FR3025564B1 - VARIABLE-TIMING AUB SYSTEM FOR A TURBOMACHINE - Google Patents
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Abstract
Système d'aubes (14) à calage variable pour une turbomachine, comportant une première rangée annulaire d'aubes à calage variable s'étendant sensiblement sur une première circonférence (U1), caractérisé en ce qu'il comprend une seconde rangée annulaire d'aubes (14) à calage variable s'étendant sensiblement sur une seconde circonférence (U2) différente de ladite première circonférence, ladite seconde rangée étant située directement en aval de ladite première rangée.Variable-pitch blade system (14) for a turbomachine, comprising a first annular row of variable pitch vanes extending substantially over a first circumference (U1), characterized in that it comprises a second annular row of variable-pitch blades (14) extending substantially over a second circumference (U2) different from said first circumference, said second row being located directly downstream of said first row.
Description
Système d’aubes à calage variable pour une turbomachineVariable valve blade system for a turbomachine
DOMAINE TECHNIQUETECHNICAL AREA
La présente invention concerne un système d’aubes à calage variable pour une turbomachine.The present invention relates to a variable-pitch blade system for a turbomachine.
ETAT DE L’ARTSTATE OF THE ART
Un système de ce type comprend une rangée annulaire d’aubes de stator à calage variable (aussi appelées VSV - acronyme de Variable Stator Varies) qui sont portées par un carter annulaire externe, en général d’un compresseur de la turbomachine. Chaque aube comprend une pale qui est reliée à son extrémité radialement externe par une platine à contour sensiblement circulaire à un pivot cylindrique sensiblement radial qui définit l’axe de rotation de l’aube et qui est guidé en rotation dans un orifice correspondant du carter externe. L’extrémité radialement interne de la pale de chaque aube comprend en général un second pivot cylindrique s’étendant le long de l’axe de rotation de l’aube et guidé en rotation dans un orifice d’une virole interne du compresseur. L’extrémité radialement externe du pivot externe de chaque aube est reliée par une biellette à un anneau de commande déplacé en rotation autour du carter externe par des moyens d’actionnement à vérin ou analogue. La rotation de l’anneau de commande est transmise par les biellettes aux pivots externes des aubes et les fait tourner autour de leurs axes.A system of this type comprises an annular row of variable-pitch stator vanes (also called VSVs) which are carried by an outer annular casing, generally a compressor of the turbomachine. Each blade comprises a blade which is connected at its radially outer end by a platen with a substantially circular contour to a substantially radial cylindrical pivot which defines the axis of rotation of the blade and which is guided in rotation in a corresponding orifice of the outer casing . The radially inner end of the blade of each blade generally comprises a second cylindrical pivot extending along the axis of rotation of the blade and guided in rotation in an orifice of an inner ring of the compressor. The radially outer end of the outer pivot of each vane is connected by a connecting rod to a control ring rotated around the outer casing by cylinder actuating means or the like. The rotation of the control ring is transmitted by the rods to the outer pivots of the blades and rotates about their axes.
Le calage angulaire des aubes de stator dans une turbomachine est destiné à adapter la géométrie du compresseur à son point de fonctionnement et notamment à optimiser le rendement et la marge au pompage de cette turbomachine et à réduire sa consommation de carburant dans les différentes configurations de vol.The angular setting of the stator vanes in a turbomachine is intended to adapt the geometry of the compressor to its operating point and in particular to optimize the efficiency and the pumping margin of this turbomachine and to reduce its fuel consumption in the various flight configurations. .
Chacune de ces aubes est déplaçable en rotation autour de son axe entre une première position « d’ouverture >> ou « de pleine ouverture >> dans laquelle chaque aube s’étend sensiblement parallèlement à l’axe longitudinal de la turbomachine, et une seconde position « de fermeture >> ou « de quasi-fermeture >> dans laquelle les aubes sont inclinées par rapport à l’axe de la turbomachine et réduisent ainsi la section de passage de l’air à travers la grille d’aubes.Each of these blades is movable in rotation about its axis between a first "open" or "full opening" position in which each blade extends substantially parallel to the longitudinal axis of the turbomachine, and a second "Close" or "quasi-closing" position in which the blades are inclined relative to the axis of the turbomachine and thus reduce the air passage section through the blade grid.
