FR3122451A1 - Turboréacteur - Google Patents
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Abstract
L’invention concerne un turboréacteur (1), comportant une soufflante (2), au moins un carter (11) annulaire entourant ladite soufflante (2), des éléments (15, 17) étant fixés au carter (11) par l’intermédiaire d’un ensemble de fixation comprenant : - au moins deux supports (19) s’étendant axialement et écartés circonférentiellement l’un par rapport à l’autre, chaque support (19) comportant une première extrémité (21) et une seconde extrémité (23) écartées axialement l’une par rapport à l’autre et fixées au carter (11), - au moins un premier organe d’attache (27) assurant la fixation d’au moins un premier élément (17) à au moins un support (19), - une platine flexible (25) s’étendant circonférentiellement entre deux supports (19) et comportant une première et une seconde extrémités (31) circonférentielles fixées auxdits supports (19), et - au moins un deuxième organe d’attache (29), assurant la fixation d’au moins deuxième élément (15) à ladite platine flexible (25). Figure à publier avec l’abrégé : figure 3
Description
Domaine technique de l’invention
L’invention concerne un turboréacteur, en particulier destiné à équiper un aéronef.
Etat de la technique antérieure
La illustre un turboréacteur 1 de l’art antérieur, destiné à équiper en aéronef, en particulier un avion. Le turboréacteur 1 s’étend selon un axe X et comporte, d’amont en aval dans le sens de circulation des gaz, une soufflante 2, un compresseur basse pression 3, un compresseur haute pression 4, une chambre de combustion 5, une turbine haute pression 6 et une turbine basse pression 7. Les compresseurs basse et haute pression 3, 4, la chambre de combustion 5 et les turbines haute et basse pression 6, 7 sont situées dans une veine dite primaire 8. Une veine 9 dite secondaire s’étend autour de la veine primaire 8, en aval de la soufflante 2.
Les termes axial, radial et circonférentiel sont définis par rapport à un axe X du turboréacteur 1. Les termes amont et aval sont définis par rapport au sens de circulation des gaz au sein du turboréacteur 1.
La soufflante 2 est disposée dans un carter 11 annulaire, appelé carter de soufflante, ladite soufflante 2 comprenant une pluralité d’aubes. En cas de rupture d’une aube de la soufflante 2, celle-ci peut être éjecté radialement vers l’extérieur sous l’effet des efforts centrifuges, pour venir impacter le carter 11 de soufflante et être retenue par celui-ci. Le carter 11 permet alors de piéger la partie éjectée de l’aube afin d’éviter qu’elle n’endommage une autre partie du turboréacteur 1. La zone de la soufflante 2 dans laquelle une telle éjection d’une partie d’une aube peut être amenée à se produire forme un cône d’impact s’étendant circonférentiellement à partir d’un moyeu de la soufflante 2.
Comme cela est illustré à la , le carter 11 présente une surface radialement externe 13, qui reçoit une pluralité d’éléments 15, 17, par exemple des conduites hydrauliques et/ou des harnais électriques. Ces éléments 15, 17 sont fixés au carter 11 par des supports 19 s’étendant axialement et comportant une première extrémité 21 et une seconde extrémité 23 fixées respectivement à une bride amont et à une zone aval du carter 11 de soufflante. Les premières et secondes extrémités 21, 23 sont disposées de façon à être situées en dehors du cône d’impact précité, de façon à éviter une perte accidentelle du support 19 en cas d’éjection d’une partie d’une aube de la soufflante 2.
Chaque support 19 présente en particulier une forme générale de pont. Cette forme de pont permet notamment de réduire les risques d’endommagement des éléments 15, 17 fixés aux supports 19 en cas d’éjection d’une partie d’une aube de la soufflante 2.
Les éléments 15, 17 fixés aux supports 19 comportent notamment des lignes hydrauliques 17 qui acheminent des fluides pressurisés ainsi qu’un tube d’air de démarreur 15 (ou SAD, pourStarter Air Duct), qui alimente en air sous pression un système de démarrage appelé démarreur à air, par l’intermédiaire d’une vanne de démarrage (ou SAV pourStarter Air Valve).
