BE1029457B1 - Aircraft turbomachine assembly, compressor, turbomachine and method for determining the angular pitch of blades - Google Patents
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Abstract
L’invention se rapport à un ensemble (10) de turbomachine d’aéronef comprenant des aubes (121, 131) à calage variable, mobiles en rotation autour d’un axe de rotation (11) selon un calage angulaire, un levier (12) d’actionnement de chaque aube vers le calage angulaire, un index (18) dont la position angulaire reflète la position angulaire du levier (12), un potentiomètres (20) dont une borne de sortie est reliée à l’index (18) par un câble (21), la position de l’index (18) est transmise par le câble (21) au potentiomètre (20) et est fonction du rapport entre les tensions en sortie et en entrée du potentiomètre (20). L’invention se rapporte aussi à un compresseur de turbomachine d’aéronef avec un tel ensemble, une turbomachine avec un tel compresseur et un procédé de détermination du calage angulaire d’aubes dans une telle turbomachine.The invention relates to an aircraft turbine engine assembly (10) comprising variable-pitch vanes (121, 131), movable in rotation around an axis of rotation (11) according to an angular pitch, a lever (12 ) for actuating each blade towards the angular setting, an index (18) whose angular position reflects the angular position of the lever (12), a potentiometer (20) whose output terminal is connected to the index (18) by a cable (21), the position of the index (18) is transmitted by the cable (21) to the potentiometer (20) and is a function of the ratio between the voltages at the output and at the input of the potentiometer (20). The invention also relates to an aircraft turbomachine compressor with such an assembly, a turbomachine with such a compressor and a method for determining the angular pitch of blades in such a turbomachine.
Description
- 1 - Ensemble de turbomachine d’aéronef, compresseur, turbomachine et procédé de détermination du calage angulaire d’aubes Domaine technique La présente invention concerne un ensemble de turbomachine d’aéronef, un compresseur de turbomachine d’aéronef avec un tel ensemble, une turbomachine avec une tel compresseur et un procédé de détermination du calage angulaire d’aubes dans une telle turbomachine.- 1 - Aircraft turbomachine assembly, compressor, turbomachine and method for determining the angular pitch of blades Technical field The present invention relates to an aircraft turbomachine assembly, an aircraft turbomachine compressor with such an assembly, a turbomachine with such a compressor and a method for determining the angular pitch of blades in such a turbomachine.
Art antérieur Les compresseurs de turbomachines d’aéronef peuvent comporter des aubes orientables au sein d’aubages fixes.PRIOR ART Aircraft turbomachine compressors may comprise adjustable blades within fixed blading.
Par exemple, les documents EP3382210 et EP3282096 décrivent des aubes à calage variable de turbomachine.For example, documents EP3382210 and EP3282096 describe variable-pitch turbine engine blades.
Les aubes comprennent un axe de pivotement selon lequel le calage de l’aube varie et des moyens magnétiques pour guider l’aube en rotation selon son axe de pivotement.The blades include a pivot axis along which the pitch of the blade varies and magnetic means for guiding the blade in rotation along its pivot axis.
Pour mesurer la position angulaire des aubes, différentes solutions ont été décrites dans l’état de la technique.To measure the angular position of the blades, various solutions have been described in the state of the art.
La mesure du calage angulaire des aubages demande d'installer des capteurs dont l'encombrement peut être trop important par rapport à l’espace disponible dans le carter des compresseurs, ainsi que dans l'espace disponible entre les carters, externe de la veine primaire et interne de la veine secondaire, dans le cas où il est nécessaire de réaliser des mesures de grande précision.The measurement of the angular setting of the blades requires the installation of sensors whose size may be too large in relation to the space available in the compressor casing, as well as in the space available between the casings, external to the primary stream. and internal of the secondary vein, in case it is necessary to carry out high precision measurements.
Il y a un besoin pour un dispositif qui soit simple et qui permette d'obtenir des mesures précises du calage angulaire des aubes sans être encombrant.There is a need for a device which is simple and which makes it possible to obtain precise measurements of the angular setting of the blades without being cumbersome.
Exposé de l’invention À cet effet, linvention propose un ensemble de turbomachine d’aéronef comprenant - des aubes à calage variable, mobiles en rotation autour d’un axe de rotation selon un calage angulaire, - un levier d'actionnement de chaque aube vers le calage angulaire, - un index dont la position angulaire reflète la position angulaire du levier,Presentation of the invention To this end, the invention proposes an aircraft turbomachine assembly comprising - variable-pitch blades, mobile in rotation around an axis of rotation according to an angular pitch, - an actuating lever for each blade towards the angular setting, - an index whose angular position reflects the angular position of the lever,
- 2 - - un potentiomètre dont une borne de sortie est reliée à l'index par un câble, la position de l'index est transmise par le câble au potentiomètre et est fonction du rapport entre les tensions en sortie et en entrée du potentiomètre.- 2 - - a potentiometer, one output terminal of which is connected to the index by a cable, the position of the index is transmitted by the cable to the potentiometer and is a function of the ratio between the output and input voltages of the potentiometer.
