FR3087830A1 - Aube comprenant une structure en materiau composite et une piece de raidissement metallique - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne une aube (7) comprenant : - une structure en matériau composite, - une attache (9) de pied (16) d'aube (7) - deux plateformes (26), s'étendant de part et d'autre de l'échasse (17), et - deux amortisseurs (30), rapportés sur la face radiale externe (20) de l'attache (9) de part et d'autre de l'échasse (17), chaque amortisseur (30) venant en appui à la fois contre la face radiale externe (20) de l'attache (9), l'échasse (17) et l'une des plateformes (26).
Description
DOMAINE DE L'INVENTION L'invention concerne une aube comprenant une structure en matériau composite.
L'invention concerne plus particulièrement, mais non exclusivement, une aube destinée à être utilisée dans un rotor de soufflante non-carénée de moteur d'aéronef (tels qu'un moteur de type « Open Rotor » présentant deux hélices tournantes ou un moteur de type USF pour « Unducted Single Fan » présentant un aubage mobile et un aubage fixe ou un turbopropulseur présentant une architecture avec une seule hélice) ou dans un rotor d'éolienne.
ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUE L'intérêt des moteurs à soufflante non-carénée est que le diamètre de la soufflante n'est pas limité par la présence d'un carénage, de sorte qu'il est possible de concevoir un moteur présentant un fort taux de dilution, et par conséquent une consommation réduite de carburant.
Ainsi, dans ce type de moteur, les aubes de la soufflante peuvent présenter une grande envergure.
De plus, ces moteurs comprennent généralement un mécanisme zo permettant de modifier l'angle de calage des aubes afin d'adapter la poussée générée par la soufflante en fonction des différentes phases de vol.
Cependant, la conception de telles aubes nécessite de prendre en compte des contraintes antagonistes.
D'un côté, le dimensionnement de ces aubes doit permettre des 25 performances aérodynamiques optimales (maximiser le rendement et fournir la poussée tout en minimisant les pertes).
L'amélioration des performances aérodynamiques de la soufflante tend vers une augmentation du taux de dilution (BPR, acronyme anglais de bypass ratio), ce qui se traduit par une augmentation du diamètre externe et donc de l'envergure de ces aubes.
30 D'un autre côté, il est également nécessaire de garantir une résistance aux contraintes mécaniques pouvant s'exercer sur ces aubes tout en limitant leur signature acoustique.
2 Par ailleurs, sur les architectures à soufflante non-carénée, le démarrage du moteur est généralement effectué avec un calage très ouvert.
En effet, un calage très ouvert permet de consommer la puissance par le couple, ce qui assure la sécurité machine en garantissant des régimes 5 soufflante faibles.
Or, avec un calage très ouvert, les aubes subissent un écoulement aérodynamique turbulent, complètement décollé, qui génère une excitation vibratoire large bande.
En particulier sur des aubes à large corde et de grande envergure, l'effort de flexion est intense bien que le régime moteur ne soit 10 pas maximal.
En fonctionnement normal, durant les phases au sol et en vol, le calage est modifié (l'angle de calage est plus fermé).
L'écoulement aérodynamique est donc parfaitement sain (recollé au profil aérodynamique).
Les sollicitations large bande disparaissent, le régime de rotation étant plus 15 élevé, et l'effort de flexion est maitrisé.
Actuellement, ces aubes sont généralement réalisées en matériau métallique.
Si les aubes en matériau métallique ont une bonne résistance mécanique, elles présentent toutefois l'inconvénient d'avoir une masse relativement importante.
Afin de réduire cette masse, il est souhaitable de pouvoir fabriquer ces aubes en matériau composite.
Toutefois, les efforts aérodynamiques intenses auxquels ces aubes seraient soumises risqueraient d'endommager l'aube et/ou le moyeu dans la zone d'interface entre ces aubes et le moyeu du rotor de la soufflante.
Ce problème se pose plus particulièrement lorsque les aubes sont reliées au moyeu par le biais d'attaches brochées.
RESUME DE L'INVENTION Un objectif de l'invention est donc de proposer une aube comprenant une structure en matériau composite, adaptée pour être utilisée avec un 30 mécanisme de calage variable, tout en étant capable de résister à des efforts aérodynamiques intenses.
