif (55, 55') de décharge d'au moins une partie dudit flux primaire.

Description

TURBOMACHINE D’AERONEF A DISPOSITIF DE DECHARGE

DOMAINE TECHNIQUE

La présente invention concerne notamment une turbomachine d’aéronef à dispositif de décharge.

ETAT DE L’ART L’état de l’art comprend notamment les documents FR-A1-2 983 910 et FR-A1-2 983 911. Ces documents décrivent des dispositifs de décharge de turbomachine.

Une turbomachine comprend en général, d’amont en aval, dans le sens d’écoulement des gaz, une entrée d’air, au moins un compresseur, une chambre annulaire de combustion, au moins une turbine, et une tuyère d’éjection des gaz de combustion. Le compresseur, la chambre de combustion et la turbine définissent une première veine annulaire d’écoulement d’un flux primaire. Dans le cas d’une turbomachine ou d’un turboréacteur à double flux, un flux secondaire s’écoule dans une seconde veine annulaire, qui s’étend autour du moteur formé par le compresseur, la chambre de combustion et la turbine, depuis l’entrée d’air jusqu’à la tuyère d’éjection. Au moins une partie de l’air qui passe par l’entrée d’air pénètre dans le compresseur pour former le flux primaire, qui est ensuite mélangé à du carburant puis brûlé dans la chambre de combustion avant d’être injecté dans la turbine puis évacué dans la tuyère et mélangé au flux secondaire, qui fournit en général la majeure partie de la poussée de la turbomachine. Le flux secondaire est généré par une soufflante située à l’amont de la turbomachine, dans l’entrée d’air dans le cas d’une soufflante carénée.

Dans le cas d’une turbomachine à double corps, cette dernière comprend un corps basse pression comportant un rotor de compresseur basse pression et un rotor de turbine basse pression reliés ensemble par un arbre basse pression, et un corps haute pression comportant un rotor de compresseur haute pression et un rotor de turbine haute pression reliés ensemble par un arbre haute pression. Le compresseur haute pression et la turbine haute pression sont disposés respectivement en amont et en aval de la chambre de combustion. Le compresseur basse pression et la turbine basse pression sont disposés respectivement en amont du compresseur haute pression et en aval de la turbine haute pression.

Les compresseurs basse et haute pression sont séparés l’un de l’autre par un carter appelé carter intermédiaire. Ce carter intermédiaire comprend en général deux viroles annulaires, respectivement interne et externe, reliées ensemble par des bras radiaux. Les viroles définissent entre elles une portion annulaire de la première veine précitée et les bras sont creux pour autoriser le passage de servitudes à travers cette veine.

Comme décrit dans les documents FR-A1-2.983.910 et FR-A1 -2.983.911, il est connu d’équiper une turbomachine d’un dispositif de décharge. Ce dispositif de décharge est prévu sur un carter intermédiaire de turbomachine et permet de décharger une partie du flux d’air primaire s’écoulant entre les compresseurs basse et haute pression. Dans la présente demande, on appelle décharge d’air ou de gaz l’évacuation d’air ou de gaz s’écoulant dans une veine vers l’extérieur de la veine, et en général vers une autre veine (la veine secondaire dans le cas précité). Le dispositif de décharge de la technique actuelle permet d’éviter un risque éventuel de pompage du compresseur basse pression quand il est traversé par un débit d’air supérieur à celui qui peut être absorbé plus en aval par le compresseur haute pression. Ce débit d’air excédentaire est déchargé et envoyé vers la veine du flux secondaire.

Par ailleurs, la survitesse d’un rotor de turbomachine lors d’une rupture d’un arbre est un phénomène très rapide et représente un problème majeur. La détection d’une survitesse et la coupure de l’alimentation en carburant de la chambre de combustion peuvent ne pas être suffisamment rapides, ce qui risque d’entraîner une casse des disques de turbine à cause de la survitesse.

Ce phénomène est particulièrement problématique dans le cas d’une turbomachine à réducteur, l’arbre de turbine basse pression entraînant l’arbre de soufflante par l’intermédiaire d’un réducteur. L’arbre de soufflante est centré et guidé par des paliers à rouleaux coniques ou une combinaison d’un palier à rouleaux et d’un palier à bille, et l’arbre de turbine est centré et guidé à proximité du réducteur par un palier à billes qui forme une butée axiale et bloque donc l’arbre correspondant en direction axiale. Il est nécessaire de limiter les conséquences en cas de rupture de chacun de ces arbres.

