FR3143001A1 - TURBOMACHINE MODULE EQUIPPED WITH A HYDRAULIC ACCUMULATOR AND TURBOMACHINE COMPRISING IT - Google Patents
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Abstract
L’invention concerne un module de turbomachine comprenant : - des aubes à calage variable,- un arbre de puissance (7) entraînant les aubes via un réducteur de vitesse (9),- un système de changement de pas (15) comprenant un mécanisme de liaison (16) relié aux aubes et un moyen de commande (17) agissant sur le mécanisme de liaison (16) ; et - un système d’alimentation (19) en fluide sous pression comportant un circuit principal (21) pour alimenter le moyen de commande, le circuit principal comprenant une pompe principale d’alimentation (22) reliée à une source d’alimentation (18) et entrainée par l’arbre de puissance. Selon l’invention, le système d’alimentation comprend un accumulateur hydraulique (27) stockant un fluide hydraulique, l’accumulateur hydraulique (27) étant relié au circuit principal et étant destiné à alimenter le moyen de commande lorsque la pompe principale d’alimentation est inactive pour entraîner les aubes en position de mise en drapeau. Figure pour l’abrégé : Figure 2The invention relates to a turbomachine module comprising: - blades with variable pitch, - a power shaft (7) driving the blades via a speed reducer (9), - a pitch change system (15) comprising a mechanism connection (16) connected to the blades and a control means (17) acting on the connection mechanism (16); and - a pressurized fluid supply system (19) comprising a main circuit (21) for supplying the control means, the main circuit comprising a main supply pump (22) connected to a power source (18 ) and driven by the power shaft. According to the invention, the supply system comprises a hydraulic accumulator (27) storing a hydraulic fluid, the hydraulic accumulator (27) being connected to the main circuit and being intended to supply the control means when the main supply pump is inactive to drive the blades into the feathering position. Figure for abstract: Figure 2
Description
La présente invention est relative au domaine des turbomachines équipées d’aubes à calage variable.The present invention relates to the field of turbomachines equipped with variable pitch blades.
Les aubes à calage ou pas variable qui équipent les turbomachines permettent d’améliorer les performances de celles-ci dans différentes conditions de vol. Les turbomachines comprennent pour cela un système de changement de pas pour changer l’orientation des aubes suivant plusieurs positions. Les aubes à calage variable peuvent notamment occuper une position dite « mise en drapeau » où la pale de l’aube est orientée dans la direction de l’écoulement du flux d’air afin de réduire la traînée et une position dite « reverse » où la pale de l’aube est positionnée transversalement à l’écoulement pour freiner l’aéronef par exemple.The blades with variable pitch or pitch that equip turbomachines make it possible to improve their performance in different flight conditions. To achieve this, turbomachines include a pitch change system to change the orientation of the blades according to several positions. The variable pitch blades can in particular occupy a position called "feathering" where the blade of the blade is oriented in the direction of the flow of the air flow in order to reduce drag and a position called "reverse" where the blade of the blade is positioned transversely to the flow to slow down the aircraft for example.
Il est prévu que les aubes à calage variable occupent de manière automatique la position de mise en drapeau en cas d’une avarie dans la turbomachine ou dysfonctionnement du système de changement de pas quel que soit le régime de fonctionnement de la turbomachine.It is intended that the variable pitch blades automatically occupy the feathering position in the event of damage to the turbomachine or malfunction of the pitch change system regardless of the operating speed of the turbomachine.
Le système de changement de pas peut comprendre un actionneur électrique ou un actionneur hydraulique. L’actionneur hydraulique est actionné par un fluide sous pression et est particulièrement avantageux dans les turbomachines et aéronefs subissant un effort aérodynamique élevé pour contrôler la position des aubes et la mise en drapeau.The pitch change system may include an electric actuator or a hydraulic actuator. The hydraulic actuator is actuated by a pressurized fluid and is particularly advantageous in turbomachines and aircraft undergoing high aerodynamic force to control the position of the blades and feathering.
Le fluide sous pression provient d’une pompe principale d’alimentation qui est reliée à une source d’alimentation et qui est entraînée par un arbre de la turbomachine. En cas d’avarie dans la turbomachine, la pompe principale ne peut plus fournir la puissance hydraulique nécessaire pour alimenter l’actionneur hydraulique. De manière générale, la turbomachine comprend également une pompe auxiliaire d’alimentation électrique permettant de palier une défaillance dans la turbomachine et permettant d’entraîner les aubes à calage variable dans la position de mise en drapeau. La turbomachine comprend en outre une pompe secondaire reliée à la même source d’alimentation et destinée à lubrifier des organes de la turbomachine.The pressurized fluid comes from a main supply pump which is connected to a power source and which is driven by a shaft of the turbomachine. In the event of damage to the turbomachine, the main pump can no longer provide the hydraulic power necessary to power the hydraulic actuator. Generally speaking, the turbomachine also includes an auxiliary electrical power pump making it possible to overcome a failure in the turbomachine and making it possible to drive the variable pitch blades into the feathering position. The turbomachine further comprises a secondary pump connected to the same power source and intended to lubricate components of the turbomachine.
Toutefois, la pompe auxiliaire doit être en mesure de pomper le fluide d’alimentation pour l’actionneur lorsque la turbomachine ne fonctionne plus. Cette contrainte nécessite un aménagement des carters de la turbomachine afin de mettre en place des canalisations entre la pompe principale et le réservoir principal ou un réservoir pressurisé dédié à la pompe auxiliaire avec un volume de fluide suffisamment important pour réaliser les opérations de manœuvre des aubes à calage variable. Ces contraintes peuvent complexifier l’intégration et la géométrie des carters du réducteur de vitesse équipant la turbomachine et qui supportent ces systèmes. D’autre part, la pompe auxiliaire électrique se présente sous la forme d’une batterie qui peut pénaliser la masse de la turbomachine.However, the auxiliary pump must be able to pump the feed fluid to the actuator when the turbomachine is no longer operating. This constraint requires an arrangement of the turbomachine casings in order to set up pipes between the main pump and the main tank or a pressurized tank dedicated to the auxiliary pump with a sufficiently large volume of fluid to carry out the blade maneuvering operations. variable timing. These constraints can complicate the integration and geometry of the speed reducer casings fitted to the turbomachine and which support these systems. On the other hand, the electric auxiliary pump is in the form of a battery which can penalize the mass of the turbomachine.