Dans le cadre de l’augmentation des taux de dilution pour améliorer les performances des turbomachines, et notamment pour les turbopropulseurs, les architectures moteur conduisent à des compresseurs haute pression de plus en plus petits pour lesquels le contrôle des jeux devient de plus en plus difficile. La maîtrise des jeux dans les systèmes d’aubes à calage variable est donc un enjeu important.As part of the increase in dilution rates to improve the performance of turbomachinery, and especially for turboprops, engine architectures lead to increasingly small pressure compressors for which control of the games becomes increasingly difficult. . The control of games in variable pitch blade systems is therefore an important issue.
Pour une charge aérodynamique globale de l’ordre de 0,4 (donnée par la formule AH/(n.u2), ΔΗ étant l’enthalpie entre l’entrée et la sortie d’une turbomachine, n étant le nombre d’étages de rotor, et u leur vitesse d’entraînement en rotation), il est nécessaire de diminuer le pas relatif (donné par la formule S/C, C étant la corde des aubes et S étant le pas inter-aubes) entre les aubes jusqu’à une valeur de 0,5 environ de façon à guider suffisamment l’écoulement d’air.For an overall aerodynamic load of the order of 0.4 (given by the formula AH / (n.u2), where ΔΗ is the enthalpy between the inlet and the outlet of a turbomachine, where n is the number of stages rotor, and u their rotational driving speed), it is necessary to decrease the relative pitch (given by the formula S / C, C being the blade string and S being the inter-blade pitch) between the blades until to a value of about 0.5 so as to sufficiently guide the flow of air.
Cependant, pour atteindre cette valeur de pas relatif, les platines des aubes qui doivent rester à distance les unes des autres pour ne pas entrer en contact, ne peuvent couvrir que 50% environ de la corde des aubes. Une partie aval de la pale de chaque aube n’est ainsi pas couverte par la platine et se retrouve en « porte-à-faux >> vis-à-vis de la platine. Un jeu radial est nécessaire entre le sommet ou l’extrémité radialement externe de cette partie en « porte à faux >> et le carter externe, pour permettre aux aubes de pivoter sans risquer de blocage dans le domaine de fonctionnement du compresseur. On retrouve la même difficulté entre le pied ou l’extrémité radialement interne de la pale et la virole interne, où la présence d’un jeu dans le porte-à-faux est nécessaire pour garantir la libre rotation de l’aube. Toutefois, cela se traduit par des pertes d’efficacité de compression, qui sont d’autant plus grandes que le compresseur est petit car les jeux ne peuvent pas être mis complètement à l’échelle.However, to reach this relative step value, the blades of the blades which must remain at a distance from each other not to come into contact, can cover only about 50% of the blade rope. A downstream portion of the blade of each blade is thus not covered by the plate and is found in "cantilever" vis-à-vis the plate. A radial clearance is required between the radially outer end or end of this "cantilevered" portion and the outer casing, to allow the blades to pivot without risk of blockage in the operating range of the compressor. We find the same difficulty between the foot or the radially inner end of the blade and the inner shell, where the presence of a game in the cantilever is necessary to ensure the free rotation of the blade. However, this results in compression efficiency losses, which are all the greater as the compressor is small because the games can not be fully scaled.
La présente invention propose une solution simple, efficace et économique à ce problème.The present invention provides a simple, effective and economical solution to this problem.