On a proposé une solution technique consistant à pourvoir les aubes des distributeurs du stator avec une zone en forme de déviation axiale de la forme de l’aube appelée « bombé >>, permettant au rotor de turbine, lorsqu’il recule lors de la casse de l’arbre de turbine, de voir ses aubes mobiles rentrer en contact avec la zone de bombé des aubes des distributeurs afin de détruire les pales des aubes mobiles du turbine et ainsi ralentir la rotation de la turbine. Cette opération de destruction est, pour cette raison, connue sous le nom de « plumage >> de la turbine.

Cette solution présente l’inconvénient de pas permettre une optimisation maximale des aubes de stator, du fait de la présence des zones de bombé sur ces aubes. Par ailleurs, cette solution ne permet d’arrêter la turbine qu’en cas de déplacement axial de l’arbre de turbine survenant en cas de casse de cet arbre, mais pas en cas de casse de l’arbre de soufflante ou de casse d’un organe interne du réducteur, car ce type de casse ne provoque pas de déplacement axial de l’arbre de turbine. Or ce type de casse est néanmoins dangereux car il est susceptible de provoquer une survitesse du rotor de turbine.

De surcroît, dans le cas particulier d’une casse de l’arbre reliant le réducteur à la soufflante, la survitesse de l'arbre de turbine peut aussi risquer de provoquer la destruction du réducteur, qui se retrouve entraîné à des vitesses de rotation pour lesquelles il n'est pas conçu.

Il existe donc un réel besoin d’une solution qui permette de résoudre le problème de survitesse d’un arbre de turbine, lorsque cette survitesse est due à une rupture de l’arbre de turbine, mais aussi lorsque cette survitesse est due à la rupture en amont de l’arbre de soufflante ou d’un organe interne du réducteur.

EXPOSE DE L’INVENTION L’invention propose une turbomachine d’aéronef, comportant au moins un premier compresseur, une chambre annulaire de combustion, et au moins une première turbine, qui définissent une première veine d’écoulement d’un flux primaire, caractérisée en ce qu'elle comporte, entre ladite chambre de combustion et ladite première turbine, un dispositif de décharge d’au moins une partie dudit flux primaire. L’invention propose ainsi une nouvelle implantation d’un dispositif de décharge, qui a par ailleurs une fonction différente de celle d’un dispositif de décharge de la technique antérieure. Le dispositif de décharge est ici utilisé pour limiter l’alimentation en gaz de combustion de la turbine basse pression. Le rotor de la turbine basse pression n’est alors plus ou pas entraîné par ces gaz et ne risque pas d’atteindre une survitesse.