La présente invention a notamment pour objectif de fournir une solution permettant d’alimenter de manière autonome un moyen de commande pour la position de mise en drapeau des aubes à calage variable en cas d’avarie.The present invention aims in particular to provide a solution making it possible to autonomously power a control means for the feathering position of the variable-pitch blades in the event of damage.
Nous parvenons à cet objectif, conformément à l’invention, grâce à un module de turbomachine comprenant :We achieve this objective, in accordance with the invention, thanks to a turbomachine module comprising:
- une pluralité d’aubes à calage variable,
- un arbre de puissance entraînant les aubes à calage variable par l’intermédiaire d’un réducteur de vitesse,
- un système de changement de pas comprenant un mécanisme de liaison relié aux aubes à calage variable et un moyen de commande hydraulique agissant sur le mécanisme de liaison; et
- un système d’alimentation en fluide sous pression comportant un circuit principal destiné à alimenter le moyen de commande hydraulique, le circuit principal comprenant une pompe principale d’alimentation qui est reliée à une source d’alimentation et qui est entrainée par l’arbre de puissance,
le système d’alimentation comprenant un accumulateur hydraulique configuré pour stocker un fluide hydraulique, l’accumulateur hydraulique étant d’une part, relié au circuit principal et d’autre part, destiné à alimenter le moyen de commande lorsque la pompe principale d’alimentation est inactive de manière à entraîner les aubes à calage variable en position de mise en drapeau.- a plurality of vanes with variable pitch,
- a power shaft driving the variable-pitch blades via a speed reducer,
- a pitch change system comprising a link mechanism connected to the variable pitch blades and a hydraulic control means acting on the link mechanism; And
- a pressurized fluid supply system comprising a main circuit intended to supply the hydraulic control means, the main circuit comprising a main supply pump which is connected to a power source and which is driven by the shaft power,
the supply system comprising a hydraulic accumulator configured to store a hydraulic fluid, the hydraulic accumulator being on the one hand, connected to the main circuit and on the other hand, intended to supply the control means when the main supply pump is inactive so as to drive the variable pitch blades into the feathering position.
Ainsi, cette solution permet d’atteindre l’objectif susmentionné. En particulier, l’accumulateur hydraulique est un dispositif complètement autonome qui permet d’actionner le moyen de commande pour que les aubes à calage variable occupent la position de mise en drapeau en cas de défaillance de la turbomachine, voire de la pompe d’alimentation. L’accumulateur de par sa configuration évite la mise en place de diverses canalisations ou réservoirs supplémentaires pour alimenter le moyen de commande ce qui permet un gain en poids et un gain économique. Plus précisément encore, l’accumulateur est plus léger qu’une pompe auxiliaire de l’art antérieur.Thus, this solution makes it possible to achieve the aforementioned objective. In particular, the hydraulic accumulator is a completely autonomous device which makes it possible to activate the control means so that the variable pitch blades occupy the feathering position in the event of failure of the turbomachine, or even of the feed pump. . The accumulator, by its configuration, avoids the installation of various additional pipes or tanks to supply the control means, which allows a saving in weight and an economic gain. Even more precisely, the accumulator is lighter than an auxiliary pump of the prior art.
Le module de soufflante comprend également l’une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises seules ou en combinaison :The blower module also includes one or more of the following features, taken alone or in combination:
- l’accumulateur hydraulique est associé à un dispositif de régulation qui est configuré pour occuper au moins :
- -une position fermée dans laquelle le dispositif de régulation bloque le passage du fluide hydraulique de l’accumulateur hydraulique vers le moyen de commande ; et- the hydraulic accumulator is associated with a regulation device which is configured to occupy at least:
- -a closed position in which the regulating device blocks the passage of hydraulic fluid from the hydraulic accumulator to the control means; And
- -une position ouverte dans laquelle le dispositif de régulation autorise le passage du fluide hydraulique de l’accumulateur hydraulique vers le moyen de commande.- -an open position in which the regulation device authorizes the passage of hydraulic fluid from the hydraulic accumulator to the control means.
- le dispositif de régulation occupe la position ouverte lorsque la pression diminue dans le circuit principal pour atteindre une valeur prédéterminée.- the regulating device occupies the open position when the pressure decreases in the main circuit to reach a predetermined value.
- le circuit principal comprend une canalisation reliant directement le moyen de commande à la pompe principale d’alimentation et en ce qu’une canalisation auxiliaire relie directement l’accumulateur hydraulique à la canalisation.- the main circuit comprises a pipe directly connecting the control means to the main supply pump and in that an auxiliary pipe directly connects the hydraulic accumulator to the pipe.
- le dispositif de régulation comprend un clapet anti-retour agencé entre un orifice de sortie de l’accumulateur hydraulique et la canalisation auxiliaire.- the regulation device comprises a non-return valve arranged between an outlet orifice of the hydraulic accumulator and the auxiliary pipe.
- l’accumulateur hydraulique est installé à l’extérieur d’une enceinte de lubrification dans laquelle est agencée le réducteur de vitesse.- the hydraulic accumulator is installed outside a lubrication enclosure in which the speed reducer is arranged.
- le fluide hydraulique stocké dans l’accumulateur hydraulique est identique au fluide circulant au moins dans le circuit principal.- the hydraulic fluid stored in the hydraulic accumulator is identical to the fluid circulating at least in the main circuit.
- le fluide hydraulique est destiné à être mis sous pression par un gaz neutre.- the hydraulic fluid is intended to be pressurized by a neutral gas.
- l’accumulateur comprend des moyens de mise sous pression du fluide hydraulique.- the accumulator includes means for pressurizing the hydraulic fluid.
-l’accumulateur comprend une chambre renfermant un gaz neutre destiné à mettre sous pression le fluide hydraulique.-the accumulator includes a chamber containing a neutral gas intended to pressurize the hydraulic fluid.
