FR3151291A1 - UNCOVERED AERONAUTICAL PROPELLER FOR AIRCRAFT - Google Patents
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- B64C11/00—Propellers, e.g. of ducted type; Features common to propellers and rotors for rotorcraft
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Abstract
Le propulseur comporte : - un carter externe (102) ; - un moyeu ; - une hélice propulsive ; et - un redresseur fixe monté sur le carter externe en aval de l’hélice propulsive le long d’un axe principal (X), le redresseur fixe s’étendant autour de l’axe principal (X) et comportant au moins une pale statorique (114) à calage variable autour d’un axe de calage (Y’), chaque pale statorique (114) à calage variable présentant un angle de calage défini comme l’angle entre, d’une part, n’importe quel plan perpendiculaire à l’axe principal (X) et, d’autre part, une ligne de corde reliant un bord d’attaque (BA’) de la pale statorique (114) à un bord de fuite (BF’) de la pale statorique (114), cette ligne de corde étant prise à 75% d’un rayon externe (Re’) de la pale statorique (114) par rapport à l’axe principal (X). Le bord d’attaque (BA’) d’au moins une pale statorique (114) à calage variable présente une tête (BA’_T) située en aval de l’axe de calage (Y’) à la hauteur de la tête (BA’_T), pour au moins une valeur de l’angle de calage comprise dans l’intervalle [70° ; 90°]. Figure pour l’abrégé : Fig. 6 The thruster comprises: - an outer casing (102); - a hub; - a propulsive propeller; and - a fixed rectifier mounted on the outer casing downstream of the propeller along a main axis (X), the fixed rectifier extending around the main axis (X) and comprising at least one stator blade (114) with variable pitch around a pitch axis (Y'), each stator blade (114) with variable pitch having a pitch angle defined as the angle between, on the one hand, any plane perpendicular to the main axis (X) and, on the other hand, a chord line connecting a leading edge (BA') of the stator blade (114) to a trailing edge (BF') of the stator blade (114), this chord line being taken at 75% of an external radius (Re') of the stator blade (114) relative to the main axis (X). The leading edge (BA') of at least one variable-pitch stator blade (114) has a head (BA'_T) located downstream of the pitch axis (Y') at the height of the head (BA'_T), for at least one value of the pitch angle included in the interval [70°; 90°]. Abstract figure: Fig. 6
Description
La présente invention concerne un propulseur aéronautique non-caréné pour un aéronef, par exemple tel qu’une turbomachine ou un turboréacteur ou un turbomoteur, ainsi qu’un aéronef comportant un tel propulseur aéronautique.The present invention relates to an unducted aeronautical propeller for an aircraft, for example such as a turbomachine or a turbojet or a turbomotor, as well as an aircraft comprising such an aeronautical propeller.
On connait de l’état de la technique un propulseur aéronautique non-caréné pour un aéronef, comportant :
- un carter externe ;
- un moyeu monté pivotant par rapport au carter externe autour d’un axe principal s’étendant selon une direction amont-aval de l’aéronef ;
- une hélice propulsive montée sur le moyeu afin d’être pivotante par rapport au carter externe ; et
- un redresseur fixe monté sur le carter externe en aval de l’hélice propulsive le long de l’axe principal, le redresseur fixe s’étendant autour de l’axe principal et comportant au moins une pale statorique à calage variable autour d’un axe de calage, chaque pale statorique à calage variable présentant un angle de calage défini comme l’angle entre, d’une part, n’importe quel plan perpendiculaire à l’axe principal et, d’autre part, une ligne de corde reliant un bord d’attaque de la pale statorique à un bord de fuite de la pale statorique.
- an external casing;
- a hub pivotally mounted relative to the external casing about a main axis extending in an upstream-downstream direction of the aircraft;
- a propeller mounted on the hub so as to be pivotable relative to the outer casing; and
- a fixed rectifier mounted on the outer casing downstream of the propeller along the main axis, the fixed rectifier extending around the main axis and comprising at least one variable-pitch stator blade about a pitch axis, each variable-pitch stator blade having a pitch angle defined as the angle between, on the one hand, any plane perpendicular to the main axis and, on the other hand, a chord line connecting a leading edge of the stator blade to a trailing edge of the stator blade.
