FR2952121A1 - Dispositif d'entrainement mecanique du corps haute pression d'un moteur d'avion - Google Patents

Dispositif d'entrainement mecanique du corps haute pression d'un moteur d'avion Download PDF

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Abstract

Entraînement mécanique manuel du corps haute pression d'un turboréacteur, notamment pour l'endoscopie de la turbine haute pression. Selon l'invention, on adapte un élément de raccordement (25) d'un actionneur extérieur tel qu'une manivelle (27) à l'axe d'un alternateur (13) spécifique normalement entrainé mécaniquement via le corps haute pression pour constituer une prise d'entraînement du corps haute pression.

Description

L'invention se rapporte à un dispositif d'entraînement mécanique de la partie tournante du corps haute pression d'un moteur d'avion, manoeuvrable par exemple au moyen d'une manivelle pour le contrôle de ladite partie tournante, visant par exemple à détecter des défauts tels que des criques ou fissures sur les aubes d'un rotor de ce corps haute pression, notamment le rotor du compresseur haute pression. Le type de contrôle plus particulièrement concerné est un contrôle classique par endoscopie, nécessitant de faire tourner lentement le corps haute pression pour inspecter les aubes une par une.
L'invention concerne plus particulièrement un perfectionnement permettant de mieux mettre à profit les équipements associés au boîtier d'engrenages, dit "relais d'accessoires", couplé à l'arbre d'un tel corps haute pression. On rappelle que dans un turboréacteur d'avion, le corps haute pression comprend le compresseur haute pression fournissant l'air sous pression à la chambre de combustion et la turbine haute pression entraînant un arbre lui-même couplé au compresseur haute pression, pour son entraînement. Pendant les opérations de maintenance, il est nécessaire de contrôler, dans un premier temps visuellement, l'état des parties tournantes, notamment les aubes rotoriques. Une pratique courante est l'endoscopie. On introduit dans le carter du corps haute pression l'extrémité d'un endoscope et on fait tourner le rotor lentement afin de repérer les défauts apparents. Pour ce faire, on dispose traditionnellement d'une manivelle qu'on enclenche sur une prise de mouvement mécanique dédiée, du boîtier d'engrenages du moteur. Ce boîtier d'engrenages est mécaniquement couplé à l'arbre du corps haute pression puisqu'il est normalement entraîné par lui. Comme cette prise de mouvement doit permettre une rotation du corps haute pression "à la main" et lentement, une ligne d'arbre présentant une démultiplication importante est nécessaire pour ramener le couple à fournir à une valeur compatible avec l'effort que l'on peut raisonnablement demander à un opérateur. On a proposé un équipement motorisé venant se connecter à cette prise de mouvement, pour remplacer la manivelle. Dans tous les cas, le volume et le poids du boîtier d'engrenages sont augmentés, toutes choses égales par ailleurs, par la présence d'engrenages de démultiplication dont la seule justification est de permettre le contrôle endoscopique, c'est-à-dire la rotation à basse vitesse du corps haute pression. La simplification du boîtier d'engrenages par suppression de ces engrenages de démultiplication, permettrait de réduire la masse suspendue à maintenir en cas de fortes charges (perte d'aubes). Il en résulterait aussi un allègement des suspensions du boîtier d'engrenages, une réduction du maître-couple de la nacelle et par conséquent une diminution de la consommation spécifique du moteur. Les contraintes pour l'habillage du moteur dans la zone considérée seraient également moindres. L'invention a donc pour but de simplifier le boîtier d'engrenages en offrant un autre point d'accès à l'équipement permettant de faire tourner lentement le corps haute pression pendant les opérations de contrôle, notamment par endoscopie.
L'invention résulte de la constatation que le boîtier d'engrenages sert de support à un alternateur spécifique, en principe exclusivement dédié à l'alimentation électrique d'un calculateur associé au moteur (connu notamment sous l'appellation FADEC). Cet alternateur est entraîné par le corps haute pression via une autre ligne d'arbre du boîtier d'engrenages présentant une démultiplication du même ordre de grandeur que celle de la prise de mouvement mécanique dédiée à l'entraînement à faible vitesse. L'invention consiste donc à fusionner les deux lignes d'arbre, plus particulièrement à ne conserver que celle de l'alternateur en rendant possible de manoeuvrer le corps haute pression via le rotor de l'alternateur et/ou l'arbre qui l'entraîne. Plus particulièrement, l'invention concerne donc un dispositif d'entraînement