3 Pour cela, l'invention propose une aube, notamment une aube d'un rotor d'une turbomachine, comprenant : - une structure en matériau composite comprenant un renfort fibreux obtenu par tissage tridimensionnel et une matrice dans laquelle est noyé le s renfort fibreux, la structure en matériau composite comprenant une pale à profil aérodynamique, un pied d'aube et une échasse s'étendant entre la pale et le pied d'aube, - une attache de pied d'aube comprenant une embase présentant une face radiale externe et dans laquelle est formée une alvéole configurée pour recevoir le pied d'aube - deux plateformes, s'étendant de part et d'autre de l'échasse, et - deux amortisseurs, rapportés sur la face radiale externe de l'attache de part et d'autre de l'échasse, chaque amortisseur venant en appui à la fois contre la face radiale externe de l'attache, l'échasse et l'une des plateformes.
15 Certaines caractéristiques préférées mais non limitatives de l'aube décrite ci-dessus sont les suivantes, prises individuellement ou en combinaison : - chaque amortisseur est réalisé dans un matériau élastomère 20 présentant une dureté Shore A comprise entre 50 et 100. - chaque amortisseur est réalisé dans un matériau présentant un module d'Young compris entre 1 et 50 GPa. chaque amortisseur est fixé sur l'attache par vissage. une empreinte est formée dans la face radiale externe de l'attache de 25 part et d'autre de l'échasse de sorte à former une butée latérale pour chaque amortisseur. - chaque amortisseur et chaque plateforme présente une face extérieure, la face extérieure de chaque amortisseur s'étendant dans le prolongement de la face extérieure d'une plateforme associée de sorte à assurer une continuité de surfaces. 4 - une rainure est formée dans la face extérieure de chaque amortisseur, au niveau d'une partie de l'amortisseur située à l'interface avec l'une des plateformes, ladite rainure étant configurée pour recevoir une zone d'extrémité de ladite plateforme associée. s - un premier espace est délimité par la face radiale externe de l'attache, l'échasse de l'aube et une première des deux plateformes, un deuxième espace est délimité par la face radiale externe de l'attache, l'échasse de l'aube et la deuxième des deux plateformes, et le premier espace et le deuxième espace sont chacun comblés par l'un des amortisseurs.
10 Selon un deuxième aspect, l'invention propose un rotor d'une soufflante d'un moteur, ledit rotor comprenant un moyeu et des aubes s'étendant radialement à partir du moyeu, les aubes étant conformes à l'aube décrite ci-dessus.
15 Optionnellement, chaque aube peut être montée rotative par rapport au moyeu autour d'un axe de calage respectif, le rotor comprenant en outre un mécanisme d'actionnement propre à être commandé pour faire tourner les aubes autour de leurs axes de calage de manière à modifier l'angle de calage des aubes.
20 BREVE DESCRIPTION DES DESSINS D'autres caractéristiques, buts et avantages de la présente invention apparaîtront mieux à la lecture de la description détaillée qui va suivre, et au regard des dessins annexés donnés à titre d'exemples non limitatifs et sur 25 lesquels : La figure 1 représente de manière schématique un exemple de moteur incluant une soufflante non-carénée! La figure 2 représente de manière schématique une aube de soufflante et un mécanisme d'actionnement permettant de modifier l'angle de calage 30 des aubes de la soufflante.
5 La figure 3 est une vue éclatée d'un exemple de réalisation d'une aube conforme à un mode de réalisation de l'invention montée sur un moyeu d'un exemple de rotor.
La figure 4 est une vue coupe de l'exemple de réalisation de l'aube de 5 la figure 3 DESCRIPTION DETAILLEE D'UN MODE DE REALISATION Sur la figure 1, le moteur 1 représenté est un moteur de type « Open Rotor », en configuration couramment qualifiée de « pusher » (i.e. la soufflante est placée à l'arrière du générateur de puissance avec une entrée d'air située sur le côté, à droite sur la figure 1).
Le moteur comprend une nacelle 2 destinée à être fixée à un fuselage d'un aéronef, et une soufflante 3 non-carénée.