En fonctionnement, les lignes hydrauliques 17 sont susceptibles de transmettre des vibrations générées par une pompe hydraulique, ces dernières étant transmises au tube d’air du démarreur 15 par l’intermédiaire des supports 19, ce qui peut provoquer un endommagement prématuré de la vanne de démarrage, en particulier en cas de résonnance entre les fréquences générées par la pompe et le mode de vibration de ladite vanne de démarrage.
Présentation de l’invention
L’invention vise à remédier à ces inconvénients, de manière simple, fiable et peu onéreuse.
A cet effet, l’invention concerne un turboréacteur, comportant une soufflante, au moins un carter annulaire entourant ladite soufflante, des éléments étant fixés au carter par l’intermédiaire d’un ensemble de fixation comprenant :
- au moins deux supports s’étendant sensiblement parallèlement à une direction axiale du turboréacteur et écartés l’un par rapport à l’autre dans une direction circonférentielle du carter annulaire, chaque support comportant une première extrémité et une seconde extrémité écartées axialement l’une par rapport à l’autre et fixées au carter,
- au moins un premier organe d’attache assurant la fixation d’au moins un premier élément à au moins un support,
caractérisé en ce que l’ensemble de fixation comprend en outre :
- une platine flexible s’étendant circonférentiellement entre deux supports et comportant une première et une seconde extrémités circonférentielles fixées auxdits supports,
- au moins un deuxième organe d’attache, assurant la fixation d’au moins deuxième élément à ladite platine flexible.
La platine flexible peut être apte à être déformée et à assurer un amortissement des vibrations du deuxième élément en fonctionnement, de manière à éviter une transmission de ces vibrations à la vanne de démarrage. On limite ainsi l’endommagement de cette vanne.
La platine flexible peut notamment se déformer selon la direction radiale.
Le deuxième organe d’attache peut être situé dans une zone circonférentiellement médiane de la platine flexible située entre les première et seconde extrémités circonférentielles de ladite platine.
La distance circonférentielle entre le deuxième organe d’attache et la première extrémité de la platine flexible est par exemple comprise entre 30 et 70 % de la distance entre les deux extrémités de la platine.
Une telle caractéristique permet d’améliorer l’amortissement des vibrations en fonctionnement.
La platine peut être ajourée.
Une telle caractéristique permet de limiter la masse de la platine et de réduire sa raideur afin d’améliorer l’amortissement des vibrations.
En particulier, la platine peut comporter des ouvertures de forme générale triangulaire ou rectangulaire.
La platine peut présenter une épaisseur, comprise entre 0,5 mm et 3 mm, notamment entre 1 mm et 2 mm.
On définit l’épaisseur comme la dimension radiale de la platine.
La platine peut être formée à partir d’une tôle métallique. En particulier, la platine peut être formé par pliage et/ou découpage d’au moins une tôle.
La platine peut être fixée aux supports par l’intermédiaire de vis ou de rivets, au niveau de ses extrémités circonférentielles.
Les organes d’attache peuvent être fixés aux supports ou à la platine par l’intermédiaire de vis ou de rivets.
Au moins un organe d’attache peut être formé par un collier en forme générale d’oméga.
La platine peut être réalisée en titane ou dans un matériau à base de titane.
Le premier élément peut comprendre une conduite hydraulique destinée à acheminer un liquide pressurisé.
Le deuxième élément peut comprendre une conduite d’air comprimé destinée à acheminer de l’air à un système de démarrage.
Les extrémités axiales du support peuvent être décalées axialement du plan radial médian passant par des aubes de la soufflante.
En particulier, lesdites extrémités axiales du support peuvent être situées hors du cône d’impact des aubes de la soufflante. On évite ainsi une perte accidentelle du support en cas d’éjection d’une partie d’une aube de la soufflante.
L’invention peut également concerner un aéronef comportant un turboréacteur du type précité.
Ledit aéronef peut être un avion.
Brève description des figures
Description détaillée de l’invention
Les figures 3 et 4 illustrent une partie d’un turboréacteur selon l’invention. Celui-ci diffère des turboréacteurs de l’état de la technique présentés plus haut par les caractéristiques décrites plus bas.