EXPOSE DE L’INVENTION L’invention propose un système d’aubes à calage variable pour une turbomachine, comportant une première rangée annulaire d’aubes à calage variable s’étendant sensiblement sur une première circonférence, caractérisé en ce qu’il comprend une seconde rangée annulaire d’aubes à calage variable s’étendant sensiblement sur une seconde circonférence différente de ladite première circonférence, ladite seconde rangée étant située directement en aval de ladite première rangée. L’invention propose ainsi, au sein d’un même étage ou d’une même grille, d’assurer la déviation de l’air au moyen de deux aubes en tandem plutôt qu’une seule aube. Dans la technique antérieure, un étage de compression comprend une rangée annulaire d’aubes à calage variable et une roue mobile de rotor. Les rangées annulaires d’aubes à calage variable de deux étages de compression consécutifs sont séparées l’une de l’autre par une roue mobile. La présente invention diffère de cet art antérieur notamment en ce que deux rangées annulaires d’aubes à calage variable sont adjacentes, sans qu’une roue mobile soit intercalée entre ces rangées. Autrement dit, selon l’invention, un étage de compression comprendrait deux (ou une paire de) rangées annulaires d’aubes à calage variable et une roue mobile qui serait disposée en amont ou en aval des rangées d’aubes à calage variable. Ainsi, le nombre de rangées d’aubes à calage variable de cet étage serait le double de celui de roue mobile.DESCRIPTION OF THE INVENTION The invention proposes a variable-pitch blade system for a turbomachine, comprising a first annular row of variable-pitch vanes extending substantially over a first circumference, characterized in that it comprises a second an annular row of variable pitch vanes extending substantially over a second circumference different from said first circumference, said second row being located directly downstream of said first row. The invention thus proposes, within the same stage or the same grid, to ensure the deflection of the air by means of two blades in tandem rather than a single blade. In the prior art, a compression stage comprises an annular array of variable pitch vanes and a movable rotor wheel. The annular rows of variable-pitch vanes of two consecutive compression stages are separated from each other by a moving wheel. The present invention differs from this prior art in particular in that two annular rows of blades variable pitch are adjacent, without a movable wheel is interposed between these rows. In other words, according to the invention, a compression stage would comprise two (or a pair of) annular rows of variable pitch vanes and a movable wheel which would be arranged upstream or downstream of rows of variable pitch vanes. Thus, the number of rows of variable-pitch vanes of this stage would be twice that of moving wheel.
Cette invention permet de résoudre le problème technique précité. En effet, du fait de l’utilisation de deux rangées d’aubes distinctes, les jeux radiaux précités peuvent être diminués voire supprimés en réduisant de manière significative voire en supprimant les parties précitées en porte-à-faux des aubes.This invention solves the above technical problem. Indeed, because of the use of two separate rows of blades, the aforementioned radial clearances can be reduced or even eliminated by significantly reducing or even removing the above parts cantilever blades.
La présente invention peut comprendre une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément les unes des autres ou en combinaison les unes avec les autres : - chaque aube de chaque rangée comporte à au moins une de ses extrémités radialement externe et interne une platine à contour sensiblement circulaire, - chaque aube de chaque rangée comporte une pale comportant un bord d’attaque et un bord de fuite, - la pale de chaque aube comprend au moins une partie, parmi une partie amont comportant ledit bord d’attaque et une partie aval comportant ledit bord de fuite, qui est en porte-à-faux vis-à-vis de la platine de l’aube- - le système est configuré de sorte que les aubes des rangées puissent être calées de façon à ce que chaque aube de la seconde rangée s’étende dans le prolongement d’une aube de la première rangée et que le bord d’attaque de cette aube de la seconde rangée soit séparé par un jeu relativement faible du bord de fuite de l’aube de la première rangée, - chaque aube de chaque rangée comporte à au moins une de ses extrémités radialement externe et interne un pivot définissant un axe de rotation de l’aube, - les aubes de la seconde rangée sont disposées sensiblement en quinconce par rapport aux aubes de la première rangée, et - la seconde rangée est sensiblement imbriquée dans la première rangée, - un pas entre les aubes de la première rangée est sensiblement égal au pas correspondant entre les