La soufflante 3 comprend deux rotors de soufflante contrarotatifs 4 et 5.
Autrement dit, lorsque le moteur 1 15 est en fonctionnement, les rotors 4 et 5 sont entrainés en rotation par rapport à la nacelle 2 autour d'un même axe de rotation X (qui coïncide avec un axe principal du moteur), en sens opposés.
Dans l'exemple illustré sur la figure 1, le moteur 1 est un moteur de type « Open Rotor », en configuration « pusher », à rotors de soufflante 20 contrarotatifs.
Cependant, l'invention n'est pas limitée à cette configuration.
L'invention s'applique également à des moteurs de type « Open Rotor », en configuration « puller » (i.e. la soufflante est placée en amont du générateur de puissance avec une entrée d'air située avant, entre ou juste derrière les deux rotors de soufflante).
25 En outre, l'invention s'applique également à des moteurs présentant des architectures différentes, telles qu'une architecture comprenant un rotor de soufflante comprenant des aubes mobiles et un stator de soufflante comprenant des aubes fixes, ou bien un unique rotor de soufflante.
L'invention est applicable à des architectures de type turbopropulseur 30 (comprenant un unique rotor de soufflante).
6 Sur la figure 1, chaque rotor de soufflante 4, 5 comprend un moyeu 6 monté rotatif par rapport à la nacelle 2 et une pluralité d'aubes 7 fixées au moyeu 6.
Les aubes 7 s'étendent sensiblement radialement par rapport à l'axe de rotation X du moyeu.
5 Dans la présente demande, l'amont et l'aval sont définis par rapport au sens d'écoulement normal du gaz dans le rotor 4, 5 et à travers la turbomachine.
Par ailleurs, on appelle axe X du rotor 4, 5, son axe de rotation.
La direction axiale correspond à la direction de l'axe X et une direction radiale est une direction perpendiculaire à cet axe et passant par lui.
Par ailleurs, la 10 direction circonférentielle (ou latérale) correspond à une direction perpendiculaire à l'axe X et ne passant pas par lui.
Sauf précision contraire, interne (respectivement, intérieur) et externe (respectivement, extérieur), respectivement, sont utilisés en référence à une direction radiale de sorte que la partie ou la face interne d'un élément est plus proche de l'axe X que la 15 partie ou la face externe du même élément.
Comme illustré sur la figure 2, la soufflante 3 comprend en outre un mécanisme d'actionnement 8 permettant de modifier collectivement l'angle de calage des aubes des rotors, afin d'adapter les performances du moteur aux différentes phases de vol.
A cet effet, chaque aube 7 comprend une pièce zo d'attache 9 disposée en pied d'aube.
La pièce d'attache 9 est montée rotative par rapport au moyeu 6 autour d'un axe de calage Y.
Plus précisément, la pièce d'attache 9 est montée rotative à l'intérieur d'un logement 10 ménagé dans le moyeu 6, par l'intermédiaires de billes 11 ou d'autres éléments roulants.
25 Le mécanisme d'actionnement 8 comprend un actionneur 12 comprenant un corps 13 fixé au moyeu 6 et une tige 14 propre à être entrainée en translation par rapport au corps 12.
Le mécanisme d'actionnement 8 comprend en outre une glissière annulaire 15 montée solidaire de la tige 14 et un pion 16 monté solidaire de la pièce d'attache 9.
30 Le pion 16 est propre à coulisser dans la glissière 15 et à tourner par rapport à la glissière 15, de manière à convertir un mouvement de translation de la tige 14 est un mouvement de rotation de la pièce d'attache 9, et par 7 conséquent un mouvement de rotation de l'aube 7 par rapport au moyeu 6 autour de son axe de calage Y.
L'aube 7 est une structure en matériau composite comprenant un 5 renfort fibreux obtenu par tissage tridimensionnel et une matrice dans laquelle est noyé le renfort fibreux.
Cette structure en matériau composite comprend un pied 16, une échasse 17 et une pale 18 à profil aérodynamique.
Le renfort fibreux peut être formé à partir d'une préforme fibreuse en une seule pièce obtenue par tissage tridimensionnel ou multicouche avec 10 épaisseur évolutive.