La turbomachine selon l’invention peut comprendre une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément les unes des autres ou en combinaison les unes avec les autres : - la turbomachine est une turbomachine multi-corps comportant au moins un corps basse pression comportant un rotor de turbine basse pression comprenant la première turbine et relié à un arbre basse pression, et au moins un corps haute pression comportant un rotor de compresseur haute pression et au moins un rotor de turbine haute pression comportant une deuxième turbine reliés ensemble par un arbre haute pression, ledit dispositif étant situé en aval de la deuxième turbine dans le sens de l'écoulement du flux primaire, - ledit arbre basse pression est relié à un arbre de soufflante par l’intermédiaire d’un réducteur, - ledit dispositif est porté par un carter de turbine, comportant de préférence deux viroles annulaires, respectivement interne et externe, reliées ensemble par des bras sensiblement radiaux, - ledit dispositif comprend au moins une vanne ou une rangée annulaire de vannes, - la ou chaque vanne comporte au moins une porte, par exemple écopante, qui est mobile entre une première position où elle n’influe pas sur l’alimentation de ladite première turbine en flux primaire, et une seconde position dans laquelle elle dévie au moins une partie du flux primaire qui n’alimente alors pas la première turbine, de préférence radialement vers l’extérieur par rapport à un axe longitudinal de la turbomachine, - la ou chaque porte est configurée pour se déplacer de ladite première position vers ladite seconde position par pivotement autour d’un axe, qui est de préférence sensiblement tangent à une circonférence centrée sur ledit axe longitudinal, - la ou chaque porte est configurée pour se déplacer de ladite première position vers ladite seconde position par pivotement radialement vers l’intérieur ou vers l’extérieur par rapport audit axe longitudinal, - la ou chaque porte est réalisée en un matériau résistant à de très hautes températures, par exemple à base de nickel et/ou à base d'un matériau composite à matrice céramique, - le dispositif de décharge comporte un moyen de verrouillage/déverrouillage de la ou de chaque porte, - le dispositif de décharge comporte un moyen d'assistance de l'ouverture de la ou de chaque porte, notamment un ressort, - le dispositif de décharge comporte un moyen de commande du moyen de verrouillage/déverrouillage - le déverrouillage est obtenu par un moyen pyrotechnique, hydraulique, pneumatique, et/ou électrique, - le dispositif de décharge comporte un moyen de détection d'une survitesse d’un arbre de turbine, ledit moyen de commande étant configuré pour commander le déverrouillage de la ou chaque porte en cas de détection de ladite survitesse, et - le dispositif de décharge comporte un moyen de coupure d'une alimentation en carburant de ladite turbomachine, ledit moyen de commande étant configuré pour commander la coupure en carburant en cas de détection de ladite survitesse.

La présente invention concerne également un procédé de commande d’un dispositif de décharge d’une turbomachine tel que décrit ci-dessus, caractérisé en ce qu’il comprend une première étape de mesure d’une vitesse d’un arbre de turbine de la turbomachine, une deuxième étape de comparaison de ladite vitesse mesurée à une valeur de seuil de survitesse prédéterminée, et en cas de détection d’un dépassement de ladite valeur seuil par ladite vitesse mesurée, une troisième étape de commande par ledit dispositif de la décharge d’au moins une partie dudit flux primaire, et de préférence, toujours dans le cas précité d’un dépassement, une quatrième étape de commande par ledit dispositif de la coupure de l’alimentation en carburant de ladite chambre de combustion.

La présente invention concerne enfin un module de turbine pour une turbomachine du type décrit précédemment, comportant au moins le rotor de turbine basse pression et un carter inter-turbines comportant le dispositif de décharge.

DESCRIPTION DES FIGURES L’invention sera mieux comprise, et d’autres buts, détails, caractéristiques et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description explicative détaillée qui va suivre, de modes de réalisation de l’invention donnés à titre d’exemples purement illustratifs et non limitatifs, en référence aux dessins schématiques annexés dans lesquels: - la figure 1 est une vue schématique en coupe longitudinale d'une partie amont d’un premier type de turbomachine à laquelle s’applique l’invention ; - la figure 2 est une vue schématique en coupe longitudinale d'une partie amont d’un deuxième type de turbomachine à laquelle s’applique l’invention ; - la figure 3 est une demi-vue très schématique en coupe longitudinale d’une turbomachine selon l’invention, équipée d’un dispositif de décharge en position verrouillée ou fermée ; - les figures 4 et 5 sont des demi-vues très schématiques similaires à celle de la figure 3 et montrant le dispositif de décharge en position déverrouillée ou ouvert ; - la figure 6 est une vue schématique partielle en perspective d’un carter de turbine équipé d’un dispositif de décharge selon l’invention, et - la figure 7 est un schéma bloc montrant des étapes d’un procédé selon l’invention.

DESCRIPTION DETAILLEE

On a représenté aux figures 3 à 5 une turbomachine 10 d’aéronef réalisée selon l’invention, qui est ici un turboréacteur à double flux et à double corps réalisée selon l’invention. L’architecture globale de cette turbomachine 10 est une architecture classique à deux corps, connue de nombreuses turbomachines connues de l’état de la technique. Pour cette raison, dans la suite de la présente description, toute référence à l’architecture générale d’une turbomachine selon l’état de la technique sera faite en considérant la figure 3.

La configuration de la turbomachine 10 représentée aux figures 3 à 5 n’est pas limitative de l’invention, et celle-ci peut s’appliquer à tout type de turbomachine, notamment multi-corps.