aubes de la seconde rangée, - une corde des aubes de la première rangée est sensiblement égale à une corde correspondante des aubes de la seconde rangée, - une corde des aubes de la première rangée est sensiblement inférieure à un pas entre les aubes de la première rangée, - une corde des aubes de la seconde rangée est sensiblement inférieure à un pas entre les aubes de la seconde rangée.The present invention may comprise one or more of the following characteristics, taken separately from each other or in combination with each other: each vane of each row has at at least one of its radially outer and inner ends a substantially contoured plate circular, - each blade of each row comprises a blade having a leading edge and a trailing edge, the blade of each blade comprises at least one of an upstream portion comprising said leading edge and a downstream portion comprising said trailing edge, which is cantilever vis-à-vis the plate of the dawn- the system is configured so that the blades of the rows can be wedged so that each blade of the second row extends in the extension of a blade of the first row and the leading edge of the blade of the second row is separated by a relatively small clearance of the trailing edge of the blade of the first row, - each blade of each row has at at least one of its radially outer and inner ends a pivot defining an axis of rotation of the blade, - the blades of the second row are arranged substantially staggered relative to to the blades of the first row, and - the second row is substantially nested in the first row, - a pitch between the blades of the first row is substantially equal to the corresponding pitch between the blades of the second row, - a rope of the blades of the first row is substantially equal to a corresponding chord of the blades of the second row, - a chord of the blades of the first row is substantially less than one pitch between the blades of the first row, - a chord of the blades of the second row is substantially less than one step between the blades of the second row.
La présente invention concerne encore une turbomachine, caractérisée en ce qu’elle comprend au moins un système tel que décrit ci-dessus.The present invention also relates to a turbomachine, characterized in that it comprises at least one system as described above.
DESCRIPTION DES FIGURES L’invention sera mieux comprise et d’autres détails, caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante faite à titre d’exemple non limitatif et en référence aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une demi-vue schématique partielle en coupe axiale d’étages d’aubes à calage variable de turbomachine selon la technique antérieure ; - la figure 2 est une vue schématique partielle de dessus d’un système d’aubes à calage variable de turbomachine selon la technique antérieure ; et - la figure 3 est une vue schématique partielle de dessus d’un système d’aubes à calage variable de turbomachine selon l’invention.DESCRIPTION OF THE FIGURES The invention will be better understood and other details, characteristics and advantages of the invention will emerge more clearly on reading the following description given by way of nonlimiting example and with reference to the appended drawings in which: FIG. 1 is a partial schematic half-view in axial section of turbomachine variable valve blade stages according to the prior art; FIG. 2 is a partial schematic view from above of a turbomachine variable valve blade system according to the prior art; and FIG. 3 is a partial schematic view from above of a turbine engine variable-pitch blade system according to the invention.
DESCRIPTION DETAILLEEDETAILED DESCRIPTION
En figure 1, on a représenté schématiquement, en coupe axiale, une partie d’un compresseur haute-pression 10 d’une turbomachine, telle qu’un turbopropulseur d’aéronef, à plusieurs étages de compression, chaque étage comprenant une rangée annulaire d’aubes mobiles 12 portées par le rotor (non représenté) de la turbomachine et une rangée annulaire d’aubes fixes 14 formant redresseurs portées par un carter 16 du stator de la turbomachine. L’orientation angulaire des aubes 14 est réglable pour optimiser l’écoulement gazeux dans le compresseur 10, les aubes 14 étant couramment appelées aubes à calage variable.FIG. 1 diagrammatically shows, in axial section, a portion of a high-pressure compressor 10 of a turbomachine, such as an aircraft turboprop, having a plurality of compression stages, each stage comprising an annular row of moving blades 12 carried by the rotor (not shown) of the turbomachine and an annular row of fixed vanes 14 forming rectifiers carried by a casing 16 of the stator of the turbomachine. The angular orientation of the blades 14 is adjustable to optimize the gas flow in the compressor 10, the blades 14 being commonly called variable-pitch vanes.