Selon une variante, le câble est relié à l'index par des renvois.According to a variant, the cable is connected to the index by references.
Selon une variante, Vindex est monobloc avec le levier.According to a variant, Vindex is made in one piece with the lever.
Selon une variante, le levier et Vindex sont de part et d’autres par rapport à l’aube.According to a variant, the lever and Vindex are on either side with respect to the blade.
Selon une variante, l'index est diamétralement opposé au levier par rapport à Taube.According to a variant, the index is diametrically opposed to the lever with respect to Taube.
L'invention se rapporte aussi à un compresseur de turbomachine d’aéronef comprenant - un stator, - l’ensemble de turbomachine d’aéronef tel que décrit précédemment, les paliers étant supportés par le stator, - un système de calage variable commandant le calage angulaire des aubes par l’intermédiaire du levier l’ensemble de turbomachine d’aéronef déterminant le calage angulaire effectif des aubes selon la position de Vindex transmise par le câble au potentiomètre et qui est fonction du rapport entre les tensions en sortie et en entrée du potentiomètre, le compresseur étant de type haute pression ou basse pression.The invention also relates to an aircraft turbine engine compressor comprising - a stator, - the aircraft turbine engine assembly as described previously, the bearings being supported by the stator, - a variable timing system controlling the timing angle of the blades by means of the lever the aircraft turbomachine assembly determining the effective angular setting of the blades according to the position of Vindex transmitted by the cable to the potentiometer and which is a function of the ratio between the voltages at the output and at the input of the potentiometer, the compressor being of the high pressure or low pressure type.
L'invention se rapporte aussi à un une turbomachine d’aéronef comprenant un compresseur basse pression et un compresseur haute pression situé en aval du compresseur basse pression le long d’un axe moteur, au moins l'un des compresseurs étant tel que décrit précédemment.The invention also relates to an aircraft turbomachine comprising a low-pressure compressor and a high-pressure compressor located downstream of the low-pressure compressor along an engine axis, at least one of the compressors being as described above. .
Selon une variante, la turbomachine d’aéronef comprend en outre - une soufflante en amont des compresseurs le long de l'axe moteur, - une chambre de combustion, une turbine haute pression et une turbine basse pression en aval des compresseurs le long de l’axe moteur,According to a variant, the aircraft turbomachine further comprises - a fan upstream of the compressors along the engine axis, - a combustion chamber, a high pressure turbine and a low pressure turbine downstream of the compressors along the motor axis,
- 3 - - des arbres de transmission de la puissance mécanique des turbines haute et basse pression aux compresseurs et à la soufflante via un réducteur.- 3 - - from the mechanical power transmission shafts of the high and low pressure turbines to the compressors and the fan via a reducer.
L'invention se rapporte aussi à un procédé de détermination du calage angulaire d’aubes dans la turbomachine d’aéronef telle que décrite précédemment, comprenant les étapes de - mesure des tensions en entrée et en sortie du potentiomètre pour chaque aube dont le calage angulaire est à déterminer, - détermination du calage angulaire effectif des aubes selon la position de Vindex transmise par le câble au potentiomètre et qui est fonction du rapport entre les tensions en sortie et en entrée du potentiomètre.The invention also relates to a method for determining the angular pitch of blades in the aircraft turbine engine as described above, comprising the steps of - measuring the voltages at the input and output of the potentiometer for each blade whose angular pitch is to be determined, - determination of the effective angular setting of the blades according to the position of Vindex transmitted by the cable to the potentiometer and which is a function of the ratio between the voltages at the output and at the input of the potentiometer.
Selon une variante, le procédé comprend en outre une étape de comparaison du calage angulaire effectif des aubes avec le calage angulaire commandé par un système de calage variable des aubes par l'intermédiaire du levier.According to a variant, the method also comprises a step of comparing the actual angular pitch of the blades with the angular pitch controlled by a variable blade pitch system via the lever.
L'usage, dans ce document, de l’article indéfini « un », « une », ou de l’article défini «le », «la» ou « l’ », pour introduire un élément n'exclut pas la présence d’une pluralité de ces éléments.The use, in this document, of the indefinite article "un", "une", or of the definite article "le", "la" or "l'", to introduce an element does not exclude the presence of a plurality of these elements.
Les termes « premier », « deuxième », etc. sont, quant à eux, utilisés dans le cadre de ce document exclusivement pour différencier différents éléments, et ce sans impliquer d'ordre entre ces éléments.The terms "first", "second", etc. are, for their part, used within the framework of this document exclusively to differentiate between different elements, and this without implying any order between these elements.