De manière connue, comme l'illustrent les figures 3 à 5, la turbomachine 10 comporte, d'amont en aval selon le sens d’écoulement des flux de gaz F dans la turbomachine, une soufflante 12, un compresseur basse pression 14, un compresseur haute pression 40, une chambre annulaire de combustion 70, une turbine haute pression 42 et une turbine basse pression 46.

Un rotor 40R du compresseur haute pression 40 et un rotor 42R de la turbine haute pression 42 sont reliés par un arbre haute pression (HP) 44 et forment avec lui un corps haute pression. Un rotor 14R du compresseur basse pression 14 et un rotor 46R de la turbine basse pression sont reliés par un arbre basse pression (BP) 16 et forment avec lui un corps basse pression. Comme l'illustrent plus particulièrement les figures 1 et 2, la soufflante 12 comporte des pales 13 qui sont reliées à un arbre de soufflante 18 qui, dans l'exemple représenté, est lié en rotation à l'arbre BP 16 par l'intermédiaire d'un réducteur 20, par exemple un réducteur planétaire qui a été représenté ici de manière schématique. La soufflante 12 et le compresseur basse pression 14 forment ainsi un module amont basse pression de la turbomachine.

En effet, il est intéressant de faire tourner la soufflante 12 à une vitesse de rotation inférieure à celle de l'arbre BP 16, notamment lorsque celle-ci est de très grande dimension, dans le but de mieux l'adapter aérodynamiquement.

Les arbres HP et BP 16 s'étendent suivant un axe A longitudinal de la turbomachine 10.

Comme l’illustrent plus en détail les figures 1 et 2, la turbomachine 10 comprend également un carter de soufflante (non visible) qui s’étend autour des pales 13 et définit une veine d’entrée d’air des flux F. Une partie de cet air pénètre dans une veine annulaire interne 22 d’écoulement d’un flux primaire et l’autre partie alimente une veine annulaire externe (non visible) d’écoulement d’un flux secondaire. Comme on peut le voir aux figures 3 à 5, la veine 22 traverse les compresseurs basse pression 14 et haute pression 40, la chambre de combustion 70 et les turbines haute pression 42 et basse pression 48. La veine externe (non visible) enveloppe des carters des compresseurs et des turbines et rejoint la veine interne 22 dans une tuyère (non visible) de la turbomachine 10.

Comme l’illustrent plus en détail les figures 1 et 2, les arbres 16, 18 sont centrés et guidés en rotation autour de l’axe A par des paliers 32, 34, 36. Dans un premier type de turbomachine qui a été représenté à la figure 1, l’arbre de la soufflante 18 est guidé par deux paliers 32, 34 à rouleaux coniques, et, dans un deuxième type de turbomachine qui a été représenté à la figure 2, l’arbre de la soufflante 18 est guidé par deux paliers 32, 34 respectivement à rouleaux et à billes, le palier à billes 34 empêchant les déplacements axiaux de l’arbre 18 et le palier à rouleaux 32 permettant de compléter son guidage en rotation sans introduire de contrainte axiale supplémentaire sur ledit arbre de soufflante 18.

Quel que soit le type de turbomachine, comme l'illustrent les figures 1 et 2, chaque arbre BP 16 est guidé par au moins un palier à billes 36 qui forme une butée axiale qui conditionne la position axiale de l’arbre BP 16 correspondant en fonctionnement.

Dans le cas d’une rupture de l’arbre BP 16, la technologie connue de « plumage >> de la turbine basse pression permet de supprimer le risque de survitesse. La partie aval de l’arbre BP 16 n’est plus retenue par le palier à billes 36 et est donc libre de se déplacer axialement, ce qui entraîne une destruction des aubes de la turbine basse pression 46. L’arbre de soufflante 18 n’est alors plus entraîné par l’arbre BP 16 et ne risque donc pas d’être en survitesse.

Toutefois, il n’existe actuellement pas de solution efficace pour prévenir une survitesse de l’arbre BP 16 en cas de rupture de l’arbre de soufflante 18. En effet, dans ce cas, l’arbre BP 16 est toujours retenu axialement par son palier à billes 36 et la technologie précitée de « plumage >> est inefficace. L’invention permet de remédier à ce problème grâce à un dispositif de décharge implanté au niveau de la turbine de la turbomachine.