Généralement, l’hélice présente des pales rotoriques à calage variable. Les systèmes de calage variable sont connus en anglais sous les noms de « Fan Pitch Actuation System » (FPAS) et/ou de « Pitch Change Mechanism » (PCM). Pour atteindre une poussée cible, plusieurs combinaisons de vitesses de rotation de l’hélice et de calages des pales rotoriques et statoriques sont possibles.Typically, the propeller has variable pitch rotor blades. Variable pitch systems are known in English as “Fan Pitch Actuation System” (FPAS) and/or “Pitch Change Mechanism” (PCM). To achieve a target thrust, several combinations of propeller rotation speeds and rotor and stator blade pitches are possible.
L’un des défis d’un tel propulseur aéronautique est la certification des niveaux sonores lors des opérations de décollage et d’atterrissage. Les niveaux sonores émis par les avions sont soumis à des réglementations internationales de plus en plus strictes afin de limiter l’empreinte acoustique aux alentours des aéroports. Actuellement, la réglementation en vigueur est mentionnée au Chapitre 14 de l’Annexe 16, Volume 1 de la OACI (Organisation de l’Aviation Civile Internationale), qui donne les niveaux sonores maximaux en EPNL (« Effective Perceived Noise Level ») en fonction de la phase de vol et du poids de l’avion.One of the challenges of such an aeronautical propeller is the certification of noise levels during take-off and landing operations. The noise levels emitted by aircraft are subject to increasingly strict international regulations in order to limit the acoustic footprint around airports. Currently, the regulations in force are mentioned in Chapter 14 of Annex 16, Volume 1 of the ICAO (International Civil Aviation Organization), which gives the maximum noise levels in EPNL (“Effective Perceived Noise Level”) depending on the flight phase and the weight of the aircraft.
Les principales sources de bruit sur les propulseurs aéronautiques non-carénés sont les suivantes.The main sources of noise on unducted aeronautical propellers are as follows.
Une première source de bruit est le bruit d’interaction du tourbillon généré en bout des pales rotorique et du sillage de l’hélice à l’amont qui interagit avec le bord d’attaque du redresseur en aval. Cette source de bruit contribue à l’augmentation du bruit à large bande, car le taux de turbulence sur le sillage est souvent très élevé en extrémité de pale rotorique, et à l’augmentation du bruit tonal, lié au caractère périodique de ce tourbillon lors des rotations des pales rotoriques.A first source of noise is the interaction noise of the vortex generated at the tip of the rotor blades and the propeller wake upstream which interacts with the leading edge of the rectifier downstream. This source of noise contributes to the increase in broadband noise, because the turbulence rate on the wake is often very high at the tip of the rotor blade, and to the increase in tonal noise, linked to the periodic nature of this vortex during the rotations of the rotor blades.
Une deuxième source de bruit est le bruit propre des pales rotoriques et statoriques. Ce bruit propre est lié à la charge stationnaire des pales rotoriques (source de bruit tonal) et au développement de la couche limite sur les pales rotoriques et statoriques. Ainsi, une source de bruit à large bande est générée lors du passage de la couche limite turbulente au niveau du bord de fuite des pales rotoriques et statoriques. L’augmentation de la corde des pales rotoriques et/ou statoriques sur les propulseurs aéronautiques non-carénés augmente la surface sur laquelle se développe la couche limite et par conséquence le bruit à large bande.A second source of noise is the self-noise of the rotor and stator blades. This self-noise is related to the stationary load of the rotor blades (source of tonal noise) and to the development of the boundary layer on the rotor and stator blades. Thus, a broadband noise source is generated when the turbulent boundary layer passes at the trailing edge of the rotor and stator blades. The increase in the chord of the rotor and/or stator blades on unducted aeronautical propellers increases the surface on which the boundary layer develops and consequently the broadband noise.