Il peut notamment comprendre des fibres en carbone, en verre, aramide et/ou céramique.
La matrice quant à elle est typiquement une matrice polymère, par exemple époxyde, bismaléimide ou polyimide, ou une matrice en carbone.
L'aube 1 est alors formée par moulage au moyen d'un procédé d'injection sous vide de résine du type RTM (pour « Resin 15 Transfer Moulding), ou encore VARRTM (pour Vacuum Resin Transfer Molding).
La pale 18 de l'aube 7 présente en outre un bord d'attaque qui correspond à la partie antérieure du profil aérodynamique qui fait face au flux d'air et qui divise l'écoulement d'air en un écoulement d'intrados et en un 20 écoulement extrados, un bord de fuite qui correspond à la partie postérieure du profil aérodynamique, un intrados et un extrados.
Enfin, on désignera par face intrados et face extrados de l'échasse la face de l'échasse qui s'étend dans le prolongement de l'intrados et de l'extrados de la pale, respectivement.
25 Chaque logement 10 reçoit une attache 9 pivotante d'une aube 7.
Le pied 16 de l'aube 7 est retenu dans l'attache 9, l'échasse 17 et la pale 18 s'étendant hors du moyeu 6.
L'attache 9 comprend, de manière connue en soi, une embase présentant une face radiale externe 20 et deux flancs 22 30 opposés symétriques et inclinés qui délimitent une alvéole 24 de brochage dans laquelle le pied 16 de l'aube 7 est retenu.
Le pied 16 est généralement 8 plus large que le reste de la pale 18.
Les flancs 22 sont donc inclinés l'un vers l'autre et forment des portées.
L'attache 9 peut être réalisée, de manière conventionnelle, en acier ou en titane.
5 Deux plateformes 26 sont en outre fixées sur l'attache 9 de part et d'autre de la pale 18 et couvrent partiellement l'alvéole 24 de sorte à reconstituer au moins partiellement la veine d'écoulement du rotor 4, 5.
Les plateformes 26 peuvent être réalisées soit en matériau composite, soit en métal.
10 Comme indiqué plus haut, la partie de pied 16 d'aube 7 est destinée à permettre la fixation de l'aube 7 à l'attache 9 et s'étend à cet effet entre le fond de l'alvéole 24 et la sortie des portées.
La partie de pale 18 à profil aérodynamique quant à elle est propre à être placée dans un flux d'air, 15 lorsque le moteur est en fonctionnement, afin de générer une portance.
Enfin, l'échasse 17 correspond à la zone de la pale 18 qui s'étend entre le pied 16 et la pale 18, c'est-à-dire entre la sortie des portées et les plateformes 26.
Afin de dissiper les vibrations du premier mode fréquentiel de l'aube 7, 20 ladite aube 7 comprend en outre deux amortisseurs 30, rapportés sur la face radiale externe 20 de l'attache 9 de part et d'autre de l'échasse 17, chaque amortisseur 30 venant en appui à la fois contre la face radiale externe 20, l'échasse 17 et l'une des plateformes 26.
Les amortisseurs 30 coopèrent donc avec les plateformes 26 associées dans la zone adjacente à l'aube 7 25 pour reconstituer la veine et jouent en même temps le rôle de joint d'étanchéité, de par leur contact avec l'échasse 17, limitant ainsi les risques de fuites d'air de la veine d'écoulement vers le moyeu et donc les pertes aérodynamiques.
Enfin, les amortisseurs 30 sont du type frotteur et dissipent l'énergie sous forme de chaleur au niveau de leur interface avec l'échasse 17 30 (loi de comportement non élastique).
Il ressort donc que, contrairement à d'autres solutions consistant à augmenter la raideur de l'aube 7 au niveau de son pied 16 pour reprendre les 9 efforts en cas de décollement de l'écoulement, l'invention propose ici d'intégrer des amortisseurs 30 dont le rôle est de dissiper les vibrations du premier mode fréquentiel de l'aube 7.
Plus précisément, la face radiale externe 20 délimite, avec l'échasse 5 17 et chaque plateforme 26, deux espaces, et les amortisseurs 30 sont introduits dans ces espaces de sorte à les combler.