La figure 3 représente un mode de réalisation de l’invention qui est ici appliquée à une turbomachine à double corps et double flux, mais il sera compris que l’invention peut s’appliquer à toute turbomachine, y compris une turbomachine multicorps, comme par exemple une turbomachine tricorps.

Comme décrit dans ce qui précède, les rotors 40R, 42R du compresseur haute pression 40 et de la turbine haute pression 42 sont reliés par l’arbre HP 44 et forment avec lui un corps haute pression. Les rotors 14R, 46R du compresseur basse pression 14 et de la turbine basse pression 46 sont reliés par l’arbre BP 16 et forment avec lui un corps basse pression. L’arbre BP 16 traverse axialement l’arbre HP 44 qui est tubulaire et est coaxial audit arbre HP 44.

Un carter inter-turbines 48 est disposé entre les turbines haute pression 42 et basse pression 46. Ce carter 48 comprend deux viroles annulaires coaxiales, respectivement interne 50 et externe 52, qui sont reliées entre elles par des bras sensiblement radiaux. Ces bras radiaux 51 ont été représentés en particulier de manière schématique à la figure 6, et ils sont de préférence tubulaires.

Le carter 48 peut être du type TCF (acronyme de l’anglais « turbine center frame >>), c’est-à-dire un carter simple dont les bras 51 sont alors carénés uniquement pour ne pas provoquer de perte dans l’écoulement, les bras 51 étant alors utilisés pour faire passer des câbles électriques ou des canalisations hydrauliques appelées servitudes, et à assurer la tenue mécanique entre les viroles 50, et 52, et sont donc en petit nombre. Un tel carter est alors généralement suivi d’un redresseur (non représenté).

En variante, le carter 48 peut être de type TVF (acronyme de l’anglais « turbine vane frame >>), c’est-à-dire qu’il exerce une fonction de redressement du flux qui le traverse. A cet effet, le carter comprend des bras 51 ayant un profil aérodynamique d’aube, qui permet de redresser le flux de gaz circulant le long de leurs intrados et de leurs extrados. Les bras ayant une fonction de redressement, ils sont de section transversale plus petite que les bras d’un carter de type TCF, mais ils sont en nombre supérieur pour assurer un redressement optimal du flux. Les bras 51 d’un carter TVF étant de plus petite section, chaque bras permet le passage d’un nombre de servitudes plus petit que dans le cas d’un carter TCF, les servitudes étant réparties sur un plus grand nombre de bras 51.

Dans l’exemple représenté, un dispositif 55 de décharge de gaz de combustion est agencé entre la chambre de combustion 70 et une première des turbines, ici la turbine basse pression 46 qui est reliée mécaniquement à l’arbre 16, et donc à l’arbre 18 de soufflante par rapport au réducteur 20. Ce dispositif 54 de décharge permet de dévier les gaz destinés à alimenter la turbine basse pression 46, et d’éviter, en cas de rupture de l’arbre 18 de soufflante, que l’arbre BP 16 n’entre en survitesse en l’absence du couple résistant généré par la soufflante 12. A cet effet, le dispositif 55 de décharge équipe un carter de turbine, et plus particulièrement le carter inter-turbines 48. Les gaz de combustion sont alors évacués dans la veine secondaire. Le dispositif 55 est donc situé entre la deuxième turbine ou turbine haute pression 42 et la première turbine ou turbine basse pression 46.

Il sera compris que le cas d’une turbomachine comportant un nombre supérieur de corps, par exemple une turbomachine tricorps comportant une turbine intermédiaire entre les turbines haute et basse pression, le dispositif de décharge pourrait être situé en différents points entre les turbines haute et basse pression, c’est-à-dire entre la turbine haute pression et la turbine intermédiaire, ou entre la turbine intermédiaire et la turbine basse pression.

Le dispositif 55 comprend de préférence au moins une vanne de décharge 54 et de préférence une rangée annulaire de vannes de décharge 54, régulièrement réparties autour de l’axe A.