L’invention a pour but d’améliorer les performances acoustiques du redresseur en aval de l’hélice sans dégradation des performances aérodynamiques et en respectant certaines contraintes mécaniques.The invention aims to improve the acoustic performance of the rectifier downstream of the propeller without degrading aerodynamic performance and while respecting certain mechanical constraints.
Il est donc proposé un propulseur aéronautique non-caréné pour un aéronef, comportant :
- un carter externe ;
- un moyeu monté pivotant par rapport au carter externe autour d’un axe principal s’étendant selon une direction amont-aval de l’aéronef ;
- une hélice propulsive montée sur le moyeu afin d’être pivotante par rapport au carter externe ; et
- un redresseur fixe monté sur le carter externe en aval de l’hélice propulsive le long de l’axe principal, le redresseur fixe s’étendant autour de l’axe principal et comportant au moins une pale statorique à calage variable autour d’un axe de calage, chaque pale statorique à calage variable présentant un angle de calage défini comme l’angle entre, d’une part, n’importe quel plan perpendiculaire à l’axe principal et, d’autre part, une ligne de corde reliant un bord d’attaque de la pale statorique à un bord de fuite de la pale statorique ;
- an external casing;
- a hub pivotally mounted relative to the external casing about a main axis extending in an upstream-downstream direction of the aircraft;
- a propeller mounted on the hub so as to be pivotable relative to the outer casing; and
- a fixed rectifier mounted on the outer casing downstream of the propeller along the main axis, the fixed rectifier extending around the main axis and comprising at least one variable-pitch stator blade about a pitch axis, each variable-pitch stator blade having a pitch angle defined as the angle between, on the one hand, any plane perpendicular to the main axis and, on the other hand, a chord line connecting a leading edge of the stator blade to a trailing edge of the stator blade;
L’invention peut en outre comporter l’une ou plusieurs des caractéristiques optionnelles suivantes, selon toute combinaison techniquement possible.The invention may further comprise one or more of the following optional features, in any technically possible combination.
De façon optionnelle, au moins une pale statorique à calage variable présente un facteur d’activité compris entre 50 et 200, de préférence entre 90 et 150.Optionally, at least one variable pitch stator blade has an activity factor of between 50 and 200, preferably between 90 and 150.
De façon optionnelle également, l’hélice propulsive comporte au moins une pale rotorique à calage variable.Also optionally, the propeller includes at least one variable-pitch rotor blade.
De façon optionnelle également, le bord d’attaque d’au moins une pale statorique à calage variable présente un pied et un ventre, le ventre, le pied et l’axe de calage se succédant dans cet ordre le long de l’axe principal de l’amont vers l’aval, pour au moins une valeur de l’angle de calage comprise dans l’intervalle [70° ; 90°].Also optionally, the leading edge of at least one variable-pitch stator blade has a root and a belly, the belly, the root and the pitch axis succeeding one another in this order along the main axis from upstream to downstream, for at least one value of the pitch angle included in the interval [70°; 90°].
De façon optionnelle également, le bord d’attaque d’au moins une pale statorique à calage variable présente un ventre situé entre 20% et 70%, de préférence entre 25% et 55%, d’une hauteur d’aubage totale du bord d’attaque, pour au moins une valeur de l’angle de calage comprise dans l’intervalle [70° ; 90°].Also optionally, the leading edge of at least one variable-pitch stator blade has a belly located between 20% and 70%, preferably between 25% and 55%, of a total blade height of the leading edge, for at least one value of the pitch angle included in the interval [70°; 90°].
De façon optionnelle également, le bord d’attaque et le bord de fuite d’au moins une pale statorique à calage variable présentent chacun un ventre, le ventre au bord d’attaque étant à une hauteur et/ou un rayon depuis l’axe principal X inférieur à une hauteur et/ou un rayon depuis l’axe principal du ventre au bord de fuite.Also optionally, the leading edge and the trailing edge of at least one variable-pitch stator blade each have a belly, the belly at the leading edge being at a height and/or radius from the main axis X less than a height and/or radius from the main axis of the belly at the trailing edge.