- le module comprend une pompe secondaire reliée à la source d’alimentation et reliée à la pompe principale d’alimentation via une canalisation de raccordement, la pompe secondaire étant destinée à lubrifier des organes et/ou équipements de la turbomachine.- the module comprises a secondary pump connected to the power source and connected to the main supply pump via a connection pipe, the secondary pump being intended to lubricate organs and/or equipment of the turbomachine.
L’invention concerne également une turbomachine d’aéronef comprenant un module de turbomachine présentant l’une quelconque des caractéristiques précédentes.The invention also relates to an aircraft turbomachine comprising a turbomachine module having any of the preceding characteristics.
L’invention concerne en outre un aéronef comprenant une turbomachine telle que susmentionnée.The invention further relates to an aircraft comprising a turbomachine as mentioned above.
L’invention sera mieux comprise, et d’autres buts, détails, caractéristiques et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lecture 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 figures suivantes annexées :The invention will be better understood, and other aims, details, characteristics and advantages thereof will appear more clearly on reading the detailed explanatory description which follows, of embodiments of the invention given as an example. purely illustrative and non-limiting examples, with reference to the following appended figures:
La
La
L’invention s’applique à toute turbomachine comprenant une pluralité d’aubes à calage variable.The invention applies to any turbomachine comprising a plurality of variable-pitch blades.
La
La turbomachine 1 illustrée est un turbopropulseur équipé d’une seule rangée annulaire d’aubes à calage variable 2 non carénée formant une hélice. Le turbopropulseur est destiné à être monté sur un aéronef. Le turbopropulseur peut comprendre d’un doublet d’hélices contrarotatives, non carénées. Ces turbopropulseurs sont connus sous l’expression anglaise « open rotor ».The turbomachine 1 illustrated is a turboprop equipped with a single annular row of non-ducted variable pitch blades 2 forming a propeller. The turboprop is intended to be mounted on an aircraft. The turboprop may include a pair of counter-rotating, non-ducted propellers. These turboprops are known by the English expression “open rotor”.
Bien entendu, la turbomachine peut être un turboréacteur simple flux ou double flux avec des aubes à calage variable qui sont carénées et qui forment une soufflante.Of course, the turbomachine can be a single flow or double flow turbojet with variable pitch blades which are shrouded and which form a fan.
De manière générale et dans la suite de la description, le terme « hélice » est employé pour désigner indifféremment une soufflante ou une hélice.In general and in the remainder of the description, the term “propeller” is used to designate indifferently a fan or a propeller.
Dans la présente demande, les termes « amont », « aval », « axial » et « axialement » sont définis par rapport au sens de circulation des gaz dans la turbomachine et également suivant l’axe longitudinal X. Les termes « radial », « radialement », « interne » et « externe » sont également définis par rapport à un axe radial Z qui est perpendiculaire à l’axe X de la turbomachine.In the present application, the terms "upstream", "downstream", "axial" and "axially" are defined in relation to the direction of circulation of the gases in the turbomachine and also along the longitudinal axis X. The terms "radial", “Radially”, “internal” and “external” are also defined in relation to a radial axis Z which is perpendicular to the axis X of the turbomachine.
La turbomachine 1 comprend un générateur de gaz 3 ou moteur de turbine à gaz comportant de manière générale un ensemble de compresseur, une chambre de combustion, un ensemble de turbine. Les aubes à calage variable 2 sont ici montées en amont du générateur de gaz 3. Les aubes à calage variable 2 peuvent être montées en aval du générateur de gaz, notamment dans le cas d’un turbopropulseur avec un doublet d’hélices.The turbomachine 1 comprises a gas generator 3 or gas turbine engine generally comprising a compressor assembly, a combustion chamber, a turbine assembly. The variable pitch blades 2 are here mounted upstream of the gas generator 3. The variable pitch blades 2 can be mounted downstream of the gas generator, particularly in the case of a turboprop with a pair of propellers.
Les aubes à calage variable 2 comprennent chacune un pied 4 et une pale 5 qui s’étend radialement vers l’extérieur. Chaque pied 4 est reçu dans un logement correspondant d’un anneau de support 6 qui est centré sur l’axe longitudinal X. Autrement dit, l’anneau de support 6 comprend plusieurs logements répartis sur sa périphérie. En particulier, le pied 4 de chaque aube à calage variable 2 est monté pivotant de sorte que l’aube 2 soit mobile en rotation autour d’un axe de calage A. L’axe de calage A est ici sensiblement (+/- 5°) parallèle à l’axe radial Z.The variable pitch blades 2 each comprise a foot 4 and a blade 5 which extends radially outwards. Each foot 4 is received in a corresponding housing of a support ring 6 which is centered on the longitudinal axis X. In other words, the support ring 6 comprises several housings distributed around its periphery. In particular, the foot 4 of each variable pitch blade 2 is pivotally mounted so that the blade 2 is movable in rotation around a pitch axis A. The pitch axis A is here substantially (+/- 5 °) parallel to the radial axis Z.
La turbomachine 1 comprend un arbre de puissance 7 qui entraine les aubes à calage variable 2 autour de l’axe longitudinal X. De manière avantageuse, mais non limitativement, les aubes à calage variable 2 sont portées par un arbre d’hélice 8. Ce dernier est entraîné en rotation par l’arbre de puissance 7 et est solidaire de l’anneau de support 6.The turbomachine 1 comprises a power shaft 7 which drives the variable pitch blades 2 around the longitudinal axis The latter is rotated by the power shaft 7 and is secured to the support ring 6.
La turbomachine 1 peut comporter un réducteur de vitesse 9 agencé entre l’arbre d’hélice 8 et l’arbre de puissance 7. Le réducteur de vitesse 9 est destiné à être entraîné par l’arbre de puissance 7 et à entraîner en rotation l’arbre d’hélice 8 à une vitesse différente de celle de l’arbre de puissance 7.The turbomachine 1 may include a speed reducer 9 arranged between the propeller shaft 8 and the power shaft 7. The speed reducer 9 is intended to be driven by the power shaft 7 and to rotate l propeller shaft 8 at a speed different from that of the power shaft 7.