Le turboréacteur 1 comprend une soufflante 2 et un carter 11 annulaire entourant ladite soufflante 2, le carter 11 définissant une surface externe 13 recevant un ensemble de fixation d’une pluralité d’éléments 15, 17.
Les éléments 15, 17 fixés par l’ensemble de fixation comprennent notamment des lignes hydrauliques 17, désignées par la suite par le terme de premiers éléments, et au moins un tube d’air de démarreur 15, qui alimente en air sous pression le démarreur à air, désigné par la suite par le terme de deuxième élément.
Les lignes hydrauliques 17 sont des conduites destinées à acheminer des fluides pressurisés tels qu’un liquide hydraulique résistant au feu (par exemple ceux commercialisés sous la marque « Skydrol »), ou de l’huile. Elles sont susceptibles de transmettre des vibrations générées par une pompe hydraulique en fonctionnement.
Le tube d’air de démarreur 15 alimente un système de démarrage du turboréacteur en air sous pression, par l’intermédiaire d’une vanne de démarrage (non représentée).
La vanne de démarrage est sensible aux vibrations transmises le long du tube d’air de démarreur 15, en particulier en cas de résonnance entre les fréquences générées par la pompe hydraulique et le mode de vibration de ladite vanne de démarrage.
L’ensemble de fixation comprend au moins deux supports 19, une platine flexible 25 s’étendant axialement entre les deux supports 19, ainsi que des premiers organes d’attache 27 et au moins un deuxième organe d’attache 29.
Les supports 19 sont fixés au carter en respectant un écart circonférentiel entre eux.
Chaque support 19 comprend une première extrémité 21 et une deuxième extrémité 23, écartées axialement l’une de l’autre.
La première extrémité 21 est par exemple fixée à une bride d’extrémité du carter 11, qui s’étend le long d’un bord amont de la surface externe 13 du carter 11, par au moins un rivet et/ou au moins un boulon, notamment deux rivets ou deux boulons.
Alternativement, la première extrémité 21 peut être fixée à un support intermédiaire, lui-même fixé à ladite bride, ou directement sur la surface externe 13 du carter 11.
La deuxième extrémité 23 est par exemple directement fixée à la surface externe 13 du carter 11, par exemple par des rivets ou des boulons, notamment quatre rivets ou boulons.
Les extrémités 21, 23 sont ainsi décalées axialement du plan radial médian passant par les aubes de la soufflante 2, et sont donc situées hors du cône d’impact desdites aubes.
Les supports 19 présentent une forme allongée entre leurs deux extrémités 21, 23, notamment une forme de pont. On entend par cela qu’une partie médiane de chaque support 19, qui s’étend de la première extrémité 21 à la deuxième extrémité 23, est surélevée selon la direction radiale, de façon à être à l’écart radialement vers l’extérieur de la surface externe 13 du carter 11.
Les supports 19 sont par exemple réalisés à partir d’une tôle découpée et pliée.
La platine flexible 25 est une lame mince métallique déformable en flexion, notamment selon la direction radiale.
La platine flexible 25 présente une forme sensiblement rectangulaire, pliée au niveau d’une zone circonférentiellement médiane 26 pour définir une flèche. Elle présente une épaisseur, mesurée selon la direction radiale, comprise entre 0,5 mm et 3 mm, notamment entre 1 mm et 2 mm.
La platine 25 est par exemple réalisée en titane, en aluminium ou en acier, selon les conditions environnantes, notamment de température.
La platine flexible 25 comprend deux extrémités circonférentielles 31 par lesquelles elle est fixée sur les supports 19. Une longueur circonférentielle de la platine flexible 25, mesurée entre ses deux extrémités circonférentielles 31, est par exemple comprise entre 100 mm et 500 mm.
La platine flexible 25 est ajourée et présente des ouvertures 33, par exemple trois ouvertures 33. Les ouvertures 33 présentent par exemple des formes rectangulaires et/ou triangulaires, par exemple aux coins arrondis. Les ouvertures 33 permettent de réduire la masse et la raideur de la platine 25 sans nécessiter de réduire son épaisseur.
Ainsi, la platine flexible 25 présente une raideur en flexion au niveau de la flèche qui permet d’amortir les vibrations au niveau du tube d’air de démarreur 15.