De façon optionnelle également, la corde de la coupe la plus proche à la tête du bord d’attaque d’au moins une pale statorique à calage variable est plus petite que la corde de la coupe la plus proche au pied du bord d’attaque qui est elle-même plus petite que la corde de la coupe à un ventre du bord d’attaque.Optionally also, the chord of the cut closest to the tip of the leading edge of at least one variable pitch stator blade is smaller than the chord of the cut closest to the root of the leading edge which is itself smaller than the chord of the cut at an antinode of the leading edge.
De façon optionnelle également, la corde d’au moins une pale statorique à calage variable est de préférence strictement décroissante de 50% à 100%, de préférence de 40% à 100%, d’une hauteur d’aubage totale du bord d’attaque et/ou d’un bord de fuite.Also optionally, the chord of at least one variable-pitch stator blade is preferably strictly decreasing from 50% to 100%, preferably from 40% to 100%, of a total blade height of the leading edge and/or of a trailing edge.
De façon optionnelle également, pour au moins une pale statorique à calage variable, la corde à 95% d’une hauteur d’aubage totale du bord d’attaque, respectivement d’un bord de fuite, est inférieure ou égale à la moitié de la corde maximale.Also optionally, for at least one variable pitch stator blade, the chord at 95% of a total blade height of the leading edge, respectively of a trailing edge, is less than or equal to half of the maximum chord.
De façon optionnelle également, pour au moins une pale statorique à calage variable, la corde à 95 % d’une hauteur d’aubage totale du bord d’attaque, respectivement d’un bord de fuite, est inférieure ou égale à la moitié de la corde à 10% de la hauteur d’aubage totale du bord d’attaque, respectivement du bord de fuite.Optionally also, for at least one variable pitch stator blade, the chord at 95% of a total blade height of the leading edge, respectively of a trailing edge, is less than or equal to half of the chord at 10% of the total blade height of the leading edge, respectively of the trailing edge.
De façon optionnelle également, l’angle de flèche d’au moins une pale statorique à calage variable est supérieur à 20°, de préférence supérieur à 35°, au-dessus de 80% de la hauteur d’aubage amont, pour au moins une valeur de l’angle de calage comprise dans l’intervalle [70° ; 90°].Also optionally, the sweep angle of at least one variable-pitch stator blade is greater than 20°, preferably greater than 35°, above 80% of the upstream blade height, for at least one value of the pitch angle within the range [70°; 90°].
De façon optionnelle également, l’angle de flèche d’au moins une pale statorique à calage variable est supérieur à 45° au-dessus 90% de la hauteur d’aubage amont, et/ou supérieur à 50° au-dessus 95% de la hauteur d’aubage amont, pour au moins une valeur de l’angle de calage comprise dans l’intervalle [70° ; 90°].Also optionally, the sweep angle of at least one variable-pitch stator blade is greater than 45° above 90% of the upstream blade height, and/or greater than 50° above 95% of the upstream blade height, for at least one value of the pitch angle within the interval [70°; 90°].
De façon optionnelle également, pour au moins une pale statorique à calage variable, la distance axiale selon l’axe principal entre une tête du bord de fuite et un ventre du bord d’attaque est supérieure ou égale à un coefficient K multiplié par la corde maximale, avec K compris entre 1 et 2, de préférence entre 1, 2 et 1,6, pour au moins une valeur de l’angle de calage comprise entre 70° et 90°.Also optionally, for at least one variable-pitch stator blade, the axial distance along the main axis between a head of the trailing edge and a belly of the leading edge is greater than or equal to a coefficient K multiplied by the maximum chord, with K between 1 and 2, preferably between 1.2 and 1.6, for at least one value of the pitch angle between 70° and 90°.