Les amortisseurs 30 travaillent donc en compression, sous la sollicitation en flexion des aubes 7, et épousent la forme de la face radiale externe 20, de l'échasse 17 et de la plateforme 26 associée de sorte à supprimer tout jeu mécanique entre 10 lesdites pièces.
Chaque amortisseur 30 présente une face inférieure 31, configurée pour venir en contact avec la face radiale externe 20 de l'attache 9, une première face 32 radiale configurée pour venir en contact avec la face 15 d'intrados ou d'extrados de l'échasse 17, une deuxième face 33 radiale configurée pour s'étendre en regard de la plateforme 26 et une face extérieure 34 débouchant dans la veine aérodynamique du rotor 4, 5.
Deux empreintes 23, configurées pour loger chacune l'un des amortisseurs 30, sont formées de part et d'autre de l'échasse 17 dans 20 l'embase de l'attache 9.
Ces empreintes 23 débouchent donc la face radiale externe 20 et forment une butée latérale 25 pour les amortisseurs 30 afin de reprendre les efforts issus de l'aube 7 et transitant par les amortisseurs 30.
Elles permettent en outre de comprimer latéralement les amortisseurs 30, entre les butées latérales 25 et l'échasse 17, et d'assurer ainsi un contact 25 permanent entre chaque amortisseur 30 et la face d'intrados ou d'extrados de l'échasse 17.
Dans une forme de réalisation, les empreintes 23 peuvent par exemple présenter un fond incliné par rapport à un plan circonférentiel du rotor 4, 5, de sorte que la distance (rayon) entre la zone de l'empreinte 23 qui est 30 adjacente à l'échasse 17 (au niveau des flancs 22 de l'attache 9) et l'axe soit plus grande que la distance entre la zone de l'empreinte 23 qui est adjacente à la plateforme 26 (au niveau de la butée latérale 25) et l'axe.
En d'autres 10 termes, les amortisseurs 30 sont plus épais au niveau de la butée latérale 25 qu'au niveau de l'échasse 17.
La face extérieure 34 de chaque amortisseur 30 s'étend dans le prolongement de la face extérieure 27 de la plateforme 26 associée de sorte 5 à assurer une continuité de surfaces et à améliorer les performances aérodynamiques du rotor 4, 5.
Les faces extérieures 34, 27 des amortisseurs 30 et des plateformes 26 recouvrent ensemble donc l'alvéole 24 et reconstituent la veine d'air dans le rotor 4, 5.
10 Dans une forme de réalisation, une rainure 36 débouchante est formée dans la face extérieure 34 de chaque amortisseur 30, au niveau la partie de l'amortisseur 30 qui est située à l'interface avec la plateforme 26 associée.
Cette rainure 36 est configurée pour recevoir une zone d'extrémité 28 de ladite plateforme 26 associée et améliorer ainsi la continuité de surface pour 15 la veine d'écoulement, malgré d'éventuels vibrations ou jeux.
De plus, les rainures 36 présentant un bord radial et un fond contre lesquels la zone d'extrémité 28 des plateformes 26 prend appui, la coopération entre la rainure 36 et la zone d'extrémité 28 permet aux plateformes 26 d'appliquer des efforts latéraux et radiaux sur les amortisseurs 30 et de renforcer ainsi leur tenue zo aux efforts centrifuges.
Dans une autre forme de réalisation, les amortisseurs 30 et les plateformes 26 peuvent s'étendre bout à bout, sans interface via une rainure.
Dans ce cas, chaque amortisseur 30 peut être fixé à l'attache 9 par vissage.
A cet effet, une première et une deuxième série d'orifices sont formées 25 respectivement dans chaque amortisseur 30 et dans la face radiale externe 20 de l'attache 9, de part et d'autre de l'alvéole 24, chaque deuxième orifice s'étendant en regard d'un premier orifice, et une série de vis 38 sont rapportés et fixées dans chaque premier et deuxième orifice de sorte à bloquer les amortisseurs 30 par rapport à l'attache 9.
Les premiers orifices 30 sont traversants et s'étendent entre la face extérieure 34 et la face intérieure de chaque amortisseur 30.