Chaque aube 14 comprend une pale 18 et un pivot cylindrique 20 radialement externe, relié par une platine 22 s’étendant perpendiculairement à l’axe 24 de l’aube dans un logement 26 correspondant du carter 16. La platine 22 de chaque aube 14 a un contour sensiblement circulaire et forme donc sensiblement un disque. La surface radialement interne 28 de la platine 22 est alignée avec la paroi interne 30 du carter pour ne pas s’opposer à l’écoulement gazeux.Each blade 14 comprises a blade 18 and a radially outer cylindrical pivot 20, connected by a plate 22 extending perpendicularly to the axis 24 of the blade in a housing 26 corresponding to the housing 16. The plate 22 of each blade 14 has a substantially circular contour and thus substantially forms a disk. The radially inner surface 28 of the plate 22 is aligned with the inner wall 30 of the housing so as not to oppose the gas flow.
Le pivot cylindrique 20 de chaque aube 14 s’étend à l’intérieur d’une cheminée cylindrique radiale 32 du carter 16 et son extrémité radialement externe est reliée par une biellette 34 à un anneau de commande 36 qui entoure le carter 16 et qui est associé à des moyens d’actionnement (non représentés) permettant de le faire tourner dans un sens ou dans l’autre autour de l’axe longitudinal du carter 16 pour entraîner les aubes 14 d’une rangée annulaire en rotation autour de leurs axes 24.The cylindrical pivot 20 of each vane 14 extends inside a radial cylindrical chimney 32 of the casing 16 and its radially outer end is connected by a connecting rod 34 to a control ring 36 which surrounds the casing 16 and which is associated with actuating means (not shown) for rotating it in one direction or the other around the longitudinal axis of the housing 16 to drive the vanes 14 of an annular row in rotation about their axes 24 .
Les aubes 14 sont déplaçables en rotation autour de leurs axes 24 entre une position de fermeture ou de quasi-fermeture et une position d’ouverture ou de pleine ouverture.The vanes 14 are movable in rotation about their axes 24 between a closed or quasi-closed position and an open or fully open position.
Dans la position de fermeture, les pales 18 des aubes sont inclinées par rapport à l’axe longitudinal de la turbomachine et définissent entre elles une section minimale de passage d’air dans la veine. Les aubes 14 sont amenées dans cette position lorsque la turbomachine est à bas régime ou au ralenti, le débit d’air s’écoulant dans le compresseur ayant alors une valeur minimale.In the closed position, the blades 18 of the blades are inclined relative to the longitudinal axis of the turbomachine and define between them a minimum section of air passage in the vein. The blades 14 are brought into this position when the turbomachine is at low speed or at idle, the flow of air flowing in the compressor then having a minimum value.
Dans la position d’ouverture, les pales 18 des aubes s’étendent sensiblement parallèlement à l’axe de la turbomachine de façon à ce que l’angle de sortie des aubes corresponde à un fonctionnement optimum du compresseur pour un débit proche du débit maximum. Les aubes 14 sont amenées dans cette position lorsque la turbomachine est au régime plein gaz, le débit d’air s’écoulant dans le compresseur ayant alors une valeur proche de la valeur maximale.In the open position, the blades 18 of the vanes extend substantially parallel to the axis of the turbomachine so that the outlet angle of the vanes corresponds to optimum operation of the compressor for a flow rate close to the maximum flow rate . The blades 14 are brought into this position when the turbomachine is at full throttle, the flow of air flowing in the compressor then having a value close to the maximum value.
Dans la technique antérieure, le système à calage variable de chaque étage comprend une seule rangée annulaire d’aubes 14, comme cela est visible en figure 1.In the prior art, the variable-pitch system of each stage comprises a single annular row of blades 14, as can be seen in FIG.