Chaque vanne 54 peut comprendre une porte 56 mobile entre deux positions, respectivement de fermeture de la portion de veine au niveau du carter 48, afin de ne pas décharger de gaz, comme représenté à la figure 3, et d’ouverture de cette portion de veine afin de décharger des gaz de combustion, comme représenté à la figure 4. Dans l’exemple représenté sur les figures 3 et 4, la porte 56 est pivotante entre ces deux positions. Elle est articulée à une extrémité, ici aval, autour d’un axe 58 sensiblement tangent à une circonférence centrée sur l’axe A.

Il sera compris que cette configuration n’est pas limitative de l’invention, et que la porte pourrait être pivotante autour d’un autre axe, par exemple un axe radial, ou encore être une porte coulissante.

La figure 3 illustre la porte 56 dans la position de fermeture précitée. La porte 56 est par exemple portée par la virole externe 52 du carter 48 et s’étend dans le prolongement de cette virole, c'est-à-dire sensiblement parallèlement à l’axe A, de façon à fermer de manière étanche une ouverture de décharge 60 de cette virole.

Dans le cas de la figure 4, qui représente une première variante de réalisation de l’invention, la porte 56 est montée pivotante de façon à être déplacée radialement vers l’intérieur (vis-à-vis de l’axe A) pour l’amener dans sa position d’ouverture. On comprend alors que la porte 56 va s’étendre à l’intérieur de la veine à l’encontre du flux des gaz circulent dans la veine 22 et favorise ainsi l’évacuation des gaz par effet d’écope. La porte 56 est ainsi dite écopante.

Dans le cas de la figure 5, qui représente une deuxième variante de réalisation de l’invention, un dispositif de décharge 55’ selon l’invention comporte une vanne 54’ réalisée sous la forme d’une porte 56’ qui est montée pivotante de façon à être déplacée radialement vers l’extérieur (vis-à-vis de l’axe A) pour l’amener dans sa position d’ouverture. Par ailleurs, la porte 56’ est ici articulée par son extrémité amont sur le carter 48 autour d’un axe 58’ sensiblement tangent à une circonférence centrée sur l’axe A. La différence de pressions entre les veines primaire et secondaire est suffisante pour forcer une majeure partie des gaz de la veine primaire 22 à s’écouler vers la veine secondaire.

Dans les deux cas précités, la différence de pressions entre les veines primaire et secondaire est suffisante pour maintenir la porte 56, 56’ dans sa position d’ouverture.

Les gaz de combustion à décharger sont relativement chauds. La porte 56, 56’ est de préférence réalisée en un matériau résistant à de très hautes températures, par exemple à base de nickel et/ou à base d'un matériau composite à matrice céramique.

Comme cela est schématiquement représenté en figure 6, le dispositif de décharge 55 ou 55’ comporte de préférence un moyen 62 de verrouillage/déverrouillage de la porte 56, 56’, et un moyen 65 d'assistance de l'ouverture de la porte 56, 56’, tel qu’un ressort. Le moyen 62 est relié à un moyen de commande 64 pour contrôler le déverrouillage et l’ouverture de la porte 56, 56’. Ce déverrouillage peut être commandé par des moyens pyrotechniques, hydrauliques pneumatiques, et/ou électriques. Le moyen de verrouillage peut être un verrou fusible.

Le moyen de commande 64 est en outre relié à un moyen 66 de détection d'une survitesse de l’arbre BP 16 de façon à commander l’ouverture de la porte en fonction des informations transmises par ce moyen de détection. Ce moyen de détection comprend par exemple un capteur 66 de vitesse de l’arbre BP 16, susceptible de fournir une valeur N de vitesse de l’arbre BP 16 qui sera comparée par le moyen de commande 64 à une valeur seuil S pour en déduire si on est ou non dans le cas d’une survitesse. Enfin, le moyen de commande 64 est de préférence relié également à un moyen 68 de coupure de l’alimentation en carburant de la chambre de combustion 70. En cas de détection d’un cas de survitesse par le moyen de commande 64, le moyen 68 est contrôlé pour arrêter l’alimentation en carburant de la chambre 70.