Le réducteur de vitesse 9 peut comprendre un train d’engrenages de type planétaire ou épicycloïdal dans le domaine des turbomachines. De manière avantageuse, le train d’engrenages comprend typiquement un solaire (ou planétaire interne), une pluralité de satellites, un porte-satellites, et une couronne (planétaire externe).The speed reducer 9 may comprise a planetary or epicyclic type gear train in the field of turbomachines. Advantageously, the gear train typically comprises a solar (or internal planetary), a plurality of satellites, a planetary carrier, and a ring gear (external planetary).
Dans le cas d’un réducteur de vitesse de type planétaire, le solaire est centré sur l’axe longitudinal X et est couplé en rotation avec l’arbre de puissance 7 de la turbomachine. Le porte-satellites est bloqué en rotation et est solidaire d’une structure fixe de la turbomachine. Enfin, la couronne est centrée sur l’axe longitudinal X et est couplée en rotation avec l’arbre d’hélice 8.In the case of a planetary type speed reducer, the solar is centered on the longitudinal axis X and is coupled in rotation with the power shaft 7 of the turbomachine. The planet carrier is locked in rotation and is attached to a fixed structure of the turbomachine. Finally, the crown is centered on the longitudinal axis X and is coupled in rotation with the propeller shaft 8.
Dans le cas réducteur de vitesse de type épicycloïdal, le solaire est couplé à l’arbre de puissance 7, le porte-satellites est couplé en rotation avec l’arbre d’hélice 8 et la couronne est solidaire de la structure fixe de la turbomachine. En d’autres termes, la couronne est fixe en rotation.In the case of an epicyclic type speed reducer, the solar is coupled to the power shaft 7, the planet carrier is coupled in rotation with the propeller shaft 8 and the crown is integral with the fixed structure of the turbomachine . In other words, the crown is fixed in rotation.
Le réducteur de vitesse 9 est logé dans une enceinte 10 de lubrification. Dans le présent exemple, l’enceinte 10 est agencée en amont du générateur de gaz 3. L’enceinte 10 de lubrification permet de lubrifier le réducteur de vitesse 9 ainsi que des paliers de guidage en rotation du réducteur de vitesse 9 et de l’arbre d’hélice 8.The speed reducer 9 is housed in a lubrication enclosure 10. In the present example, the enclosure 10 is arranged upstream of the gas generator 3. The lubrication enclosure 10 makes it possible to lubricate the speed reducer 9 as well as the rotational guide bearings of the speed reducer 9 and the propeller shaft 8.
De manière avantageuse, mais non limitativement, l’enceinte 10 est délimitée par un carter annulaire 11 qui est solidaire d’une structure fixe de la turbomachine 1. Le carter annulaire 11 est formé par exemple de support de palier 12 en amont et éventuellement en aval du réducteur de vitesse 9.Advantageously, but not restrictively, the enclosure 10 is delimited by an annular casing 11 which is integral with a fixed structure of the turbomachine 1. The annular casing 11 is formed for example of a bearing support 12 upstream and possibly in downstream of the speed reducer 9.
En référence à la
Dans le présent exemple, le système de changement de pas 15 est disposé suivant l’axe longitudinal de la turbomachine 1. Plus précisément encore, le système de changement de pas 15 est monté en amont du réducteur de vitesse 9 de manière avantageuse. Le système de changement de pas 15 est de manière avantageuse monté sur l’arbre d’hélice 8, entre l’hélice et le réducteur de vitesse 9 suivant l’axe longitudinal X.In the present example, the pitch change system 15 is arranged along the longitudinal axis of the turbomachine 1. Even more precisely, the pitch change system 15 is mounted upstream of the speed reducer 9 in an advantageous manner. The pitch change system 15 is advantageously mounted on the propeller shaft 8, between the propeller and the speed reducer 9 along the longitudinal axis X.
Chaque pale 5 peut pivoter entre une position extrême de travail (position d’inversion de poussée connue en anglais sous le terme « reverse ») et une position extrême de mise en drapeau des pales. En particulier, dans la position extrême d’inversion de poussée, les pales 5 de l’hélice participent au freinage de l'aéronef, à la manière des inverseurs de poussée usuels et présentent chacun un angle de calage de l’ordre de 5° par rapport au plan de rotation des pales. Dans la position extrême de mise en drapeau, les pales 5 sont alors effacées au mieux par rapport à la direction d'avance de l’aéronef, par exemple en cas de panne de la turbomachine, ce qui permet de limiter la traînée. Dans cette dernière position, l’angle de calage des pales est positif, et est généralement de l’ordre de 90° par rapport au plan de rotation des pales.Each blade 5 can pivot between an extreme working position (thrust reversal position known in English under the term “reverse”) and an extreme feathering position of the blades. In particular, in the extreme thrust reversal position, the blades 5 of the propeller participate in braking the aircraft, in the manner of usual thrust reversers and each have a pitch angle of around 5° relative to the plane of rotation of the blades. In the extreme feathering position, the blades 5 are then erased as best as possible relative to the direction of advance of the aircraft, for example in the event of a breakdown of the turbomachine, which makes it possible to limit drag. In this last position, the pitch angle of the blades is positive, and is generally of the order of 90° relative to the plane of rotation of the blades.
Le système de changement de pas 15 comprend un mécanisme de liaison 16 relié aux aubes à calage variable 2 et un moyen de commande 17 agissant sur le mécanisme de liaison 16.The pitch change system 15 comprises a link mechanism 16 connected to the variable pitch blades 2 and a control means 17 acting on the link mechanism 16.
Le mécanisme de liaison 16 peut comprendre des biellettes, des tiges et/ou des leviers.The connecting mechanism 16 may include links, rods and/or levers.
De manière avantageuse, mais non limitativement, le moyen de commande 17 est hydraulique.Advantageously, but not limited to, the control means 17 is hydraulic.