Comme expliqué dans ce qui précède et représenté en figure 2, on cherche à diminuer le pas relatif (donné par la formule S/C, C étant la corde des aubes 14 et S étant le pas inter-aubes) entre les aubes 14 jusqu’à une valeur de 0,5 environ de façon à guider suffisamment l’écoulement d’air. Cependant, pour atteindre cette valeur, les platines 22 des aubes 14 ne couvrent que 50% environ de la corde des aubes 14. Une partie aval 38 du profil 18 de chaque aube 14 n’est ainsi pas couverte par la platine 22 et se retrouve en « porte-à-faux >> vis-à-vis de la platine 22. Un jeu radial R (figure 1) est nécessaire entre le sommet ou l’extrémité radialement externe de cette partie 38 en porte-à-faux et le carter externe 16, pour permettre aux aubes 14 de pivoter sans risquer de blocage dans le domaine de fonctionnement du compresseur. Toutefois, cela se traduit par des pertes d’efficacité de compression, qui sont d’autant plus grandes que le compresseur est petit car les jeux ne peuvent pas être mis complètement à l’échelle. L’invention permet de remédier à ce problème en ajoutant une autre rangée annulaire d’aubes à calage variable au sein du système précité, c'est-à-dire au sein d’un étage de compression de la technique antérieure.As explained in the foregoing and shown in Figure 2, it is sought to reduce the relative pitch (given by the formula S / C, C being the rope of the blades 14 and S being the inter-blade pitch) between the blades 14 until to a value of about 0.5 so as to sufficiently guide the flow of air. However, to reach this value, the plates 22 of the blades 14 cover only about 50% of the blade string 14. A downstream portion 38 of the profile 18 of each blade 14 is not covered by the plate 22 and is found in "cantilever" vis-à-vis the plate 22. A radial clearance R (Figure 1) is required between the top or the radially outer end of this portion 38 cantilever and the outer casing 16, to allow the blades 14 to rotate without risk of blockage in the operating range of the compressor. However, this results in compression efficiency losses, which are all the greater as the compressor is small because the games can not be fully scaled. The invention overcomes this problem by adding another annular row of variable valve blades within the aforementioned system, that is to say within a compression stage of the prior art.
La figure 3 représente un mode de réalisation de l’invention dans lesquels les éléments décrits dans ce qui précède sont référencés par les mêmes chiffres.FIG. 3 represents an embodiment of the invention in which the elements described in the foregoing are referenced by the same figures.
On constate que la première rangée d’aubes 14 à calage variable, à gauche sur le dessin, s’étend sensiblement sur une première circonférence U1 qui passe sensiblement par les pivots 20 de ces aubes 14. La seconde rangée d’aubes 14 à calage variable, à droite sur le dessin, s’étend sensiblement sur une seconde circonférence U2 qui passe sensiblement par les pivots 20 de ces aubes 14. Les circonférences U1, U2 sont coaxiales et à distance axiale l’une de l’autre. Autrement dit, bien que les rangées d’aubes 14 puissent être imbriquées l’une dans l’autre, en direction axiale, ces rangées ne sont pas confondues. Les rangées d’aubes 14 sont donc adjacentes, la seconde rangée étant ici située directement en aval de la première rangée.It is noted that the first row of blades 14 variable pitch, left in the drawing, extends substantially on a first circumference U1 which passes substantially through the pivots 20 of the blades 14. The second row of blades 14 wedging variable, right in the drawing, extends substantially on a second circumference U2 which passes substantially through the pivots 20 of the blades 14. The circumferences U1, U2 are coaxial and at an axial distance from one another. In other words, although the rows of blades 14 can be nested one in the other, in the axial direction, these rows are not confused. The rows of blades 14 are therefore adjacent, the second row being here located directly downstream of the first row.
