FR2682992A1 - Aubage de turbomachine en materiau composite a matrice a base d'un elastomere. - Google Patents
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Abstract
La pale de chaque aube pour aubage de turbomachine est réalisée en un matériau composite constitué de fibres disposées en couches stratifiées dans une matrice à base d'un produit élastomérique tel que le polyuréthane.
Description
DESCRIPTION
La présente invention concerne les aubages fixes ou mobiles dirigeant les flux de gaz dans les compresseurs ou turbines des turbomachines, tels que les turboréacteurs pour avions.
La présente invention concerne les aubages fixes ou mobiles dirigeant les flux de gaz dans les compresseurs ou turbines des turbomachines, tels que les turboréacteurs pour avions.
Elle s'applique, en particulier, aux aubes de redresseurs de sortie de la soufflante d'une turboréacteur à double-flux servant à la propulsion d'un avion ou aux aubes mobiles de soufflante.
Dans les turboréacteurs multiflux, les aubes de redresseur de soufflante étaient le plus souvent fabriquées en alliage léger comportant une partie principale ou corps constituant la pale de guidage des gaz avec, à chaque extrémité, une plate-forme transversale en saillie, intégrée à la pale et généralement venue de forge, la plate-forme extérieure constituant l'élément de fixation (au moyen de boulons) de chaque aube fixe à l'intérieur du carter extérieur cylindrique du réacteur.
La recherche d'un abaissement des masses et des côuts a conduit à une utilisation de plus en plus large des matériaux composites dans la conception des turbomachines et en premier lieu pour la réalisation des pièces fixes. Corrélativement de nouvelles techniques de mise en oeuvre ont été mises au point pour tenir compte des caractéristiques particulières de ces matériaux. C'est ainsi que les aubes de redresseurs sont actuellement faites en trois parties distinctes, assemblées par collage. La première partie constitue le corps de l'aube et est faite en matériau composite renforcé à base de fibres de carbone ou de kevlar. Les deux autres parties constituent les plates-formes d'extrémité et son faites en matière plastique moulée. Chaque plate-forme présente une fente dans laquelle est enfoncée et collée chacune des extrémités de l'aube.
La demande de brevet européen EP 0.171.329 décrit un mode de réalisation d'une aube en matière composite équipée de plates-formes rapportées collées aux extrémités du corps principal de l'aube. Pour éviter la désolidarisation du corps principal d'avec la plate-forme extérieure en cas de décollage de ladite plate-forme, l'extrémité extérieure de l'aube présente en section transversale, une forme de coin.
Une autre technique de réalisation est décrite dans le brevet
GB 2.115.883. Dans ce cas, un manchon en élastomère est intercalé entre le profil et les plates-formes.
GB 2.115.883. Dans ce cas, un manchon en élastomère est intercalé entre le profil et les plates-formes.
Il est également connu de réaliser les aubages fixes ou mobiles de turbomachine par la mise en oeuvre de matériaux composites comprenant des fibres de renforcement disposées dans une résine organique du type époxyde ou polyimidé. Ces solutions ne sont pas toutefois pleinement satisfaisante et ont pour inconvénients un manque de résistance à l'érosion et une trop grande fragilité. Des décohésions de matériau et des délaminages sont ainsi observés à la suite d'impacts.
Une résistance insuffisante aux vibrations peut ensuite induire une progression des défauts qui peuvent conduire à des dommages et/ou des ruptures.
Un aubage de turbomachine permettant de résoudre ces problèmes et présentant des caractéristiques améliorées et notamment une meilleure tenue en service est caractérisé en ce que la pale de chaque aube est réalisée en un matériau composite constitué de fibres disposées sous forme de couches stratifiées dans une matrice à base d'un produit élastomérique.
Avantageusement le produit élastomérique utilisé est le polyuréthane.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre d'un mode de réalisation de l'invention.
EXEMPLE
Pour réaliser un aubage en matériau composite conforme à l'invention, on procède de la manière suivante a) on dispose des fibres longues et continues par couches
dans un moule, b) une injection d'un produit élastomérique est effectuée
dans le moule jusqu'à imprégnation des couches, c) on termine par une opération de polymérisation du
produit.