De façon optionnelle également, pour au moins une pale statorique à calage variable, la distance axiale selon l’axe principal entre la tête du bord d’attaque et un ventre du bord d’attaque est inférieure ou égale à un coefficient B multiplié par la corde maximale, avec B compris entre 0,5 et 1,2, pour au moins une valeur de l’angle de calage comprise entre 70° et 90°.Also optionally, for at least one variable-pitch stator blade, the axial distance along the main axis between the head of the leading edge and a belly of the leading edge is less than or equal to a coefficient B multiplied by the maximum chord, with B between 0.5 and 1.2, for at least one value of the pitch angle between 70° and 90°.
De façon optionnelle également, pour au moins une pale statorique à calage variable, la distance axiale selon l’axe principale entre une tête et un pied du bord de fuite est inférieure ou égale à un coefficient E multiplié par la corde maximale, avec E compris entre 0,05 et 0,7, de préférence entre 0,25 et 0,6, pour au moins une valeur de l’angle de calage comprise entre 70° et 90°.Also optionally, for at least one variable-pitch stator blade, the axial distance along the main axis between a head and a foot of the trailing edge is less than or equal to a coefficient E multiplied by the maximum chord, with E between 0.05 and 0.7, preferably between 0.25 and 0.6, for at least one value of the pitch angle between 70° and 90°.
De façon optionnelle également, un bord de fuite d’au moins une pale rotorique et le bord d’attaque d’au moins une pale statorique sont séparés d’une distance le long de l’axe principal, cette distance étant prise à 95% d’une hauteur d’aubage totale du bord d’attaque, respectivement d’un bord de fuite de la pale statorique, supérieure à 0,35*Re, de préférence supérieur à 0,5*Re, avec Re un rayon externe de l’hélice propulsive, pour au moins une valeur de l’angle de calage de la pale rotorique comprise entre 50° et 80° et au moins une valeur de l’angle de calage de la pale statorique comprise entre 70° et 90°.Optionally also, a trailing edge of at least one rotor blade and the leading edge of at least one stator blade are separated by a distance along the main axis, this distance being taken at 95% of a total blade height of the leading edge, respectively of a trailing edge of the stator blade, greater than 0.35*Re, preferably greater than 0.5*Re, with Re an external radius of the propulsive propeller, for at least one value of the pitch angle of the rotor blade between 50° and 80° and at least one value of the pitch angle of the stator blade between 70° and 90°.
De façon optionnelle également, au moins deux pales statoriques présentent au moins un élément géométrique différents parmi le rayon externe de la pale statorique, la corde maximale, le facteur d’activité, l’angle de flèche à 90% de hauteur d’aubage amont, l’angle de calage et un espacement angulaire autour de l’axe principal.Optionally also, at least two stator blades have at least one different geometric element among the external radius of the stator blade, the maximum chord, the activity factor, the sweep angle at 90% of the upstream blade height, the pitch angle and an angular spacing around the main axis.
Il est également proposé un aéronef comportant un propulseur aéronautique selon l’invention.An aircraft comprising an aeronautical propeller according to the invention is also proposed.
L’invention sera mieux comprise à l’aide de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d’exemple et faite en se référant aux dessins annexés dans lesquels :
- la
- la
- la
- la
- la
- la
- la
- la
- la
- la
- la
- la
- la
- la
- there
- there
- there
- there
- there
- there
- there
- there
- there
- there
- there
- there
- there
- there
Dans la description qui suit, lorsqu’une caractéristique s’applique à au moins un élément, elle peut également s’appliquer à tous ces éléments. De manière similaire, lorsqu’une caractéristique s’applique pour au moins une valeur comprise dans un intervalle, elle peut également s’appliquer pour toutes les valeurs de cet intervalle.In the following description, when a characteristic applies to at least one element, it may also apply to all of these elements. Similarly, when a characteristic applies for at least one value in an interval, it may also apply for all values in that interval.
En référence à la
Le propulseur aéronautique 100 est non-caréné (de l’anglais « Unducted Single Fan », également désigné par l’acronyme USF) et est conçu pour participer à la propulsion d’un aéronef.The 100 aeronautical propeller is unducted (from the English “Unducted Single Fan”, also designated by the acronym USF) and is designed to participate in the propulsion of an aircraft.