Les modes de réalisation préférés ainsi que les avantages de l’ensemble de turbomachine d’aéronef selon l’invention se transposent mutatis mutandis aux compresseurs, turbomachine et procédé de détermination du calage angulaire des aubes décrits.The preferred embodiments as well as the advantages of the aircraft turbomachine assembly according to the invention transpose mutatis mutandis to the compressors, turbomachine and method for determining the angular pitch of the blades described.
Brève description des figures D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit pour la compréhension de laquelle on se reportera aux figures annexées qui montrent : - la figure 1 illustre une vue schématique d’une coupe bidimensionnelle d’une turbomachine d’aéronef sur laquelle il est prévu d'intégrer l'invention ;Brief description of the figures Other characteristics and advantages of the present invention will become apparent on reading the following detailed description for the understanding of which reference will be made to the appended figures which show: - figure 1 illustrates a schematic view of a section two-dimensional view of an aircraft turbomachine on which it is planned to integrate the invention;
- 4 - - la figure 2, une vue schématique d’un exemple d’ensemble de turbomachine d’aéronef selon l'invention ; - la figure 3, une vue d’un exemple de réalisation de l'invention.- 4 - - Figure 2, a schematic view of an example of an aircraft turbomachine assembly according to the invention; - Figure 3, a view of an embodiment of the invention.
Les dessins des figures ne sont pas à l’échelle.Figure drawings are not to scale.
Des éléments semblables sont en général dénotés par des références semblables dans les figures.Like elements are generally denoted by like references in the figures.
Dans le cadre du présent document, les éléments identiques ou analogues peuvent porter les mêmes références.In the context of this document, identical or similar elements may bear the same references.
En outre, la présence de numéros ou lettres de référence aux dessins ne peut être considérée comme limitative, y compris lorsque ces numéros ou lettres sont indiqués dans les revendications.Furthermore, the presence of reference numbers or letters in the drawings cannot be considered as limiting, including when these numbers or letters are indicated in the claims.
Description détaillée de modes de réalisation de l’invention L'invention se rapporte à un ensemble de turbomachine d'aéronef comprenant des aubes à calage variable, mobiles en rotation autour d’un axe de rotation selon un calage angulaire, un levier d’actionnement de chaque aube vers le calage angulaire, un index dont la position angulaire reflète la position angulaire du levier, un potentiomètre dont une borne de sortie est reliée à index par un câble, la position de l’index est transmise par le câble au potentiomètre et est fonction du rapport entre les tensions en sortie et en entrée du potentiomètre.DETAILED DESCRIPTION OF EMBODIMENTS OF THE INVENTION The invention relates to an aircraft turbomachine assembly comprising variable-pitch blades, movable in rotation around an axis of rotation according to an angular pitch, an actuating lever of each blade towards the angular setting, an index whose angular position reflects the angular position of the lever, a potentiometer whose output terminal is connected to the index by a cable, the position of the index is transmitted by the cable to the potentiometer and depends on the ratio between the output and input voltages of the potentiometer.
Ceci permet de prendre des mesures précises et de manière déportée ce qui rend les éléments de détection de la position angulaire effective des aubes peu encombrants.This makes it possible to take precise measurements in a remote manner, which makes the elements for detecting the effective angular position of the blades compact.
La simplicité des éléments de mesure assure une durée de vie importante et une insensibilité à la température.The simplicity of the measuring elements ensures a long service life and insensitivity to temperature.
La figure 1 illustre, à titre d'exemple, une coupe d’une turbomachine d’aéronef 100 sur laquelle il est prévu d'intégrer l'ensemble de turbomachine d’aéronef selon l'invention.Figure 1 illustrates, by way of example, a section of an aircraft turbine engine 100 on which it is planned to integrate the aircraft turbine engine assembly according to the invention.
Il peut s'agir plus précisément d’une turbomachine axiale à double flux comprenant de façon successive, le long de l’axe moteur X, une soufflante 110, un compresseur basse pression 120, un compresseur haute pression 130, une chambre de combustion 160, une turbine haute pression 140 et une turbine basse pression 150. Ces éléments sont connus d’un homme du métier.It may be more specifically an axial turbomachine comprising successively, along the engine axis X, a fan 110, a low pressure compressor 120, a high pressure compressor 130, a combustion chamber 160 , a high pressure turbine 140 and a low pressure turbine 150. These elements are known to those skilled in the art.
II s'agit d’un exemple d’architecture car l'invention s'applique à d’autres architectures de turbomachines.This is an example of architecture because the invention applies to other turbomachinery architectures.
En fonctionnement, la puissance mécanique des turbines basseIn operation, the mechanical power of the low turbines
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150 et haute 140 pression est transmise via des arbres 101 et 102 aux compresseurs basse 120 et haute 130 pression respectivement, ainsi qu’à la soufflante 110 via l’arbre 101. Un réducteur 111 peut être interposé sur l’arbre 101, de sorte que les vitesses de rotation de la soufflante 110 et du compresseur basse pression 120 soient proportionnelles.150 and high 140 pressure is transmitted via shafts 101 and 102 to the low 120 and high 130 pressure compressors respectively, as well as to the fan 110 via shaft 101. A reducer 111 can be interposed on shaft 101, so that the speeds of rotation of the fan 110 and of the low pressure compressor 120 are proportional.