Pour réaliser un aubage en matériau composite conforme à l'invention, on procède de la manière suivante a) on dispose des fibres longues et continues par couches
dans un moule, b) une injection d'un produit élastomérique est effectuée
dans le moule jusqu'à imprégnation des couches, c) on termine par une opération de polymérisation du
produit.
Les techniques opératoires utilisées sont bien connues en soi et n'ont pas besoin d'être décrites plus en détail. Les avantages de l'invention sont obtenus au moyen du choix particulier des produits utilisés.
Lesdites fibres utilisées se présentent sous la forme de tissu sec ou de nappes unidirectionnelles qui peuvent être cousues ou non. Des préformes de textures complexes du type à 3 ou 2,5 dimensions sont également utilisées. Aucune imprégnation préalable n'est effectuée. Une orientation préférentielle est donnée aux couches réalisées en fonction de chaque application particulière du type d'aubage à réaliser.
Les dites fibres sont à base de carbone, d'aramide ou de verre. Un exemple avantageux du produit élastomérique utilisé est le polyuréthane.
Les avantages majeurs de la solution conforme à l'invention qui vient d'être décrite constituant une amélioration significative par rapport aux solutions connues antérieures sont les suivantes - une excellente tenue des pièces à l'érosion, évitant toute
protection complémentaire au moyen d'un produit anti
érosion, - une très bonne tenue aux chocs, cette qualité est due
notamment aux excellentes propriétés de mouillage du
produit élastomérique utilisé qui assurent une adhésion
améliorée sur le tissu de fibres et évitent tous problèmes
de décohésions, délaminages, présence de vides, d'excellentes qualités amortissantes qui favorisent en
outre la résistance structurale pour assurer la meilleure
tenue en service.
protection complémentaire au moyen d'un produit anti
érosion, - une très bonne tenue aux chocs, cette qualité est due
notamment aux excellentes propriétés de mouillage du
produit élastomérique utilisé qui assurent une adhésion
améliorée sur le tissu de fibres et évitent tous problèmes
de décohésions, délaminages, présence de vides, d'excellentes qualités amortissantes qui favorisent en
outre la résistance structurale pour assurer la meilleure
tenue en service.
Claims (4)
1. Aubage de turbomachine caractérisé en ce que la pale de
chaque aube est réalisée en un matériau composite
constitué de fibres disposées sous forme de couches
stratifiées dans une matrice à base d'un produit
élastomérique.
2. Aubage de turbomachine selon la revendication 1 dans
lequel le produit élastomérique est le polyuréthane.
3. Aubage de turbomachine selon l'une des revendications 1 ou
2 dans lequel lesdites fibres utilisées sont des fibres
longues, continues sous la forme d'un tissu sec ou de
nappes unidirectionnelles dont la base appartient au
groupe suivant : carbone, aramide, verre.
4. Aubage de turbomachine selon la revendication 3 dans
lequel les couches stratifiées sont cousues ou non ou sont
constituées de préformes de textures complexes du type à
2,5 ou 3 dimensions.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9113072A FR2682992B1 (fr) | 1991-10-23 | 1991-10-23 | Aubage de turbomachine en materiau composite a matrice a base d'un elastomere. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9113072A FR2682992B1 (fr) | 1991-10-23 | 1991-10-23 | Aubage de turbomachine en materiau composite a matrice a base d'un elastomere. |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2682992A1 true FR2682992A1 (fr) | 1993-04-30 |
| FR2682992B1 FR2682992B1 (fr) | 1995-04-21 |
Family
ID=9418224
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR9113072A Expired - Fee Related FR2682992B1 (fr) | 1991-10-23 | 1991-10-23 | Aubage de turbomachine en materiau composite a matrice a base d'un elastomere. |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR2682992B1 (fr) |
Cited By (5)
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-
1991
- 1991-10-23 FR FR9113072A patent/FR2682992B1/fr not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2682992B1 (fr) | 1995-04-21 |
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