Le propulseur aéronautique 100 comporte tout d’abord un carter externe 102 et un moyeu 104 monté pivotant par rapport au carter externe 102 autour d’un axe principal X.The aeronautical propeller 100 firstly comprises an external casing 102 and a hub 104 pivotally mounted relative to the external casing 102 around a main axis X.
Par la suite, les termes « amont » et « aval » serviront à préciser la position relative des éléments du propulseur aéronautique 100 le long de l’axe principal X dans un sens d’écoulement d’un flux d’air PHI lorsque l’aéronef est propulsé par le propulseur aéronautique 100. Par exemple, l’aéronef peut être propulsé par le propulseur aéronautique 100 en régime de croisière à un nombre de Mach de vol supérieur à 0,7.Subsequently, the terms “upstream” and “downstream” will be used to specify the relative position of the elements of the aeronautical propeller 100 along the main axis X in a flow direction of an air flow PHI when the aircraft is propelled by the aeronautical propeller 100. For example, the aircraft can be propelled by the aeronautical propeller 100 in cruise mode at a flight Mach number greater than 0.7.
Le moyeu 104 est ainsi par exemple situé en amont du carter externe 102.The hub 104 is thus, for example, located upstream of the external casing 102.
Le propulseur aéronautique 100 comporte en outre une hélice propulsive 106 non-carénée et montée sur le moyeu 104 afin d’être pivotante par rapport au carter externe 102 autour de l’axe principal X. L’hélice 106 est conçue pour entraîner le flux d’air PHI vers l’aval pour propulser l’aéronef en vol. L’hélice 106 comporte pour cela des pales rotoriques 108 (par exemple entre 3 et 25, de préférence entre 10 et 16) organisées par exemple en une unique rangée annulaire autour de l’axe principal X. Les pales rotoriques 108 peuvent être par exemple toutes identiques et espacées angulairement de manière régulière autour de l’axe principal X.The aeronautical thruster 100 further comprises an unducted propulsive propeller 106 mounted on the hub 104 so as to be pivotable relative to the external casing 102 around the main axis X. The propeller 106 is designed to drive the air flow PHI downstream to propel the aircraft in flight. For this purpose, the propeller 106 comprises rotor blades 108 (for example between 3 and 25, preferably between 10 and 16) organized for example in a single annular row around the main axis X. The rotor blades 108 may for example all be identical and spaced angularly in a regular manner around the main axis X.
Au moins une pale rotorique 108 est par exemple à calage variable, autour d’un axe de calage Y respectif. L’axe de calage Y peut passer par l’axe principal X ou bien être légèrement décalé de l’axe principal X, par exemple d’un décalage d’au plus 10 cm, par exemple encore d’au plus 5 cm, par exemple encore d’au plus 2 cm, par exemple encore d’au plus 1 cm. L’axe de calage Y peut être perpendiculaire à l’axe principal X ou bien faire un angle légèrement différent, à cause de tolérances de fabrication ou bien de manière volontaire. L’axe de calage Y peut ainsi être par exemple perpendiculaire à 5° près, par exemple encore à 2° près, par exemple encore à 1° près, par exemple encore à 0,1° près. Dans tous les cas, l’axe de calage Y fait un angle non nul avec l’axe principal X et présente ainsi une composante radiale non nulle. Comme illustré sur les figures, l’axe Y peut ainsi être radial, c’est-à-dire qu’il fait un angle de 90° avec l’axe principal X. Le calage de chaque pale rotorique 108 à calage variable est défini par un angle de calage C qui sera détaillé plus loin. Dans un mode de réalisation privilégié, toutes les pales rotoriques 108 sont à calage variable.At least one rotor blade 108 is for example variable pitch, around a respective pitch axis Y. The pitch axis Y can pass through the main axis X or be slightly offset from the main axis X, for example by an offset of at most 10 cm, for example still at most 5 cm, for example still at most 2 cm, for example still at most 1 cm. The pitch axis Y can be perpendicular to the main axis X or make a slightly different angle, due to manufacturing tolerances or intentionally. The pitch axis Y can thus be for example perpendicular to within 5°, for example still to within 2°, for example still to within 1°, for example still to within 0.1°. In all cases, the pitch axis Y makes a non-zero angle with the main axis X and thus has a non-zero radial component. As illustrated in the figures, the Y axis can thus be radial, that is to say that it makes an angle of 90° with the main axis X. The pitch of each variable-pitch rotor blade 108 is defined by a pitch angle C which will be detailed later. In a preferred embodiment, all the rotor blades 108 are variable-pitch.