Pour éviter des fuites de gaz lors du fonctionnement normal du moteur, des languettes d’étanchéité 71 sont ici intercalées entre les bords périphériques de la porte 56, 56’ et les bords périphériques de l’ouverture 60 de la virole 52. Ces languettes 71 sont de préférence fusibles pour autoriser l’ouverture de la porte dès l’activation de son déverrouillage. Ce déverrouillage est de préférence très réactif pour laisser la porte 56, 56’ s’ouvrir.

Il est connu de proposer une conception modulaire des turbomachines 10 permettant d’en réaliser l’assemblage par tronçons. Ainsi, on comprendra que l’invention peut, comme l’illustre la figure 3, trouver avantageusement à s’appliquer à un module de turbine 57 pour une turbomachine 10 d'aéronef. Conformément à l’invention, ce module 57 comporte au moins le rotor 46R de turbine 46 basse pression et le carter 48 inter-turbines comportant le dispositif de décharge 55. Ce module 57 peut avantageusement être détaché du reste de la turbomachine 10 pour son remplacement ou pour effectuer des opérations de maintenance. De préférence, un tel module 57 peut aussi comporter un carter 47 de la turbine basse pression.

La présente invention concerne également un procédé de commande du dispositif de décharge 55, 55’ dont les étapes ont été représentées à la figure 7.

Ces étapes comportent une première étape 72 de mesure d’une vitesse N d’un arbre 16 de la turbomachine, puis une deuxième étape 74 de comparaison de la vitesse N mesurée à une valeur seuil S de survitesse prédéterminée. En cas de détection d’un dépassement de la valeur seuil S par la vitesse N mesurée (état représenté par la valeur « OUI » au test N>S), le procédé comporte une troisième étape 76 de commande par le dispositif 55, 55’ de la décharge d’au moins une partie du flux primaire en ouvrant les vannes 54, 54’. De préférence, le procédé comporte aussi, en cas de détection d’un dépassement de la valeur seuil S par la vitesse N mesurée (état représenté par la valeur « OUI » au test N>S), une quatrième étape 78 de commande par le dispositif 55, 55’ de la coupure de l’alimentation en carburant de la chambre de combustion 70, en activant le moyen de coupure 68 de l’alimentation en carburant.

Si la vitesse N ne dépasse pas le seuil S, le dispositif 55, 55’ demeure en phase d’acquisition de la vitesse N (état représenté par la valeur « NON » au test N>S).

Il sera compris que, dans le cas où le procédé est susceptible de commander une quatrième étape 78 de commande du dispositif 55, 55’ en vue de la coupure de l’alimentation en carburant, le procédé ne préjuge pas de l’ordre dans lequel sont effectuées les étapes 76 et 78. Sur la figure 6, ces étapes ont été représentées comme simultanées, mais la quatrième étape 78 de commande du moyen 68 en vue de la coupure de l’alimentation en carburant pourrait précéder l’étape 76 de commande de la ou des vannes 54, 54’ du dispositif 55, 55’. En variante, la quatrième étape 78 de commande du moyen 68 en vue de la coupure de l’alimentation en carburant pourrait également suivre l’étape 76 de commande de la ou des vannes 54, 54’.

Avantageusement, la ou chaque porte 56, 56’ est configurée pour laisser s’échapper une majeure partie des gaz sortant de la turbine haute pression 42. Un pourcentage des gaz continuera sans doute à passer par la turbine basse pression 46 mais sera suffisamment faible pour éviter une survitesse de l’arbre BP 16.

En particulier, même dans la variante du procédé où la quatrième étape 78 de commande du moyen 68 de coupure d’alimentation suit l’étape 76 de commande des vannes 54, 54’, le pourcentage des gaz de combustion qui n’auront pas été déviés par le dispositif 55, 55’ et qui continuera à passer par la turbine basse pression 46 sera lui aussi suffisamment faible pour éviter une survitesse de l’arbre BP 16, le temps que la coupure de carburant intervienne et stoppe l’apport d’énergie de la chambre 70.

Bien que l’invention ait été décrite en relation avec un type particulier de turbomachine à double corps, elle pourrait s’appliquer à tout autre type de turbomachine.