Les rotors de ces compresseurs tournent autour de l'axe moteur X leur permettant d’aspirer et de comprimer de l'air pour l’amener à des vitesses, pressions et températures adaptées, jusqu’à l’entrée de la chambre de combustion 160. La soufflante 110 permet de générer des flux d'air primaire 106 et secondaire 107 en amont du compresseur basse pression 120. Le flux d'air primaire 106 est principalement destiné à traverser axialement la turbomachine d’aéronef 100, alimentant par cette occasion la chambre de combustion 160, alors que le flux d’air secondaire 107 est principalement destiné à générer une réaction de poussée nécessaire au vol de l’aéronef.The rotors of these compressors turn around the motor axis X allowing them to suck in and compress air to bring it to suitable speeds, pressures and temperatures, up to the inlet of the combustion chamber 160 The fan 110 makes it possible to generate primary 106 and secondary 107 air flows upstream of the low-pressure compressor 120. The primary air flow 106 is mainly intended to pass axially through the aircraft turbomachine 100, thereby supplying the combustion chamber 160, while the secondary air flow 107 is mainly intended to generate a thrust reaction necessary for the flight of the aircraft.
Bien que non référencés de façon systématique sur la figure 1, chaque compresseur et chaque turbine comprend un ou plusieurs étages axiaux disposés en série.Although not systematically referenced in FIG. 1, each compressor and each turbine comprises one or more axial stages arranged in series.
Chaque étage comprend un stator ou redresseur à aubages fixes et un rotor à aubages mobiles apte à être mis en rotation autour de l’axe moteur.Each stage comprises a stator or stator with fixed blades and a rotor with moving blades capable of being rotated around the motor axis.
Pour les compresseurs basse pression 120 et haute pression 130, ces aubages fixes et mobiles sont respectivement référencés par 121, 122 et 131, 132. Au sein d’un étage, le rotor aspire et accélère le flux d'air primaire 106 en le déviant par rapport à l'axe du moteur X et le stator ou redresseur qui suit redresse le flux dans l'axe moteur X et le ralentit en transformant une partie de sa vitesse en pression.For the low pressure 120 and high pressure 130 compressors, these fixed and mobile blades are respectively referenced by 121, 122 and 131, 132. Within a stage, the rotor draws in and accelerates the flow of primary air 106 by deflecting it with respect to the axis of the motor X and the stator or rectifier which follows straightens the flux in the motor axis X and slows it down by transforming part of its speed into pressure.
Les aubages fixes comprennent des aubes qui peuvent être à orientation fixe et/ou à orientation variable.Stationary blading includes vanes that can be oriented fixed and/or oriented variable.
Ces aubes orientables sont également connues comme aubes à calage variable, ou selon l’acronyme anglo-saxon « VSV » pour « Variable Stator Vane ». Leur particularité est que l’inclinaison de leurs cordes peut varier par rapport à l’axe du moteur X, et de l’axe des compresseurs 120, 130 en particulier.These adjustable vanes are also known as variable-pitch vanes, or according to the acronym "VSV" for "Variable Stator Vane". Their particularity is that the inclination of their strings can vary with respect to the axis of the X motor, and the axis of the compressors 120, 130 in particular.
Les faces intrados et extrados des aubes peuvent être plus ou moins exposées au flux d'air primaire 106. Les surfaces intrados s'étendent plus ou moins face au flux d'air primaire 106 afin de moduler la déviation, et donc le redressement qui estThe intrados and extrados faces of the blades can be more or less exposed to the primary airflow 106. The intrados surfaces extend more or less facing the primary airflow 106 in order to modulate the deflection, and therefore the recovery which is
- 6 - imposé au flux d'air primaire 106. Les compresseurs peuvent comporter un ou plusieurs étages d’aubes orientables.- 6 - imposed on the primary air flow 106. The compressors may comprise one or more stages of adjustable blades.
Le calage (ou orientation ou position) angulaire des aubes au sein du stator à aubages fixes est commandée par un système de calage variable.The angular pitch (or orientation or position) of the vanes within the fixed vane stator is controlled by a variable pitch system.
Sur la figure 1, un système de calage variable 123 peut être monté sur le carter du compresseur basse pression 120 ; un système de calage variable 133 peut aussi être monté sur le carter du compresseur haute pression 130. Il est à noter que cette représentation n’est aucunement limitative du nombre ou de la position des systèmes de calage variable que sont susceptibles de comprendre les compresseurs 120, 130. Ce type d'architecture est donné à titre d'exemple, un compresseur intermédiaire pourrait être présent.In Figure 1, a variable valve timing system 123 may be mounted on the housing of the low pressure compressor 120; a variable timing system 133 can also be mounted on the crankcase of the high pressure compressor 130. It should be noted that this representation is in no way limiting of the number or position of the variable timing systems that the compressors 120 may include , 130. This type of architecture is given as an example, an intermediate compressor could be present.