De préférence, des douilles, configurées pour coopérer avec les vis, sont en outre prévues dans les deuxièmes orifices.
Les 11 vis permettent ainsi d'assurer la tenue des amortisseurs 30 aux efforts centrifuges.
En variante, la tenue aux efforts centrifuges peut être assurée à la fois par les plateformes 26, grâce à la coopération entre leur zone d'extrémité 28 5 et les rainures 36, et par la fixation des amortisseurs 30 à l'attache 9 par vissage.
Le cas échéant, comme visible sur la figure 3, une largeur axiale L des amortisseurs 30 est sensiblement égale à une largeur axiale (ou corde) de l'échasse 17.
En d'autres termes, les amortisseurs 30 ne s'étendent pas au- 10 delà de l'échasse 17.
Les amortisseurs 30 sont réalisés dans un matériau déformable, par exemple en élastomère ou tout autre matériau présentant une dureté Shore A comprise entre 50 et 100.
Le module d'Young du matériau est de 15 préférence compris entre 10 et 50 GPa.
Par ailleurs, le matériau est choisi de sorte que son amortissement soit optimal dans la gamme de fréquence correspondant au premier mode fréquentiel de l'aube 7, typiquement entre 10 Hz et 30 Hz.
Dans une forme de réalisation, les amortisseurs 30 peuvent être 20 réalisés dans un matériau viscoélastique, de sorte à améliorer encore la dissipation d'énergie.
On notera en outre que le choix d'un amortisseur 30 en élastomère en contact avec la face radiale externe 20 permet d'amortir les vibrations sans préférence de diamètre (organisation spatiale des vibrations).
En particulier, 25 de tels amortisseurs 30 fonctionnent aussi bien dans le cas d'une répartition circonférentielle des niveaux vibratoires en particulier quand toutes les aubes 7 vibrent en phase ou d'un phénomène d'atténuation non nul par hétérogénéité des niveaux vibratoires des aubes.
30 Afin d'assembler le rotor 4, 5 de soufflante, pour chaque attache 9 et chaque aube 7, une cale 19 peut, de manière usuelle, être montée dans le fond de l'alvéole 24.
Le pied 16 de l'aube 7 peut ensuite être inséré par- 12 dessus la cale 19.
Puis, les amortisseurs 30 sont rapportées sur l'attache 9 en les comprimant de sorte à les insérer radialement dans les empreintes 23 de part et d'autre de l'aube 7.
Les amortisseurs sont ensuite fixés dans cette position par vissage.
5 Les plateformes 26 sont ensuite rapportées et fixées sur l'attache 9 ou le moyeu 6 de manière conventionnelle, en positionnant leur zone d'extrémité 28 dans la rainure 36 formée dans la face extérieure 34 de l'amortisseur
Claims (10)
- REVENDICATIONS1. Aube (7), notamment aube (7) d'un rotor (4, 5) d'une turbomachine, 5 comprenant : - une structure en matériau composite comprenant un renfort fibreux obtenu par tissage tridimensionnel et une matrice dans laquelle est noyé le renfort fibreux, la structure en matériau composite comprenant une pale (18) à profil aérodynamique, un pied (16) d'aube (7) et une échasse (17) 10 s'étendant entre la pale (18) et le pied (16) d'aube (7), - une attache (9) de pied (16) d'aube (7) comprenant une embase présentant une face radiale externe (20) et dans laquelle est formée une alvéole (24) configurée pour recevoir le pied (16) d'aube (7) et - deux plateformes (26), s'étendant de part et d'autre de l'échasse (17), 15 l'aube (7) étant caractérisée en ce qu'elle comprend en outre deux amortisseurs (30), rapportés sur la face radiale externe (20) de l'attache (9) de part et d'autre de l'échasse (17), chaque amortisseur (30) venant en appui à la fois contre la face radiale externe (20) de l'attache (9), l'échasse (17) et l'une des plateformes (26). 20
- 2. Aube (7) selon la revendication 1, dans laquelle chaque amortisseur (30) est réalisé dans un matériau élastomère présentant une dureté Shore A comprise entre 50 et 100. 25
- 3. Aube (7) selon l'une des revendications 1 ou 2, dans laquelle chaque amortisseur (30) est réalisé dans un matériau présentant un module d'Young compris entre 1 et 50 GPa.