Les platines 22 des aubes sont similaires à celles de la technique antérieure. Par contre, chaque aube 14 de la technique antérieure est ici remplacée par deux aubes 14 successives qui peuvent ainsi avoir une corde C2, C3 individuelle plus faible que celle C de la technique antérieure. Les cordes C2, C3 des aubes 14 de la figure 2 sont sensiblement égales et plus faibles que la corde C de la figure 1. Chaque corde est mesurée entre le bord d’attaque et le bord de fuite des pales des aubes d’une rangée. On note C1, la corde du système complet de la figure 2, à savoir la corde des deux rangées d’aubes 14, mesurée entre le bord d’attaque d’une aube de la première rangée et le bord de fuite de l’aube de la seconde rangée, qui est disposée directement en aval de l’aube de la première rangée par rapport à l’écoulement d’air. La corde C1 intègre donc le jeu entre le bord de fuite de l’aube du premier étage et le bord d’attaque de l’aube du second étage. La corde C1 est sensiblement égale à la corde C.The plates 22 of the blades are similar to those of the prior art. On the other hand, each blade 14 of the prior art is here replaced by two successive blades 14 which can thus have an individual rope C2, C3 weaker than that C of the prior art. The strings C2, C3 of the vanes 14 of FIG. 2 are substantially equal to and lower than the chord C of FIG. 1. Each chord is measured between the leading edge and the trailing edge of the blades of the blades of a row. . We denote C1, the chord of the complete system of FIG. 2, namely the chord of the two rows of blades 14, measured between the leading edge of a blade of the first row and the trailing edge of the dawn of the second row, which is arranged directly downstream of the blade of the first row with respect to the air flow. The rope C1 therefore integrates the clearance between the trailing edge of the first-stage dawn and the leading edge of the second-stage dawn. The rope C1 is substantially equal to the rope C.
On note en outre S1 et S2 les pas inter-aubes au sein des première et seconde rangées, respectivement. Ces pas S1, S2 sont sensiblement égaux entre eux et au pas S. De plus, pour chaque rangée, la corde C2, C3 des aubes est inférieure au pas S1, S2 entre les aubes de la rangée.S1 and S2 are further noted the inter-blade pitch within the first and second rows, respectively. These steps S1, S2 are substantially equal to each other and to the pitch S. Moreover, for each row, the rope C2, C3 of the blades is smaller than the pitch S1, S2 between the blades of the row.
Comme on le voit en figure 3, la pale 18 de chaque aube 14 de chaque rangée peut comprendre une partie amont comportant le bord d’attaque et/ou une partie aval comportant le bord de fuite, qui est en porte-à-faux vis-à-vis de la platine 22 de l’aube. Cependant, par rapport à la technique antérieure, on note que la platine couvre plus de 80%, voire 90%, de la corde C1, C2 des aubes 14.As can be seen in FIG. 3, the blade 18 of each blade 14 of each row can comprise an upstream part comprising the leading edge and / or a downstream part comprising the trailing edge, which is cantilevered to platinum 22 of dawn. However, compared with the prior art, it is noted that the platinum covers more than 80% or even 90% of the rope C1, C2 of the blades 14.
Comme expliqué dans ce qui précède, chaque aube 14 de chaque rangée est mobile en rotation autour de l’axe défini par son pivot 20. Comme on le voit en figure 3, le système selon l’invention est configuré de sorte que les aubes 14 des rangées puissent être calées de façon à ce que chaque aube de la seconde rangée s’étende dans le prolongement d’une aube de la première rangée et que le bord d’attaque de cette aube de la seconde rangée soit séparé par un jeu relativement faible du bord de fuite de l’aube de la première rangée (ce jeu étant celui précité intégré dans le calcul de la corde C1). On comprend mieux dans cette position pourquoi les rangées d’aubes peuvent être assimilées à une unique rangée d’aubes à calage variable en tandem.As explained above, each blade 14 of each row is rotatable about the axis defined by its pivot 20. As seen in Figure 3, the system according to the invention is configured so that the blades 14 rows may be wedged so that each blade of the second row extends in line with a blade of the first row and the leading edge of the blade of the second row is separated by a relatively weak of the trailing edge of the dawn of the first row (this game being the aforementioned one integrated in the calculation of the rope C1). It is better understood in this position why the rows of blades can be likened to a single row of tandem variable pitch blades.