Le propulseur aéronautique 100 comporte en outre un moteur 110 d’entraînement du moyeu 104, et donc de l’hélice 106 via le moyeu 104. Le moteur 110 s’étend par exemple dans le carter externe 102. Le moteur 110 est par exemple situé à l’aval de l’hélice 106. Un tel agencement est connu sous la désignation de « tracteur » (de l’anglais « puller »). Le moteur 110 est par exemple un générateur de gaz comprenant classiquement, de l’amont à l’aval, au moins un compresseur, au moins une chambre de combustion et au moins une turbine de puissance destinée à entraîner l’hélice 106.The aeronautical thruster 100 further comprises a motor 110 for driving the hub 104, and therefore the propeller 106 via the hub 104. The motor 110 extends for example in the external casing 102. The motor 110 is for example located downstream of the propeller 106. Such an arrangement is known as a “tractor” (from the English “puller”). The motor 110 is for example a gas generator conventionally comprising, from upstream to downstream, at least one compressor, at least one combustion chamber and at least one power turbine intended to drive the propeller 106.
Le propulseur aéronautique 100 comporte en outre un redresseur fixe 112 non-caréné et monté sur le carter externe 102 à l’aval de l’hélice 106. Le redresseur 112 forme un stator situé au carter externe 102 s’étendant autour de l’axe principal X, mais ne pouvant pas tourner autour de ce dernier. Le redresseur 112 comporte des pales statoriques 114 organisées par exemple en une unique rangée annulaire autour de l’axe principal X. Par exemple, entre 3 et 25 pales statoriques, de préférence entre 8 et 14 pales statoriques 114, sont prévues. De préférence, le nombre de pales statoriques 114 est différent du nombre de pales rotoriques 108, afin de réduire le bruit du propulseur aéronautique 100. En particulier, le nombre de pales rotoriques 108 est supérieure au nombre de pales statoriques 114. En effet, dans le cas où le nombre de pales rotoriques 108 et le nombre de pales statoriques 114 seraient égaux, les pales rotoriques 108 seraient suivies de sillages qui interagiraient simultanément avec les pales statoriques 114, ce qui augmenterait les niveaux sonores. Les pales statoriques 114 peuvent être par exemple toutes identiques ou bien différentes et espacées angulairement de manière régulière ou bien de manière hétérogène autour de l’axe principal X, de sorte qu’au moins deux pales statoriques 114 présentent un espacement angulaire différent autour de l’axe principal X. En particulier, dans le cas d’un propulseur aéronautique installé dans l’aéronef, les pales statoriques 114 :
- peuvent avoir un rayon externe inférieur à celui des pales rotoriques 108 pour réduire le bruit d’interaction du tourbillon de bout des pales rotoriques 108 avec les pales statoriques 114; ce rayon externe des pales statoriques 114 peut être différent pour chaque pale statorique 114 afin de limiter l’interaction lors des phases de vol en incidence, tel que l’atterrissage et le décollage ;
- peuvent avoir des caractéristiques géométriques différentes (angles de calage, épaisseurs, corde, …) pour optimiser leur fonctionnement en fonction des propriétés locales de l’écoulement ; et
- peuvent avoir des espacements angulaires hétérogènes autour de l’axe principal X, notamment à proximité du mât ou pylône ; cela permet d’optimiser le fonctionnement des pales statoriques 114 en fonction de son installation dans l’aéronef.