mécanique du corps haute pression d'un moteur d'avion, pour le contrôle d'une partie tournante de celui-ci, ledit corps haute pression étant mécaniquement couplé, via un boîtier d'engrenages à un alternateur spécifique, caractérisé en ce qu'au moins un élément de raccordement d'un actionneur extérieur est accessible sur l'axe dudit alternateur, utilisable en tant que prise d'entraînement dudit corps haute pression. Par "axe" de l'alternateur, on entend aussi bien l'arbre de son propre rotor que l'arbre du boîtier d'engrenages (coaxial) qui l'entraîne. Ledit actionneur extérieur peut être une manivelle ou un système motorisé. Une ligne d'arbre est constituée d'un ou plusieurs pignons admettant le même arbre, les pignons coopérant avec ceux de lignes d'arbre voisines. Selon un mode de réalisation, une première extrémité de l'arbre du rotor de l'alternateur fait saillie à l'extérieur du boîtier de celui-ci et cette extrémité est pourvue d'un tel élément de raccordement. Ce mode de réalisation entraîne donc une modification minime de l'alternateur et permet la simplification mentionnée ci-dessus du boîtier d'engrenages. Selon un autre mode de réalisation, une extrémité d'un arbre d'entraînement de l'alternateur appartenant au boîtier d'engrenages est pourvue d'un tel élément de raccordement. Pendant les opérations de maintenance, il peut être nécessaire de démonter l'alternateur. On peut donc faire en sorte qu'un tel élément de raccordement soit accessible lorsque l'alternateur est démonté. Plus particulièrement, le dispositif d'entraînement selon l'invention est alors caractérisé en ce qu'une seconde extrémité de l'arbre du rotor de l'alternateur est pourvue d'un élément de raccordement complémentaire normalement en prise avec ledit élément de raccordement situé à l'extrémité de l'arbre d'entraînement de l'alternateur (appartenant au boîtier d'engrenages) ainsi, le démontage de l'alternateur rend l'élément de raccordement de l'arbre d'entraînement accessible pour y accoupler ledit actionneur extérieur. Selon encore une autre possibilité, ledit alternateur et ledit boîtier d'engrenages ont un arbre commun dont une extrémité faisant saillie à l'extérieur du boîtier d'engrenages ou dudit alternateur est pourvue dudit élément de raccordement. L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lumière de la description qui va suivre de plusieurs modes de réalisation d'un dispositif d'entraînement conforme à son principe, donnée uniquement à titre d'exemples et faite en référence aux dessins annexés, dans lesquels : - la figure 1 représente un boîtier d'engrenages ou relais d'accessoires connu, associé à un turboréacteur d'avion ; - la figure 2 illustre une simplification possible de ce boîtier d'engrenages, conforme à l'invention ; et - les figures 3 à 6 sont des vues schématiques illustrant divers modes de réalisation du dispositif d'entraînement. La figure 1 représente un boîtier d'engrenages classique 11 ou relais d'accessoires, mécaniquement couplé par des arbres et pignons de renvoi d'angle à l'arbre 12 du corps haute pression 12A d'un turboréacteur d'avion. Ce boîtier d'engrenages permet de prélever de l'énergie sur l'arbre du corps haute pression, pour les besoins de divers équipements et accessoires nécessaires au bon fonctionnement du moteur et de l'avion. Notamment, il est classique d'installer sur le boîtier d'engrenages un alternateur 13 spécifique (connu sous l'abréviation PMA) destiné exclusivement à l'alimentation électrique d'un calculateur 17. L'alimentation se fait par l'intermédiaire d'un toron de fils électriques 14 établissant la liaison électrique entre l'alternateur et le calculateur. Par ailleurs, essentiellement pour les besoins des contrôles de maintenance par endoscopie, le boîtier d'engrenages comporte une "prise de mouvement" 19 mécanique avec une extrémité à section carrée 20 (ou hexagonale), à laquelle il est possible d'adapter une manivelle pour faire tourner lentement le corps haute pression 12A pendant un contrôle par endoscopie d'une partie tournante de celui-ci. Sur la figure 1, l'élément destiné à recevoir la manivelle est protégé par un capuchon 22 vissé qui obture l'accès, en dehors d'une opération de maintenance. A l'intérieur du boîtier d'engrenages, une ligne d'arbre spécifique, avec des pignons démultiplicateurs, est donc implantée pour limiter le couple que doit fournir l'opérateur pour permettre de faire tourner le corps haute pression à une vitesse faible adaptée au contrôle par endoscopie. Ces éléments n'ont donc aucune utilité pendant le vol. En revanche, ils alourdissent le boîtier d'engrenages et augmentent son encombrement. Il est donc souhaitable de pouvoir les supprimer. Selon l'invention, on