Dans l’exemple représenté, les aubes 14 de la seconde rangée sont disposées sensiblement en quinconce par rapport aux aubes 14 de la première rangée. Par ailleurs, comme indiqué dans ce qui précède, la seconde rangée est sensiblement imbriquée dans la première rangée.In the example shown, the blades 14 of the second row are arranged substantially staggered with respect to the blades 14 of the first row. On the other hand, as indicated above, the second row is substantially nested in the first row.
Les aubes 14 des deux rangées peuvent être orientées au moyen d’un unique anneau de commande 36 similaire à ceux utilisés dans la technique antérieure. L’extrémité radialement externe du pivot 20 de chaque aube 14 de chaque rangée est alors reliée par une biellette à un anneau de commande 36, qui entoure le carter 16 et qui est associé à des moyens d’actionnement (non représentés) permettant de le faire tourner dans un sens ou dans l’autre. L’anneau de commande 36 est schématiquement représenté par des traits pointillés. Trois positions différentes de l’anneau 36 sont ici représentées. L’anneau 36 peut en effet s’étendre en amont des rangées, entre les rangées, ou en aval des rangées. Lorsque l’anneau 36 est en amont ou en aval, une rotation de l’anneau 36 va entraîner une rotation des aubes 14 autour de leurs axes dans un même sens. Au contraire, lorsque l’anneau 36 est entre les rangées, une rotation de l’anneau 36 va entraîner une rotation des aubes de la première rangée dans le sens contraire du sens de rotation des aubes de la seconde rangée.The blades 14 of the two rows can be oriented by means of a single control ring 36 similar to those used in the prior art. The radially outer end of the pivot 20 of each blade 14 of each row is then connected by a rod to a control ring 36, which surrounds the housing 16 and which is associated with actuating means (not shown) allowing the rotate in one direction or the other. The control ring 36 is schematically represented by dashed lines. Three different positions of the ring 36 are shown here. The ring 36 can indeed extend upstream of the rows, between the rows, or downstream of the rows. When the ring 36 is upstream or downstream, a rotation of the ring 36 will cause the blades 14 to rotate about their axes in the same direction. On the contrary, when the ring 36 is between the rows, a rotation of the ring 36 will cause a rotation of the blades of the first row in the opposite direction of the direction of rotation of the blades of the second row.
Comme expliqué dans ce qui précède, l’invention permet d’améliorer l’étanchéité des aubes à calage variable. Elle permet aussi de réduire les contraintes entre la pale et la platine car chaque platine maintient une pale beaucoup plus légère et subissant beaucoup moins d’efforts aérodynamiques que dans la configuration à une seule rangée d’aubes. Elle permet donc de réduire les rayons de raccordement et les épaisseurs des profils en pied et en tête des aubes ce qui a pour conséquence d’en améliorer les performances aérodynamiques. De plus, à régime partiel, la loi de fermeture des aubes peut être différente pour la première rangée et la seconde rangée. Si on ferme moins la seconde rangée que la première rangée, on peut diminuer fortement les pertes de blocage tout en conservant le même angle de sortie et donc améliorer le rendement à régime partiel et la marge au pompage. Ce rendement est augmenté d’autant plus que les aubes en tandem ont de meilleures performances en termes de tenue à l’incidence. Or, les aubes subissent de très fortes incidences à régime partiel. Le bilan est donc très positif du point de vue aérodynamique.As explained in the foregoing, the invention makes it possible to improve the sealing of the blades with variable pitch. It also reduces the stresses between the blade and the plate because each plate maintains a blade much lighter and undergoing much less aerodynamic efforts than in the single-row configuration of blades. It therefore reduces the connection radius and thickness of the profiles in the foot and at the top of the blades which has the effect of improving aerodynamic performance. In addition, partial regime, the closing law of the blades can be different for the first row and the second row. If we close less the second row than the first row, we can greatly reduce the blockage losses while maintaining the same exit angle and thus improve the partial regime yield and pumping margin. This performance is increased especially as the blades in tandem have better performance in terms of resistance to incidence. However, the blades undergo very strong partial-regime effects. The result is very positive from an aerodynamic point of view.
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