- 4. Aube (7) selon l'une des revendications 1 à 3, dans laquelle chaque 30 amortisseur (30) est fixé sur l'attache (9) par vissage. 14
- 5. Aube (7) selon l'une des revendications 1 à 4, dans laquelle une empreinte (23) est formée dans la face radiale externe (20) de l'attache (9) de part et d'autre de l'échasse (17) de sorte à former une butée latérale (25) pour chaque amortisseur (30).
- 6. Aube (7) selon l'une des revendications 1 à 5, dans laquelle chaque amortisseur (30) et chaque plateforme (26) présente une face extérieure (34, 27), la face extérieure (34) de chaque amortisseur (30) s'étendant dans le prolongement de la face extérieure (27) d'une plateforme (26) associée de sorte à assurer une continuité de surfaces.
- 7. Aube (7) selon la revendication 6, dans laquelle une rainure (36) est formée dans la face extérieure (34) de chaque amortisseur (30), au niveau d'une partie de l'amortisseur (30) située à l'interface avec l'une des plateformes (26), ladite rainure (36) étant configurée pour recevoir une zone d'extrémité (28) de ladite plateforme (26) associée.
- 8. Aube (7) selon l'une des revendications 1 à 7, dans laquelle un premier espace est délimité par la face radiale externe (20) de l'attache (9), l'échasse (17) de l'aube (7) et une première des deux plateformes (26), un deuxième espace est délimité par la face radiale externe (20) de l'attache (9), l'échasse (17) de l'aube (7) et la deuxième des deux plateformes (26), et le premier espace et le deuxième espace sont chacun comblés par l'un des amortisseurs (30).
- 9. Rotor (4, 5) d'une soufflante d'un moteur, ledit rotor comprenant un moyeu (6) et des aubes (7) s'étendant radialement à partir du moyeu (6), les aubes (7) étant conformes à l'une des revendications 1 à 8.
- 10. Rotor (4, 5) selon la revendication 9, dans lequel chaque aube (7) est montée rotative par rapport au moyeu (6) autour d'un axe de calage (Y) respectif, le rotor (4, 5) comprenant en outre un mécanisme d'actionnement 15 (8) propre à être commandé pour faire tourner les aubes (7) autour de leurs axes de calage (Y) de manière à modifier l'angle de calage des aubes (7).
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Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR3123885A1 (fr) * | 2021-06-15 | 2022-12-16 | Safran Aircraft Engines | Redresseur non carene de turbomachine equipe d’aubes de stator fixees a des pivots et turbomachine correspondante |
| FR3128972A1 (fr) | 2021-11-09 | 2023-05-12 | Safran Aircraft Engines | Liaison entre un pied d’aube et un dispositif de calage |
| US12055153B1 (en) | 2023-12-05 | 2024-08-06 | General Electric Company | Variable pitch airfoil assembly for an open fan rotor of an engine having a damping element |
| WO2025022057A1 (fr) | 2023-07-24 | 2025-01-30 | Safran Aircraft Engines | Ensemble comprenant une aube et un systeme de maintien de l'aube |
| FR3152836A1 (fr) * | 2023-09-12 | 2025-03-14 | Safran Aircraft Engines | Ensemble comprenant une aube et un systeme de maintien de l'aube |
| WO2025168910A1 (fr) * | 2024-02-09 | 2025-08-14 | Safran Aircraft Engines | Propulseur aéronautique |
| US12460557B1 (en) | 2025-01-23 | 2025-11-04 | General Electric Company | Variable pitch airfoil assembly for a gas turbine engine |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117307330A (zh) | 2022-06-17 | 2023-12-29 | 通用电气公司 | 带有弹簧阻尼系统的旋转翼型件 |
| CN117287305A (zh) | 2022-06-17 | 2023-12-26 | 通用电气公司 | 用于飞行器发动机的具有可调节俯仰角的旋转翼型件组件 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0764765A1 (fr) * | 1995-09-21 | 1997-03-26 | Societe Nationale D'etude Et De Construction De Moteurs D'aviation "Snecma" | Agencement amortissant pour des aubes de rotor |