Le moyen de commande 17 comporte un corps mobile et un corps fixe (non représentés) par rapport au corps mobile. Le corps fixe est avantageusement solidaire de la structure fixe de la turbomachine. Quant au corps mobile, ce dernier se déplace en translation axialement par rapport au corps fixe. Ce dernier est monté sur un carter fixe de manière à être immobile en translation et en rotation par rapport au carter fixe. Suivant un autre mode de réalisation, le corps fixe peut être solidaire de l’arbre d’hélice 8The control means 17 comprises a movable body and a fixed body (not shown) relative to the movable body. The fixed body is advantageously integral with the fixed structure of the turbomachine. As for the mobile body, the latter moves in translation axially relative to the fixed body. The latter is mounted on a fixed casing so as to be immobile in translation and rotation relative to the fixed casing. According to another embodiment, the fixed body can be integral with the propeller shaft 8
Dans le présent exemple, le moyen de commande 17 est un vérin hydraulique comprenant le corps fixe et le corps mobile. Le corps mobile est ici la tige du vérin et le corps fixe est ici le cylindre du vérin ou inversement.In the present example, the control means 17 is a hydraulic cylinder comprising the fixed body and the movable body. The movable body here is the cylinder rod and the fixed body here is the cylinder of the cylinder or vice versa.
Le moyen de commande 17 est relié à une source d’alimentation 18 fluidique pour alimenter en fluide sous pression des chambres (non représentées) du moyen de commande 17. De manière avantageuse, le corps fixe comprend une paroi radiale qui délimite les deux chambres à volumes variables dans le corps mobile. Les chambres sont de manière avantageuse opposées axialement. Le corps mobile est monté autour du corps fixe et coaxial avec l’axe longitudinal. De manière alternative, le corps fixe est monté à l’extérieur du corps mobile.The control means 17 is connected to a fluid power source 18 to supply pressurized fluid to the chambers (not shown) of the control means 17. Advantageously, the fixed body comprises a radial wall which delimits the two chambers. variable volumes in the mobile body. The chambers are advantageously opposed axially. The movable body is mounted around the fixed body and coaxial with the longitudinal axis. Alternatively, the fixed body is mounted outside the movable body.
Le corps mobile se déplace sous l’action d’une commande du système de changement de pas 15. A cet effet, le système de changement de pas 15 est relié à un système d’alimentation 19 en fluide, par exemple hydraulique sous pression.The mobile body moves under the action of a command from the pitch change system 15. For this purpose, the pitch change system 15 is connected to a fluid supply system 19, for example hydraulic under pressure.
Plus précisément, le système d’alimentation 19 comprend la source d’alimentation 18 en fluide sous pression qui permet d’alimenter les chambres du moyen de commande 17. La source d’alimentation 18 est agencée par exemple dans la nacelle de la turbomachine. La source d’alimentation 18 peut être un réservoir principal 20 qui stocke le fluide d’alimentation.More precisely, the supply system 19 comprises the supply source 18 of pressurized fluid which makes it possible to supply the chambers of the control means 17. The supply source 18 is arranged for example in the nacelle of the turbomachine. The power source 18 may be a main reservoir 20 which stores the feed fluid.
Le système d’alimentation 19 comprend un circuit principal 21 qui est destiné à alimenter au moins le moyen de commande 17 hydraulique.The power system 19 comprises a main circuit 21 which is intended to power at least the hydraulic control means 17.
Le circuit principal 21 comprend une pompe principale d’alimentation 22 qui est reliée à la source d’alimentation 18. La pompe principale d’alimentation 22 permet la circulation du fluide depuis la source d’alimentation (ici le réservoir 20 tel que représenté sur la
Dans cet exemple de réalisation, la pompe principale d’alimentation 22 est entraînée en aval du réducteur de vitesse 9. A cet effet, la pompe principale d’alimentation 22 utilise la vitesse de rotation de l’arbre de puissance 7 qui est supérieure celle de l’arbre d’hélice 8.In this exemplary embodiment, the main supply pump 22 is driven downstream of the speed reducer 9. For this purpose, the main supply pump 22 uses the rotational speed of the power shaft 7 which is greater than that of the propeller shaft 8.
Le circuit principal 21 comprend de manière avantageuse une canalisation 23 qui relie directement la pompe principale d’alimentation 22 au moyen de moyen de commande 17. Cette canalisation 23 est avantageusement une canalisation haute pression. La pression qui circule dans la canalisation 23 est comprise entre 30 et 150 bars.The main circuit 21 advantageously comprises a pipe 23 which directly connects the main supply pump 22 to the control means 17. This pipe 23 is advantageously a high pressure pipe. The pressure circulating in line 23 is between 30 and 150 bars.
Comme cela est représenté schématiquement sur la
De manière avantageuse, mais non limitativement, le fluide sous pression est de l’huile.Advantageously, but not limited to, the fluid under pressure is oil.
La pompe principale d’alimentation 22 communique avec une unité électronique de commande 24 qui est dédiée aux commandes de certains organes et/ou équipements de la turbomachine. Cette unité électronique de commande 24 peut être un calculateur EEC (qui signifie en anglais Electronic Engine Controller). Le calculateur est piloté par un système électronique de pleine autorité (connu sous l’acronyme FADEC pour « Full Authority Digital Engine Control » qui gère le bon fonctionnement de la turbomachine. Le calculateur est également relié à des moyens de surveillance de paramètres de l’arbre de puissance comme sa vitesse par exemple et des moyens de détection de la pression du fluide dans le circuit principal.The main supply pump 22 communicates with an electronic control unit 24 which is dedicated to controlling certain components and/or equipment of the turbomachine. This electronic control unit 24 can be an EEC calculator (which means Electronic Engine Controller in English). The computer is controlled by a full authority electronic system (known by the acronym FADEC for “Full Authority Digital Engine Control”) which manages the proper functioning of the turbomachine. The computer is also connected to means of monitoring parameters of the power shaft such as its speed for example and means of detecting the pressure of the fluid in the main circuit.
Il est également prévu une pompe secondaire d’alimentation25 qui est entraînée par l’arbre de puissance 7. Cette pompe secondaire 25 est dédiée avantageusement, mais non limitativement, à la lubrification d’autres organes et/ou équipements de la turbomachine. La pompe secondaire d’alimentation 25 est agencée à l’extérieur de l’enceinte 10. Cela permet de désencombrer l’enceinte 10 de lubrification.A secondary supply pump 25 is also provided which is driven by the power shaft 7. This secondary pump 25 is advantageously dedicated, but not limited to, the lubrication of other organs and/or equipment of the turbomachine. The secondary supply pump 25 is arranged outside the enclosure 10. This makes it possible to free up the lubrication enclosure 10.