Le calage angulaire des aubes à orientation variable au sein des aubages fixes est commandé par les systèmes de calage variable 123, 133. Un ensemble 10 de turbomachine d’aéronef illustré schématiquement sur les figures 2 et 3 permet de déterminer la position angulaire effective des aubes à orientation variable.The angular pitch of the blades with variable orientation within the fixed blades is controlled by the variable pitch systems 123, 133. An aircraft turbomachine assembly 10 illustrated schematically in FIGS. 2 and 3 makes it possible to determine the effective angular position of the blades variable orientation.
L'ensemble 10 permet de savoir si les aubes ont effectivement atteint le calage commandé.The assembly 10 makes it possible to know whether the blades have actually reached the controlled pitch.
La figure 2 montre l’ensemble 10 avec une aube 121, 131, à calage variable, en section transversale, parmi les aubages fixes du compresseur basse pression 120 et/ou haute pression 130. Un avantage de l’ensemble 10 est qu’il permet de déterminer par des mesures simples et précises la position angulaire effective des aubes grâce à un câble permettant de déporter les organes de mesure dans un espace libre du carter 170. Ceci est particulièrement avantageux pour le compresseur basse pression 120 qui se trouve en amont du moteur, dans le sens d’écoulement des flux d'air primaire et secondaire.FIG. 2 shows the assembly 10 with a vane 121, 131, with variable pitch, in cross section, among the stationary blades of the low pressure 120 and/or high pressure 130 compressor. An advantage of the assembly 10 is that it makes it possible to determine by simple and precise measurements the effective angular position of the blades thanks to a cable making it possible to deport the measuring devices in a free space of the casing 170. This is particularly advantageous for the low pressure compressor 120 which is located upstream of the motor, in the direction of flow of the primary and secondary air flows.
En effet, le carter du compresseur basse pression 120 ne peut pas être volumineux car situé en un emplacement où l’espace est très réduit ; l’espace est limité par la proximité des autres éléments du moteur, par exemple la présence d’un flux d’air ou la proximité du carter externe dans la direction radiale du moteur.Indeed, the casing of the low pressure compressor 120 cannot be bulky because it is located in a location where the space is very small; the space is limited by the proximity of other engine elements, for example the presence of an air flow or the proximity of the outer casing in the radial direction of the engine.
L'espace peut aussi être réduit en raison de contrainte d’aérodynamisme de l’aéronef, ou encore, de contrainte d'intégration du moteur dans l’aéronef.The space can also be reduced due to the aerodynamic constraint of the aircraft, or even the constraint of integrating the engine into the aircraft.
- 7 - Les aubes 121, 131 à calage variable sont montées mobiles en rotation autour d’un axe de rotation 11 selon un calage angulaire. Les aubes 121, 131 sont chacune montées mobiles en rotation sur un palier de l'ensemble 10. Les paliers sont supportés par un stator 14 intégré au carter 170 des compresseurs 120, 130.- 7 - The variable-pitch vanes 121, 131 are mounted so as to rotate about an axis of rotation 11 according to an angular pitch. The blades 121, 131 are each rotatably mounted on a bearing of the assembly 10. The bearings are supported by a stator 14 integrated into the casing 170 of the compressors 120, 130.
L'ensemble 10 comprend un levier 12 d’actionnement de l’aube 121, 131 vers le calage angulaire commandé. Le levier 12 est activé par le système de calage variable 123, 133 qui activent une pluralité de leviers actionnant chacun une aube vers un calage angulaire. Le système 123, 133 active le levier 12 par un doigt 13 situé à une extrémité du levier 12. Le levier 12 est relié à l’aube 121, 131 par une conformation de l'aube pour l’actionner en rotation vers le calage angulaire commandé par le système 123, 133. Le levier 12 est activé en rotation par le système 123, 133 selon la flèche 16 autour de l’axe de rotation 11 de l’aube 121, 131 vers une position angulaire correspondant au calage angulaire commandé de de l’aube 121, 131.The assembly 10 comprises a lever 12 for actuating the blade 121, 131 towards the controlled angular setting. The lever 12 is activated by the variable pitch system 123, 133 which activates a plurality of levers each actuating a blade towards an angular pitch. The system 123, 133 activates the lever 12 by a finger 13 located at one end of the lever 12. The lever 12 is connected to the blade 121, 131 by a conformation of the blade to actuate it in rotation towards the angular setting controlled by the system 123, 133. The lever 12 is activated in rotation by the system 123, 133 according to the arrow 16 around the axis of rotation 11 of the blade 121, 131 towards an angular position corresponding to the controlled angular setting of of dawn 121, 131.