aboutit à ce résultat, comme illustré sur la figure 2, en faisant en sorte qu'au moins un élément de raccordement 25 pour un actionneur extérieur 27 (par exemple une manivelle) soit agencé sur l'axe de l'alternateur 13. Dans l'exemple de la figure 2, on remarque qu'une première extrémité 24 de l'arbre du rotor de l'alternateur 13 fait saillie à l'extérieur du boîtier de celui-ci et en ce que cette extrémité est pourvue d'un tel élément de raccordement 25 ici sous la forme d'un tronçon creux à section carrée. Bien entendu, un capuchon de protection peut être monté à l'extérieur de l'alternateur pour obturer l'accès mécanique en dehors d'une opération de maintenance, c'est-à-dire lorsque l'avion est normalement en service. Ce capuchon n'est pas représenté sur la figure 2. L'élément de raccordement portant la référence 25 est accessible de l'extérieur, sans nécessité de démonter l'alternateur 13. Sur la vue schématique de la figure 3, on a représenté l'arbre 29 du rotor de l'alternateur 13 et la dernière ligne d'arbre 31 associée audit alternateur, coaxiale à l'arbre du rotor et agencée à l'intérieur du boîtier d'engrenages 11a. Cette ligne d'arbre 31 comporte donc un arbre 32 qui entraîne directement l'arbre 29 du rotor. Cet arbre 32 porte une roue dentée 35 elle-même en prise avec un mécanisme de démultiplication 33, représenté symboliquement en trait interrompu. Par ailleurs, on retrouve, à l'extérieur de l'alternateur 13 un élément de raccordement 25 à ladite première extrémité 24 de l'arbre 29 du rotor de l'alternateur 13. Selon cette variante, une extrémité (à l'intérieur du boîtier d'engrenages) de l'arbre d'entraînement 32 de l'alternateur, appartenant au boîtier d'engrenages, est pourvue d'un autre élément de raccordement 37 tandis qu'une seconde extrémité 40 de l'arbre du rotor dudit alternateur est pourvue d'un élément de raccordement complémentaire 43 normalement en prise avec l'élément de raccordement 37 de l'arbre d'entraînement 32 lorsque l'alternateur 13 est monté sur le boîtier d'engrenages 11a. Dans ces conditions, même si l'alternateur est démonté, pour une raison ou pour une autre pendant les opérations de maintenance, il est possible de procéder au contrôle par endoscopie du fait que le démontage de l'alternateur 13 rend l'élément de raccordement 37 de l'arbre d'entraînement 32 accessible pour y accoupler l'actionneur extérieur, c'est-à-dire par exemple une manivelle. En variante, il est même possible de supprimer l'élément de raccordement 25 de la première extrémité 24 de l'arbre du rotor, ce qui nécessite alors de démonter systématiquement l'alternateur pour pouvoir procéder au contrôle par endoscopie. Dans l'exemple représenté sur la figure 3, les éléments de raccordement 25, 37 sont du type à pans creux (à section carrée ou hexagonale) tandis que ledit élément de raccordement complémentaire 43 est à pans extérieurs mais il est bien évident que l'agencement pourrait être inverse, comme cela est illustré sur la figure 4.
Dans l'exemple de la figure 3, l'élément de raccordement 37 de l'arbre d'entraînement 32 est situé à l'intérieur du boîtier d'engrenages 1la tandis que l'élément de raccordement complémentaire 43 solidaire de l'arbre 29 de l'alternateur 13 fait saillie à l'arrière du boîtier de l'alternateur en sorte que les deux éléments de raccordement 37, 43 en prise lorsque l'alternateur est monté sur le boîtier d'engrenages lia se situent à l'intérieur du boîtier d'engrenages lla. L'agencement est inverse sur le mode de réalisation de la figure 4 où l'élément de raccordement 37a du boîtier d'engrenages fait saillie à l'extérieur de celui-ci tandis que l'élément de raccordement complémentaire 43a est situé à l'intérieur du boîtier de l'alternateur 13. Dans ces conditions, les deux éléments de raccordement 37a, 43a en prise lorsque l'alternateur 13 est monté sur le boîtier d'engrenages se trouvent à l'intérieur de l'alternateur. Le fait d'enlever l'alternateur donne accès à l'élément de raccordement 37a qui se trouve alors à l'extérieur du boîtier d'engrenages 11a. Dans cet exemple de la figure 4, l'élément de raccordement 25a de ladite première extrémité est de préférence du type à pans extérieurs, c'est-à-dire du même type que l'élément de raccordement 37a. Selon la figure 5, l'alternateur 13 et le boîtier d'engrenages lia ont un arbre commun 50 dont une extrémité fait saillie à l'extérieur du boîtier d'engrenages, à l'opposé de l'alternateur et est pourvue de l'élément de raccordement 25. Selon la variante de la figure 6, l'alternateur 13 et le boîtier d'engrenages lia ont aussi un arbre commun 51 dont une extrémité fait saillie à l'extérieur de l'alternateur et cette extrémité est pourvue de l'élément de raccordement 25.