Claims (10)

1. REVENDICATIONS

   1. Turbomachine (10) d’aéronef, comportant au moins un premier compresseur (14), une chambre annulaire de combustion (70), et au moins une première turbine (46), qui définissent une première veine (22) d’écoulement d’un flux primaire, caractérisée en ce qu'elle comporte, entre ladite chambre de combustion et ladite première turbine, un dispositif (55,55’) de décharge d’au moins une partie dudit flux primaire.
2. 2. Turbomachine (10) selon la revendication précédente, caractérisée en ce qu’elle est une turbomachine multi-corps comportant au moins un corps basse pression comportant un rotor (46R) de turbine basse pression comprenant la première turbine (46) et relié à un arbre basse pression, et au moins un corps haute pression comportant un rotor (40R) de compresseur haute pression (40) et un rotor (42R) de turbine haute pression comportant une deuxième turbine (42) reliés ensemble par un arbre haute pression (44), ledit dispositif (54) étant situé entre les première et deuxième turbines (42, 46).
3. 3. Turbomachine (10) selon l’une des revendications précédentes, caractérisée en ce que ledit dispositif (55, 55’) est porté par un carter de turbine, comportant de préférence deux viroles annulaires, respectivement interne (50) et externe (52), reliées ensemble par des bras (51) sensiblement radiaux.
4. 4. Turbomachine (10) selon l’une des revendications précédentes, caractérisée en ce que ledit dispositif (55, 55’) comprend au moins une vanne (54, 54’) ou une rangée annulaire de vannes (54, 54’).
5. 5. Turbomachine (10) selon la revendication précédente, caractérisée en ce que la ou chaque vanne (54, 54’) comporte au moins une porte (56, 56’), par exemple écopante, qui est mobile entre une première position où elle n’influe pas sur l’alimentation de ladite première turbine (46) en flux primaire, et une seconde position dans laquelle elle dévie au moins une partie du flux primaire qui n’alimente alors pas la première turbine (46), de préférence radialement vers l’extérieur par rapport à un axe longitudinal (A) de la turbomachine (10).
6. 6. Turbomachine (10) selon la revendication précédente, caractérisée en ce que la ou chaque porte (56, 56’) est configurée pour se déplacer de ladite première position vers ladite seconde position par pivotement autour d’un axe (58 , 58’), qui est de préférence sensiblement tangent à une circonférence centrée sur ledit axe longitudinal (A).
7. 7. Turbomachine (10) selon l'une des revendications 5 à 6, caractérisée en ce que le dispositif de décharge (55, 55’) comporte un moyen (62) de verrouillage/déverrouillage de la ou de chaque porte (56, 56’), et un moyen (64) de commande dudit moyen de verrouillage/déverrouillage (62).
8. 8. Turbomachine (10) selon la revendication précédente, caractérisée en ce que le dispositif de décharge (55, 55’) comporte - au moins un moyen (66) de détection d'une survitesse d’un arbre de turbine (16), ledit moyen de commande (64) étant configuré pour commander le moyen (62) de déverrouillage de la ou chaque porte (56, 56’) en cas de détection de ladite survitesse, et possiblement - un moyen (68) de coupure d'une alimentation en carburant de ladite turbomachine (10), ledit moyen de commande (64) étant configuré pour commander la coupure en carburant en cas de détection de ladite survitesse.
9. 9. Procédé de commande d’un dispositif (55, 55’) de décharge d’une turbomachine (10) selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu’il comprend une première étape de mesure d’une vitesse (N) d’un arbre de turbine (16) de la turbomachine (10), une deuxième étape de comparaison de ladite vitesse (N) mesurée à une valeur de seuil de survitesse (S) prédéterminée, et en cas de détection d’un dépassement de ladite valeur (S) seuil par ladite vitesse mesurée (N), une troisième étape de commande par ledit dispositif (55, 55’) de la décharge d’au moins une partie dudit flux primaire, et de préférence, toujours dans le cas précité d’un dépassement, une quatrième étape de commande par ledit dispositif (55, 55’) de la coupure de l’alimentation en carburant de ladite chambre de combustion (70).
10. 10. Module (57) de turbine pour une turbomachine (10) d'aéronef selon l'une des revendications 3 à 8, caractérisé en ce qu'il comporte au moins le rotor (46R) de turbine basse pression comportant la première turbine (46) et un carter inter-turbines (48) comportant le dispositif de décharge (55, 55’).