Selon la figure 2, l'ensemble 10 comprend en outre un index 18 dont la position dépend de celle du levier 12. L’index 18 est mobile en rotation autour de l’axe de rotation 11 de l’aube 121, 131 et sa position angulaire reflète la position angulaire du levier 12 et donc le calage angulaire de l'aube. Le mouvement circulaire de Vindex 18 est destiné à couvrir la même course angulaire que le levier 12etlaube.According to Figure 2, the assembly 10 further comprises an index 18 whose position depends on that of the lever 12. The index 18 is rotatable around the axis of rotation 11 of the blade 121, 131 and its angular position reflects the angular position of the lever 12 and therefore the angular pitch of the blade. The circular movement of the index 18 is intended to cover the same angular stroke as the lever 12etlaube.
L'ensemble 10 comprend en outre un potentiomètre 20 permettant de déterminer la position angulaire de l’index 18 et donc le calage angulaire effectif des aubes respectives. Une borne (visible sur la figure 3) de sortie du potentiomètre 20 est reliée à l'index 18 par l'intermédiaire d’un câble 21. La position de l'index 18 est transmise au potentiomètre 20 par le câble 21, cette position étant fonction du rapport entre les tensions en sortie et en entrée du potentiomètre 20. La flèche 40 sur la figure 2 montre le déplacement du câble 21 selon les mouvements de l'indexThe assembly 10 further comprises a potentiometer 20 making it possible to determine the angular position of the index 18 and therefore the effective angular setting of the respective blades. An output terminal (visible in FIG. 3) of potentiometer 20 is connected to index 18 via a cable 21. The position of index 18 is transmitted to potentiometer 20 by cable 21, this position being a function of the ratio between the voltages at the output and at the input of the potentiometer 20. The arrow 40 in FIG. 2 shows the displacement of the cable 21 according to the movements of the index
18. Ainsi, le système 123, 133 active le levier 12 vers une position angulaire pour commander un calage angulaire de l’aube ; l'index 18 reflète la position angulaire du levier 12 et la position de Vindex 18 est transmise par le câble 21 au potentiomètre. Le rapport entre les tensions en sortie et en entrée du potentiomètre18. Thus, the system 123, 133 activates the lever 12 towards an angular position to control an angular setting of the blade; the index 18 reflects the angular position of the lever 12 and the position of the index 18 is transmitted by the cable 21 to the potentiometer. The ratio between the output and input voltages of the potentiometer
- 8 - permet de connaître la position effective de l'index 18. Si cette position effective ne reflète pas la position angulaire du levier 12 correspondant au calage angulaire de l’aube 121, 131 commandé par le système 123, 133 alors il y a un défaut dans la commande par le système. Un signal est émis à ce effet pour une action correctrice. Le potentiomètre 20 est relié à l'index 18 par le câble 21 par l'intermédiaire de renvois. Les renvois permettent de faire cheminer le câble 21 depuis le potentiomètre 20 jusqu’à l'index 18 à l’intérieur du carter 170 en tenant compte de l'encombrement dans ce dernier. La géométrie des renvois est choisie en fonction de leur rigidité et de leur sensibilité aux vibrations afin d’obtenir des mesures précises. Sur la figure 2, trois renvois 31, 32, 33 sont représentés à titre d'exemple. Le nombre de renvois et leur position sont choisis de telle sorte à disposer le potentiomètre 20 dans un espace libre dans le carter 170. La localisation du premier renvoi 31 est à distance D de l’axe de rotation 11 de l’aube 121, 131 (et à une hauteur H par rapport au plan de rotation de l'index 18, lorsque le point de renvoi 31 n'est pas dans le plan de rotation de l'index 18).- 8 - makes it possible to know the actual position of the index 18. If this actual position does not reflect the angular position of the lever 12 corresponding to the angular setting of the blade 121, 131 controlled by the system 123, 133 then there is a fault in the control by the system. A signal is issued for this purpose for corrective action. The potentiometer 20 is connected to the index 18 by the cable 21 via referrals. The transmissions allow the cable 21 to be routed from the potentiometer 20 to the index 18 inside the casing 170, taking into account the size in the latter. The geometry of the transmissions is chosen according to their rigidity and their sensitivity to vibrations in order to obtain precise measurements. In Figure 2, three references 31, 32, 33 are shown by way of example. The number of transmissions and their position are chosen so as to place the potentiometer 20 in a free space in the casing 170. The location of the first transmission 31 is at a distance D from the axis of rotation 11 of the blade 121, 131 (And at a height H relative to the plane of rotation of the index 18, when the reference point 31 is not in the plane of rotation of the index 18).