De manière avantageuse, mais non limitativement, la pompe principale d’alimentation 22 est commune à la lubrification d’organes et/ou équipements de la turbomachine et du réducteur de vitesse 9 et permet une première hausse du niveau de pression dans le circuit principal 21. Pour les besoins d’actionnement de l’hélice, le niveau de pression requit est atteint en utilisant la pompe secondaire d’alimentation 25.Advantageously, but not restrictively, the main supply pump 22 is common to the lubrication of organs and/or equipment of the turbomachine and the speed reducer 9 and allows a first increase in the pressure level in the main circuit 21 For propeller actuation purposes, the required pressure level is achieved by using the secondary supply pump 25.
Dans le présent exemple, une canalisation de raccordement 26 relie directement la pompe secondaire 25 à la pompe principale d’alimentation 22. La pompe secondaire d’alimentation 25 est distincte et indépendante de la pompe principale d’alimentation 22.In the present example, a connection pipe 26 directly connects the secondary pump 25 to the main supply pump 22. The secondary supply pump 25 is distinct and independent from the main supply pump 22.
Lorsque la turbomachine 1 est en marche et que tous les équipements et/ou organes sont fonctionnels, le système d’alimentation 19 autorise la circulation du fluide sous pression dans le circuit principal 21 vers le moyen de commande 17 pour entraîner le changement de calage des aubes à calage variable 2 dans les différentes positions requises en fonction du régime. Le fluide circule via les canalisations 23, 26 et la pompe d’alimentation 22. La pompe d’alimentation 22 est amorcée (ou activée) dès que l’arbre de puissance 7 tourne à une vitesse de rotation prédéterminée et/ou une pression P prédéterminée est atteinte dans le circuit principal 21 de sorte à permettre la circulation du fluide depuis la source d’alimentation 18 jusqu’aux chambres du moyen de commande 17. Ce mode de fonctionnement s’opère après le démarrage de la turbomachine et en vol.When the turbomachine 1 is running and all the equipment and/or components are functional, the supply system 19 authorizes the circulation of the pressurized fluid in the main circuit 21 towards the control means 17 to cause the change in timing of the variable pitch blades 2 in the different positions required depending on the speed. The fluid circulates via the pipes 23, 26 and the feed pump 22. The feed pump 22 is primed (or activated) as soon as the power shaft 7 rotates at a predetermined rotation speed and/or a pressure P predetermined is reached in the main circuit 21 so as to allow the circulation of the fluid from the power source 18 to the chambers of the control means 17. This mode of operation takes place after starting the turbomachine and in flight.
Le système d’alimentation 19 comprend un accumulateur hydraulique 27 qui est destiné à alimenter le moyen de commande 17 lorsque la pompe d’alimentation 22 est inactive (par exemple en cas de panne de la pompe 22 ou si l’arbre de puissance 7 ne tourne plus) pour entraîner les aubes à calage variable 2 en position de mise en drapeau.The power system 19 comprises a hydraulic accumulator 27 which is intended to power the control means 17 when the power pump 22 is inactive (for example in the event of a breakdown of the pump 22 or if the power shaft 7 does not turns more) to drive the variable-pitch blades 2 into the feathering position.
L’accumulateur hydraulique 27 est configuré pour stocker un fluide hydraulique. L’accumulateur hydraulique 27 est configuré également pour conserver le fluide hydraulique sous pression. La pression pouvant régner dans l’accumulateur hydraulique est comprise entre 30 et 150 bars.The hydraulic accumulator 27 is configured to store a hydraulic fluid. The hydraulic accumulator 27 is also configured to keep the hydraulic fluid under pressure. The pressure that can prevail in the hydraulic accumulator is between 30 and 150 bars.
Le système d’alimentation 19 comprend un circuit auxiliaire 28 qui comporte l’accumulateur hydraulique 27. Le circuit auxiliaire 28 est avantageusement indépendant du circuit principal 21.The power system 19 comprises an auxiliary circuit 28 which includes the hydraulic accumulator 27. The auxiliary circuit 28 is advantageously independent of the main circuit 21.
Le circuit auxiliaire 28 comprend une canalisation auxiliaire 29 reliant directement l’accumulateur hydraulique 27 à la canalisation 23.The auxiliary circuit 28 includes an auxiliary pipe 29 directly connecting the hydraulic accumulator 27 to the pipe 23.
De manière avantageuse, mais non limitativement, l’accumulateur hydraulique 27 est installé à l’extérieur de l’enceinte 10 de lubrification. Cela permet également de désencombrer l’enceinte de lubrification et de faciliter sa maintenance. Dans le présent exemple, l’accumulateur 27 est fixé sur le carter annulaire 11 entourant le réducteur de vitesse 9.Advantageously, but not restrictively, the hydraulic accumulator 27 is installed outside the lubrication enclosure 10. This also makes it possible to declutter the lubrication chamber and facilitate its maintenance. In the present example, the accumulator 27 is fixed on the annular casing 11 surrounding the speed reducer 9.
L’accumulateur hydraulique 27 est associé à un dispositif de régulation 30 qui est configuré pour occuper au moins une position fermée et une position ouverte. Dans la position fermée, le dispositif de régulation 30 bloque le passage du fluide hydraulique de l’accumulateur hydraulique 27 vers le moyen de commande 17. Dans la position ouverte, le dispositif de régulation 30 autorise le passage du fluide hydraulique de l’accumulateur hydraulique 27 vers le moyen de commande 17. En d’autres termes, le dispositif de régulation 30 est monté de manière étanche au niveau d’un orifice de sortie 31 de l’accumulateur hydraulique 27. Le dispositif de régulation 30 est avantageusement configuré pour libérer ou bloquer l’orifice de sortie 31.The hydraulic accumulator 27 is associated with a regulating device 30 which is configured to occupy at least one closed position and one open position. In the closed position, the regulating device 30 blocks the passage of hydraulic fluid from the hydraulic accumulator 27 to the control means 17. In the open position, the regulating device 30 allows the passage of hydraulic fluid from the hydraulic accumulator 27 towards the control means 17. In other words, the regulation device 30 is mounted in a sealed manner at an outlet orifice 31 of the hydraulic accumulator 27. The regulation device 30 is advantageously configured to release or block the outlet 31.