Claims (7)

  1. REVENDICATIONS1. Dispositif d'entraînement mécanique du corps haute pression (12A) d'un moteur d'avion, pour le contrôle d'une partie tournante de celui-ci, ledit corps haute pression étant mécaniquement couplé, via un boîtier d'engrenages (11a) à un alternateur (13) spécifique, caractérisé en ce qu'au moins un élément de raccordement (25) d'un actionneur extérieur (27) est accessible sur l'axe dudit alternateur (13), utilisable en tant que prise d'entraînement dudit corps haute pression.
  2. 2. Dispositif d'entraînement mécanique selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une première extrémité (24) de l'arbre du rotor dudit alternateur fait saillie à l'extérieur du boîtier de celui-ci et en ce que cette extrémité est pourvue d'un tel élément de raccordement (25, 25a).
  3. 3. Dispositif d'entraînement mécanique selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'une extrémité d'un arbre d'entraînement (32) dudit alternateur, appartenant audit boîtier d'engrenages est pourvue d'un tel élément de raccordement (25, 25a, 37, 37a).
  4. 4. Dispositif d'entraînement selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'une seconde extrémité (40) de l'arbre du rotor dudit alternateur (13) est pourvue d'un élément de raccordement complémentaire (43, 43a), normalement en prise avec ledit élément de raccordement dudit arbre d'entraînement (32) lorsque ledit alternateur est monté sur ledit boîtier d'engrenages, le démontage dudit alternateur rendant ledit élément de raccordement (37, 37a) dudit arbre d'entraînement, accessible pour y accoupler ledit actionneur extérieur (27).
  5. 5. Dispositif d'entraînement selon la revendication 4, caractérisé en ce que ledit élément de raccordement (37) est situé à l'intérieur dudit boîtier d'engrenages et en ce que ledit élément de raccordement complémentaire (43) fait saillie dudit boîtier dudit alternateur en sorte que les deux éléments de raccordement, en prise lorsque ledit alternateur est monté sur ledit boîtier d'engrenages, se situent à l'intérieur dudit boîtier d'engrenages.
  6. 6. Dispositif d'entraînement selon la revendication 4, caractérisé en ce que ledit élément de raccordement (37a) fait saillie à l'extérieur dudit boîtier d'engrenages et en ce que ledit élément de raccordement complémentaire (43a) est situé à l'intérieur du boîtier dudit alternateur(13) en sorte que les deux éléments de raccordement en prise lorsque ledit alternateur est monté sur ledit boîtier d'engrenages se situent à l'intérieur dudit alternateur (13).
  7. 7. Dispositif d'entraînement selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit alternateur (13) et ledit boîtier d'engrenages (11a) ont un arbre commun (50, 51) dont une extrémité faisant saillie à l'extérieur dudit boîtier d'engrenages ou dudit alternateur est pourvue dudit élément de raccordement (25).
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