| EP2570600A2 (fr) * | 2011-09-08 | 2013-03-20 | General Electric Company | Assemblage de pale de rotor de turbine et procédé dýassemblage de celui-ci |
| US20140161617A1 (en) * | 2011-08-03 | 2014-06-12 | Snecma | Bladed rotor wheel for a turbine engine |
| US20150247412A1 (en) * | 2012-09-26 | 2015-09-03 | Snecma | Turbine engine blade made of composite material with a bulb-shaped root |
| US20150330233A1 (en) * | 2014-05-14 | 2015-11-19 | Ratier Figeac | Blade anchored securely in radial translation, propeller, turbine engine and aircraft |
| EP3219925A1 (fr) * | 2011-07-27 | 2017-09-20 | Composite Technology and Applications Limited | Surface portante composite |
-
2018
- 2018-10-30 FR FR1860054A patent/FR3087830B1/fr active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0764765A1 (fr) * | 1995-09-21 | 1997-03-26 | Societe Nationale D'etude Et De Construction De Moteurs D'aviation "Snecma" | Agencement amortissant pour des aubes de rotor |
| EP3219925A1 (fr) * | 2011-07-27 | 2017-09-20 | Composite Technology and Applications Limited | Surface portante composite |
| US20140161617A1 (en) * | 2011-08-03 | 2014-06-12 | Snecma | Bladed rotor wheel for a turbine engine |
| EP2570600A2 (fr) * | 2011-09-08 | 2013-03-20 | General Electric Company | Assemblage de pale de rotor de turbine et procédé dýassemblage de celui-ci |
| US20150247412A1 (en) * | 2012-09-26 | 2015-09-03 | Snecma | Turbine engine blade made of composite material with a bulb-shaped root |
| US20150330233A1 (en) * | 2014-05-14 | 2015-11-19 | Ratier Figeac | Blade anchored securely in radial translation, propeller, turbine engine and aircraft |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR3123885A1 (fr) * | 2021-06-15 | 2022-12-16 | Safran Aircraft Engines | Redresseur non carene de turbomachine equipe d’aubes de stator fixees a des pivots et turbomachine correspondante |
| WO2022263752A1 (fr) | 2021-06-15 | 2022-12-22 | Safran Aircraft Engines | Redresseur non-caréné de turbomachine, module de turbomachine et turbomachine d'aéronef |
| US12291980B2 (en) | 2021-06-15 | 2025-05-06 | Safran Aircraft Engines | Unducted rectifier for a turbomachine, turbomachine module and aircraft turbomachine |
| FR3128972A1 (fr) | 2021-11-09 | 2023-05-12 | Safran Aircraft Engines | Liaison entre un pied d’aube et un dispositif de calage |
| WO2025022057A1 (fr) | 2023-07-24 | 2025-01-30 | Safran Aircraft Engines | Ensemble comprenant une aube et un systeme de maintien de l'aube |
| FR3151630A1 (fr) * | 2023-07-24 | 2025-01-31 | Safran Aircraft Engines | Ensemble comprenant une aube et un systeme de maintien de l'aube |
| FR3152836A1 (fr) * | 2023-09-12 | 2025-03-14 | Safran Aircraft Engines | Ensemble comprenant une aube et un systeme de maintien de l'aube |
| WO2025056854A1 (fr) | 2023-09-12 | 2025-03-20 | Safran Aircraft Engines | Ensemble comprenant une aube et un systeme de maintien de l'aube |
| US12055153B1 (en) | 2023-12-05 | 2024-08-06 | General Electric Company | Variable pitch airfoil assembly for an open fan rotor of an engine having a damping element |
| WO2025168910A1 (fr) * | 2024-02-09 | 2025-08-14 | Safran Aircraft Engines | Propulseur aéronautique |
| FR3159196A1 (fr) * | 2024-02-09 | 2025-08-15 | Safran Aircraft Engines | Propulseur aéronautique |
| US12460557B1 (en) | 2025-01-23 | 2025-11-04 | General Electric Company | Variable pitch airfoil assembly for a gas turbine engine |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR3087830B1 (fr) | 2020-10-16 |
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