L’accumulateur hydraulique 27 comprend pour cela une paroi périphérique 32 délimitant un volume 33 recevant le fluide hydraulique. La paroi périphérique 32 comprend l’orifice de sortie 31 par laquelle le fluide peut remplir le volume ou vider le volume dans la canalisation auxiliaire 29. L’orifice de sortie 31 est reliée à la canalisation auxiliaire 29.The hydraulic accumulator 27 therefore comprises a peripheral wall 32 delimiting a volume 33 receiving the hydraulic fluid. The peripheral wall 32 includes the outlet 31 through which the fluid can fill the volume or empty the volume into the auxiliary pipe 29. The outlet 31 is connected to the auxiliary pipe 29.
Le volume 33 de stockage peut être équivalent au volume défini par le déplacement (ici une translation) du corps mobile du moyen de commande 17 lorsque ce dernier passe de la position « plein petit pas » (angle de calage à 0°) à la position de mise en drapeau (angle de calage à 90°). La position de plein petit pas correspond à une phase de décollage de l’aéronef (vitesse d’avance verticale uniquement). L’angle de calage des pales en position d’inversion de poussée peut aller jusqu’à -10°. L’accumulateur 17 doit contenir autant de fluide hydraulique que nécessaire pour provoquer cette translation du moyen de commande 17.The storage volume 33 can be equivalent to the volume defined by the movement (here a translation) of the mobile body of the control means 17 when the latter passes from the "full small step" position (setting angle at 0°) to the position feathering (90° pitch angle). The full pitch position corresponds to a takeoff phase of the aircraft (vertical forward speed only). The pitch angle of the blades in the thrust reversal position can be up to -10°. The accumulator 17 must contain as much hydraulic fluid as necessary to cause this translation of the control means 17.
Suivant un mode de réalisation, l’accumulateur hydraulique 17 comprend des moyens 36 de mise sous pression du volume 33 ou du fluide hydraulique. Le volume 33 est séparé en deux chambres (non représentées et dénommées première chambre et deuxième chambre) par un élément étanche (non représenté) et comprend deux orifices. Chaque première et deuxième chambre est couplée à un orifice. La première chambre est connectée au circuit principal 19 et la deuxième chambre est remplie d’un gaz neutre sous pression tel que de l’azote. Avantageusement, la première chambre est reliée au circuit principal 19 via l’orifice de sortie 31. Le gaz neutre permet de créer un contre effort (équivalent à un ressort mécanique). Cette configuration permet de maintenir le fluide hydraulique sous pression dans l’accumulateur hydraulique.According to one embodiment, the hydraulic accumulator 17 comprises means 36 for pressurizing the volume 33 or the hydraulic fluid. Volume 33 is separated into two chambers (not shown and called first chamber and second chamber) by a sealed element (not shown) and includes two orifices. Each first and second chamber is coupled to a port. The first chamber is connected to the main circuit 19 and the second chamber is filled with a neutral gas under pressure such as nitrogen. Advantageously, the first chamber is connected to the main circuit 19 via the outlet orifice 31. The neutral gas makes it possible to create a counterforce (equivalent to a mechanical spring). This configuration keeps the hydraulic fluid under pressure in the hydraulic accumulator.
Suivant un mode de réalisation, le volume 33 est rempli avec le fluide hydraulique préalablement à l’installation de l’accumulateur 27 dans la turbomachine.According to one embodiment, volume 33 is filled with hydraulic fluid prior to installation of accumulator 27 in the turbomachine.
Avantageusement, mais non limitativement, le fluide hydraulique stocké dans l’accumulateur 27 est identique au fluide circulant au moins dans la canalisation 21.Advantageously, but not restrictively, the hydraulic fluid stored in the accumulator 27 is identical to the fluid circulating at least in the pipe 21.
Avantageusement, le dispositif de régulation 30 est agencé entre l’orifice de sortie 31 et la canalisation auxiliaire 29.Advantageously, the regulating device 30 is arranged between the outlet orifice 31 and the auxiliary pipe 29.
De manière avantageuse, le dispositif de régulation 30 est un clapet anti-retour 34. Celui-ci est simple à mettre en œuvre et à installer dans le circuit auxiliaire 28. D’autre part, c’est un organe léger qui n’impacte pas la masse de la turbomachine.Advantageously, the regulating device 30 is a non-return valve 34. This is simple to implement and install in the auxiliary circuit 28. On the other hand, it is a lightweight member which does not impact not the mass of the turbomachine.
Le clapet anti-retour 34 peut être intégré à l’accumulateur hydraulique 27.The check valve 34 can be integrated into the hydraulic accumulator 27.
De manière alternative, le dispositif de régulation 30 peut comprend une soupape, un dispositif à tiroir dès que lors que ceux-ci peuvent être commandés pour libérer l’orifice de sortie 31.Alternatively, the regulating device 30 can include a valve, a slide device as soon as these can be controlled to release the outlet orifice 31.
Le clapet anti-retour 34 est monté au niveau de l’orifice de sortie 31 de la sorte à bloquer ou libérer l’orifice de sortie 31.The non-return valve 34 is mounted at the outlet 31 so as to block or release the outlet 31.
A cet effet, le clapet anti-retour 34 comprend un passage 34a et un élément d’obturation 34b qui est monté mobile à l’intérieur de ce passage. Le passage est relié fluidiquement avec la canalisation auxiliaire. L’élément d’obturation 34c est destiné à libérer ou obturer le passage. Le passage est délimité de manière avantageuse par une paroi conique 34c dont le sommet forme un siège. Le clapet anti-retour 34 comprend en outre un ressort 34d qui permet de maintenir l’élément d’obturation dans la position fermée contre le siège. Dans le présent mode de réalisation, l’élément d’obturation 34b comprend une bille.For this purpose, the non-return valve 34 comprises a passage 34a and a closing element 34b which is movably mounted inside this passage. The passage is fluidly connected with the auxiliary pipeline. The closing element 34c is intended to free or close the passage. The passage is advantageously delimited by a conical wall 34c, the top of which forms a seat. The non-return valve 34 further comprises a spring 34d which makes it possible to maintain the closing element in the closed position against the seat. In the present embodiment, the shutter element 34b comprises a ball.