La platine 25 est par exemple fixée aux supports 19 par des rivets ou des boulons.
Une telle platine flexible 25 est apte à réduire la transmission de vibrations entre les premiers éléments 17 et le deuxième élément 15 en absorbant jusqu’à 85% de l’énergie vibratoire.
Les premiers organes d’attache 27 assurent la fixation des premiers éléments 17 aux supports 19.
Les premiers organes d’attache 27 sont par exemple des colliers en forme d’oméga entourant les premiers éléments 17 et fixés aux supports 19 à leurs extrémités, par des rivets ou des boulons.
Le deuxième organe d’attache 29 assure la fixation du deuxième élément 15 à la platine flexible 25.
Le deuxième organe d’attache 29 est par exemple un collier en forme d’oméga entourant le deuxième élément 15 et fixé à la platine flexible 25 à ses extrémités, par des rivets ou des boulons.
Le deuxième organe d’attache 29 est notamment fixé à la platine flexible 25 dans la zone circonférentiellement médiane 26 de la platine flexible, située entre les extrémités circonférentielles 31.
Par exemple, la zone circonférentiellement médiane 26 s’étend entre 30% et 70% d’une longueur de la platine flexible 25 entre les extrémités circonférentielles 31.
La fixation du deuxième élément 15 dans la zone médiane 26 augmente l’absorption des vibrations propagées jusqu’au deuxième élément 15, en permettant une plus grande amplitude de déformation de la platine 25 au niveau du premier organe d’attache 29.
L’ensemble de support du turboréacteur selon l’invention permet de réduire la transmission de vibrations entre les éléments supportés, en absorbant une partie de ces vibrations par les déformations de la platine flexible 25.
La platine flexible 25 est de confection simple et relativement peu coûteuse. Elle peut être ajoutée sur un ensemble de support tel que décrit dans l’état de la technique sans nécessiter de modifications importantes de cet ensemble de support, ce qui facilite la mise en œuvre de l’invention sur des turboréacteurs existants.
Claims (9)
- Turboréacteur (1), comportant une soufflante (2), au moins un carter (11) annulaire entourant ladite soufflante (2), des éléments (15, 17) étant fixés au carter (11) par l’intermédiaire d’un ensemble de fixation comprenant :
- au moins deux supports (19) s’étendant sensiblement parallèlement à une direction axiale (X) du turboréacteur (1) et écartés l’un par rapport à l’autre dans une direction circonférentielle du carter (11) annulaire, chaque support (19) comportant une première extrémité (21) et une seconde extrémité (23) écartées axialement l’une par rapport à l’autre et fixées au carter (11),
- au moins un premier organe d’attache (27) assurant la fixation d’au moins un premier élément (17) à au moins un support (19),
caractérisé en ce que l’ensemble de fixation comprend en outre :
- une platine flexible (25) s’étendant circonférentiellement entre deux supports (19) et comportant une première et une seconde extrémité (31) circonférentielles fixées auxdits supports (19),
- au moins un deuxième organe d’attache (29), assurant la fixation d’au moins deuxième élément (15) à ladite platine flexible (25). - Turboréacteur (1) selon la revendication précédente, dans lequel le deuxième organe d’attache (29) est situé dans une zone circonférentiellement médiane (26) de la platine flexible (25) située entre les première et seconde extrémités (31) circonférentielles de ladite platine (25).
- Turboréacteur (1) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la platine flexible (25) est ajourée.
- Turboréacteur (1) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la platine flexible (25) présente une épaisseur, comprise entre 0,5 mm et 3 mm, notamment entre 1 mm et 2 mm.
- Turboréacteur (1) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la platine flexible (25) est réalisée dans un matériau à base de titane.
- Turboréacteur (1) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le premier élément (17) comprend une conduite hydraulique destinée à acheminer un liquide pressurisé.
- Turboréacteur (1) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le deuxième élément (15) comprend une conduite d’air comprimé destinée à acheminer de l’air à un système de démarrage.
- Turboréacteur (1) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel les extrémités (21, 23) axiales du support (19) sont décalées axialement du plan radial médian passant par des aubes de la soufflante (2).
- Aéronef comportant un turboréacteur (1) selon l'une des revendications précédentes.
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