L’index 18 peut être monobloc avec le levier 12. Ceci permet de fabriquer Vindex et le levier d’un seul tenant, ce qui facilite aussi la mise en place des pièces sur l'aube 121, 131. Le levier 12 et l’index 18 sont de part et d’autres par rapport à l’aube 121, 131. L'avantage est que toute déformation du levier 12 en cours de fonctionnement n’affecte pas l'index 18 de la même façon. La position angulaire de Vindex 18 ne reflètera pas la position angulaire du levier 12 suite à la commande du système 123, 133 et donc le calage angulaire de l’aube effectif ne correspondra pas au calage angulaire commandé par le système 123, 133 de calage angulaire. De préférence, l'index 18 est diamétralement opposé au levier 12 par rapport à Taube 121, 131. Ceci permet un formation plus simple du levier et de l'index.The index 18 can be in one piece with the lever 12. This makes it possible to manufacture the index and the lever in one piece, which also facilitates the positioning of the parts on the blade 121, 131. The lever 12 and the indexes 18 are on either side relative to the blade 121, 131. The advantage is that any deformation of the lever 12 during operation does not affect the index 18 in the same way. The angular position of the index 18 will not reflect the angular position of the lever 12 following the control of the system 123, 133 and therefore the angular setting of the actual blade will not correspond to the angular setting commanded by the angular setting system 123, 133 . Preferably, the index 18 is diametrically opposed to the lever 12 with respect to the tab 121, 131. This allows a simpler formation of the lever and the index.
La figure 3 montre une vue d’un exemple de réalisation de l'invention. La figure 3 montre le potentiomètre 20 comprenant une borne 22, une borne 24 et une borne 26 de sortie. La borne 26 de sortie est reliée à un curseur 28 du potentiomètre qui se déplace sur une piste résistante 29 terminée par les deux bornes 22 et 24.Figure 3 shows a view of an embodiment of the invention. Figure 3 shows the potentiometer 20 comprising a terminal 22, a terminal 24 and an output terminal 26. The output terminal 26 is connected to a slider 28 of the potentiometer which moves on a resistive track 29 terminated by the two terminals 22 and 24.
La borne 26 de sortie est aussi reliée à l'index 18 par l'intermédiaire du câble 21. Les mouvements de rotation de l'index 18 impliquent le déplacement du curseur 28The output terminal 26 is also connected to the index 18 via the cable 21. The rotational movements of the index 18 involve the movement of the cursor 28
- 9 - sur la piste résistante 29 via le câble 21, selon la flèche 40 de la figure 1. Une tension VT est appliquée entre la borne 22 et la borne 24 du potentiomètre 20. La tension de sortie VB entre la borne 22 et la borne 26 de sortie dépend de la position du curseur 28 sur la piste résistante 29, la position du curseur 28 sur la piste résistante 29 dépendant elle-même de la position angulaire de l'index 18.- 9 - on resistive track 29 via cable 21, according to arrow 40 in FIG. 1. A voltage VT is applied between terminal 22 and terminal 24 of potentiometer 20. The output voltage VB between terminal 22 and the output terminal 26 depends on the position of the cursor 28 on the resistive track 29, the position of the cursor 28 on the resistive track 29 itself depending on the angular position of the index 18.
La position de l'index 18 transmise par le câble 21 au potentiomètre 20 peut être déterminée en fonction du rapport entre les tensions en sortie et en entrée du potentiomètre 20. Plus spécifiquement, la position angulaire a de Vindex 18 peut être déterminée à l’aide de la formule suivante (lorsque le point de renvoi est dans le plan de rotation de l'index) U = arccos ( D” + R° 1” )The position of the index 18 transmitted by the cable 21 to the potentiometer 20 can be determined as a function of the ratio between the voltages at the output and at the input of the potentiometer 20. More specifically, the angular position a of the index 18 can be determined by using the following formula (when the point of reference is in the plane of rotation of the index) U = arccos ( D” + R° 1” )
2.R.D 2.R.D avec D la distance entre l’axe 11 de rotation de l’aube 121, 131 et le premier renvoi 31, R la longueur entre l'axe 11 de rotation de Paube 121, 131 et le point de fixation du câble 21 à l'index 18 et L la distance entre le premier renvoi 31 et le point de fixation du câble 21 à l'index 18. Selon la position de l'index 18, L est déterminé à l’aide du potentiomètre 20 et est fonction du rapport entre VB et VT, soit, L = f(VB/VT).2.R.D 2.R.D with D the distance between the axis 11 of rotation of the blade 121, 131 and the first transmission 31, R the length between the axis 11 of rotation of the blade 121, 131 and the attachment point of the cable 21 to the index 18 and L the distance between the first transmission 31 and the point of attachment of the cable 21 to the index 18. Depending on the position of the index 18, L is determined using the potentiometer 20 and is a function of the ratio between VB and VT, that is, L = f(VB/VT).
L'ensemble 10 comporte en outre des douilles (non visibles sur les figures) en matériau diamagnétique assurant la rotation des aubes dans les paliers en évitant le contact métal/métal des aubes et des paliers. L'avantage de l'invention est que la mesure autorise les jeux (décentrement) liés à la présence des douilles dans les paliers.The assembly 10 further comprises bushings (not visible in the figures) made of diamagnetic material ensuring the rotation of the blades in the bearings while avoiding metal/metal contact between the blades and the bearings. The advantage of the invention is that the measurement allows play (off-centering) linked to the presence of the bushings in the bearings.