De manière alternative, l’élément d’obturation 34b comprend une tige s’élevant depuis une embase. Le passage 34a dans ce cas présente une forme épousant la forme de la tige et de l’embase pour une fermeture étanche.Alternatively, the shutter element 34b comprises a rod rising from a base. The passage 34a in this case has a shape matching the shape of the rod and the base for a watertight closure.
Dans le présent exemple, le clapet anti-retour 34 est piloté électriquement. De manière avantageuse, mais non limitativement, le clapet anti-retour 34 est relié au calculateur qui permet de piloter la fermeture ou l’ouverture de celui-ci.In the present example, the non-return valve 34 is electrically controlled. Advantageously, but not restrictively, the non-return valve 34 is connected to the computer which makes it possible to control the closing or opening thereof.
En particulier, le clapet anti- retour 34 change de position lorsque la pression dans la canalisation auxiliaire 39 atteint une valeur prédéterminée. Avantageusement, le clapet 34 s’ouvre lorsque la valeur prédéterminée est inférieure à la pression circulant dans la canalisation 23 et le clapet 34 se ferme lorsque la valeur prédéterminée est supérieure à la valeur prédéterminée. La pression diminue dans la canalisation 23 en cas de défaillance de la pompe principale 22, de la turbomachine 1, etc. A l’inverse, la pression augmente dans le circuit principal 19 lorsque la pompe principale d’alimentation 22 est active ce qui empêche au fluide de l’accumulateur hydraulique 27 de circuler vers le moyen de commande 17.In particular, the non-return valve 34 changes position when the pressure in the auxiliary pipe 39 reaches a predetermined value. Advantageously, the valve 34 opens when the predetermined value is lower than the pressure circulating in the pipe 23 and the valve 34 closes when the predetermined value is greater than the predetermined value. The pressure decreases in line 23 in the event of failure of the main pump 22, the turbomachine 1, etc. Conversely, the pressure increases in the main circuit 19 when the main supply pump 22 is active, which prevents the fluid from the hydraulic accumulator 27 from circulating towards the control means 17.
Une fois que l’orifice de sortie 31 de l’accumulateur hydraulique 27 est ouvert, le fluide sous pression se déverse dans la canalisation auxiliaire 29 puis dans une partie de la canalisation 23 vers le moyen de commande 17. La pression augmente dans le circuit auxiliaire 28 jusqu’à atteindre une pression qui va entraîner le déplacement du corps mobile du moyen de commande 17 pour que les aubes 2 occupent la position de mise en drapeau.Once the outlet 31 of the hydraulic accumulator 27 is open, the pressurized fluid flows into the auxiliary pipe 29 then into part of the pipe 23 towards the control means 17. The pressure increases in the circuit auxiliary 28 until a pressure is reached which will cause the moving body of the control means 17 to move so that the blades 2 occupy the feathering position.
Ainsi, l’accumulateur hydraulique 27 fonctionne de manière complètement autonome pour pallier la défaillance de la pompe principale d’alimentation 22 et mettre les aubes à calage variable en position de mise en drapeau. De plus, l’agencement de cet accumulateur hydraulique 27 n’entraîne pas de modifications majeures de l’enceinte 10 de lubrification et/ou du carter du réducteur de vitesse.Thus, the hydraulic accumulator 27 operates completely autonomously to compensate for the failure of the main supply pump 22 and put the variable pitch blades in the feathering position. Furthermore, the arrangement of this hydraulic accumulator 27 does not result in major modifications to the lubrication enclosure 10 and/or the speed reducer casing.
Avantageusement, le système d’alimentation 19 comprend une canalisation de récupération 35 qui relie directement le moyen de commande 17 au réservoir principal 20.
Advantageously, the supply system 19 comprises a recovery pipe 35 which directly connects the control means 17 to the main tank 20.
Claims (10)
- une pluralité d’aubes à calage variable (2),
- un arbre de puissance (7) entraînant les aubes à calage variable (2) par l’intermédiaire d’un réducteur de vitesse (9),
- un système de changement de pas (15) comprenant un mécanisme de liaison (16) relié aux aubes à calage variable (2) et un moyen de commande (17) hydraulique agissant sur le mécanisme de liaison (16) ; et
- un système d’alimentation (19) en fluide sous pression comportant un circuit principal (21) destiné à alimenter le moyen de commande (17) hydraulique, le circuit principal (21) comprenant une pompe principale d’alimentation (22) qui est reliée à une source d’alimentation (18) et qui est entrainée par l’arbre de puissance (7),
- a plurality of variable pitch blades (2),
- a power shaft (7) driving the variable pitch blades (2) via a speed reducer (9),
- a pitch change system (15) comprising a link mechanism (16) connected to the variable pitch blades (2) and hydraulic control means (17) acting on the link mechanism (16); And
- a pressurized fluid supply system (19) comprising a main circuit (21) intended to supply the hydraulic control means (17), the main circuit (21) comprising a main supply pump (22) which is connected to a power source (18) and which is driven by the power shaft (7),
- une position fermée dans laquelle le dispositif de régulation (30) bloque le passage du fluide hydraulique de l’accumulateur hydraulique (27) vers le moyen de commande (17) ; et
- une position ouverte dans laquelle le dispositif de régulation (30) autorise le passage du fluide hydraulique de l’accumulateur hydraulique (27) vers le moyen de commande (17).
- a closed position in which the regulating device (30) blocks the passage of hydraulic fluid from the hydraulic accumulator (27) to the control means (17); And
- an open position in which the regulating device (30) authorizes the passage of hydraulic fluid from the hydraulic accumulator (27) to the control means (17).
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- 2022-12-08 FR FR2212993A patent/FR3143001A1/en active Pending
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