L'invention se rapporte aussi à un procédé de détermination du calage angulaire des aubes 121, 131 dans la turbomachine 100 d’aéronef. Le système de calage variable 123, 133 commande le calage angulaire des aubes et le procédé permet de savoir si les aubes ont effectivement atteint ce calage angulaire. Le système 123, 133 commande un calage angulaire des aubes par l'intermédiaire du levier 12 d’actionnement de chaque aube. Le procédé comprend une étape de mesure des tensions en entrée VT et en sortie VB du potentiomètre 20 pour chaque aube 121, 131 dont le calage angulaire est à déterminer . Puis le procédé comprendThe invention also relates to a method for determining the angular setting of the blades 121, 131 in the turbine engine 100 of the aircraft. The variable pitch system 123, 133 controls the angular pitch of the blades and the method makes it possible to know whether the blades have actually reached this angular pitch. The system 123, 133 controls an angular setting of the blades via the lever 12 for actuating each blade. The method comprises a step of measuring the voltages at the input VT and at the output VB of the potentiometer 20 for each blade 121, 131 whose angular setting is to be determined. Then the process includes
- 10 - une étape de détermination du calage angulaire effectif des aubes 121, 131 selon la position de Vindex transmise par le câble au potentiomètre ; cette position est fonction du rapport entre les tensions en sortie et en entrée du potentiomètre.- 10 - a step of determining the effective angular setting of the blades 121, 131 according to the position of Vindex transmitted by the cable to the potentiometer; this position is a function of the ratio between the output and input voltages of the potentiometer.
Ceci permet de connaître la position réelle de l'index 18 et donc le calage angulaire effectif de l'aube.This makes it possible to know the real position of the index 18 and therefore the effective angular setting of the blade.
Puis le procédé comprend une étape de comparaison du calage angulaire effectif des aubes avec le calage angulaire commandé par le système de calage variable 123, 133 des aubes par l’intermédiaire du levier 12. Une action peut être entreprise selon le résultat de cette comparaison pour modifier le calage angulaire des aubes — voire assurer une étape de maintenance.Then the method comprises a step of comparing the actual angular pitch of the blades with the angular pitch controlled by the variable pitch system 123, 133 of the blades via the lever 12. An action can be taken according to the result of this comparison to modify the angular setting of the blades — or even carry out a maintenance step.
Une unité de contrôle met en œuvre le procédé ; elle reçoit les tensions VT et VB et détermine le calage angulaire effectif des aubes afin de le comparer au calage angulaire commandé.A control unit implements the process; it receives the voltages VT and VB and determines the effective angular pitch of the blades in order to compare it with the ordered angular pitch.
L'invention présente un intérêt particulier dans le compresseur basse pression de la turbomachine comprenant le réducteur 111 sur l’arbre 101 de transmission de puissance mécaniques des turbines 150, 140. Le réducteur permettant d'augmenter la vitesse de rotation du compresseur basse pression 120 par rapport à celle de la soufflante 110, la détermination du calage angulaire effectif des aubes 121 du compresseur basse pression est d'autant plus critique.The invention is of particular interest in the low pressure compressor of the turbomachine comprising the reducer 111 on the mechanical power transmission shaft 101 of the turbines 150, 140. The reducer making it possible to increase the speed of rotation of the low pressure compressor 120 compared to that of the fan 110, the determination of the effective angular setting of the blades 121 of the low pressure compressor is all the more critical.
Le carter du compresseur basse pression ayant peu d'espace disponible, l’utilisation de l’ensemble 10 dans le compresseur basse pression est avantageuse car le câble permet de déporter le potentiomètre dans un espace libre.The housing of the low pressure compressor having little space available, the use of assembly 10 in the low pressure compressor is advantageous because the cable makes it possible to deport the potentiometer in a free space.
La position du potentiomètre peut même être éloignée de l’aube respective.The position of the potentiometer can even be moved away from the respective vane.
La présente invention a été décrite en relation avec des modes de réalisations spécifiques, qui ont une valeur purement illustrative et ne doivent pas être considérés comme limitatifs.The present invention has been described in relation to specific embodiments, which are purely illustrative and should not be construed as limiting.
D'une manière générale, il apparaîtra évident pour un homme du métier que la présente invention n’est pas limitée aux exemples illustrés et/ou décrits ci-dessus.In general, it will appear obvious to a person skilled in the art that the present invention is not limited to the examples illustrated and/or described above.
Par exemple, l’ensemble décrit peut être monté sur une turbine et les mêmes avantages que décrit précédemment s'appliquent.For example, the assembly described can be mounted on a turbine and the same advantages as described above apply.
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