- may have an external radius smaller than that of the rotor blades 108 to reduce the interaction noise of the tip vortex of the rotor blades 108 with the stator blades 114; this external radius of the stator blades 114 may be different for each stator blade 114 in order to limit the interaction during the phases of flight at incidence, such as landing and takeoff;
- may have different geometric characteristics (wedge angles, thicknesses, chord, etc.) to optimize their operation according to the local properties of the flow; and
- may have heterogeneous angular spacings around the main axis X, in particular near the mast or pylon; this makes it possible to optimize the operation of the stator blades 114 depending on its installation in the aircraft.
Le redresseur 112 est conçu pour redresser au moins une partie du flux d’air PHI traversant l’hélice 106, afin d’améliorer les performances du propulseur aéronautique 100. Plus précisément, le redresseur 112 a pour but de reprendre la giration de l’écoulement induite par l’hélice propulsive 106 afin d’améliorer les performances de la configuration non-carénée. Néanmoins, sa présence induit une source de bruit dominante résultant de l’interaction avec le sillage de l’hélice 106 (et le tourbillon de bout de pale lorsque la troncature des pales statoriques 114 n’est pas suffisante). Il convient donc de réduire les bruits générés par le redresseur 112 et son interaction avec le sillage de l’hélice 106 tout en préservant une bonne performance aérodynamique, car la réduction des émissions sonores et de la consommation est un enjeu majeur pour les architectures moteur non-carénées.The rectifier 112 is designed to straighten at least a portion of the airflow PHI passing through the propeller 106, in order to improve the performance of the aeronautical thruster 100. More specifically, the rectifier 112 aims to take up the gyration of the flow induced by the propulsive propeller 106 in order to improve the performance of the unducted configuration. However, its presence induces a dominant noise source resulting from the interaction with the wake of the propeller 106 (and the blade tip vortex when the truncation of the stator blades 114 is not sufficient). It is therefore appropriate to reduce the noise generated by the rectifier 112 and its interaction with the wake of the propeller 106 while preserving good aerodynamic performance, because the reduction of noise emissions and consumption is a major issue for unducted engine architectures.
Par exemple, au moins une pale statorique 114 est à calage variable autour d’un axe Y’ respectif. L’axe de calage Y’ peut passer par l’axe principal X ou bien être légèrement décalé de l’axe principal X, par exemple d’un décalage d’au plus 10 cm, par exemple encore d’au plus 5 cm, par exemple encore d’au plus 2 cm, par exemple encore d’au plus 1 cm. L’axe de calage Y’ peut être perpendiculaire à l’axe principal X ou bien faire un angle légèrement différent, à cause de tolérances de fabrication ou bien de manière volontaire. L’axe de calage Y’ peut ainsi être par exemple perpendiculaire à 5° près, par exemple encore à 2° près, par exemple encore à 1° près, par exemple encore à 0,1° près. Dans tous les cas, l’axe de calage Y fait un angle non nul avec l’axe principal X et présente ainsi une composante radiale non nulle. Comme illustré sur les figures, l’axe Y’ peut ainsi être radial, c’est-à-dire qu’il fait un angle de 90° avec l’axe principal X. Le calage de chaque pale statorique 114 à calage variable est défini par un angle de calage C’ qui sera détaillé plus loin. Dans un mode de réalisation privilégié, toutes les pales statoriques 114 sont à calage variable.For example, at least one stator blade 114 has variable pitch about a respective Y' axis. The pitch axis Y' may pass through the main axis X or be slightly offset from the main axis X, for example by an offset of at most 10 cm, for example again by at most 5 cm, for example again by at most 2 cm, for example again by at most 1 cm. The pitch axis Y' may be perpendicular to the main axis X or may make a slightly different angle, due to manufacturing tolerances or intentionally. The pitch axis Y' may thus be for example perpendicular to within 5°, for example again by 2°, for example again by 1°, for example again by 0.1°. In all cases, the pitch axis Y makes a non-zero angle with the main axis X and thus has a non-zero radial component. As illustrated in the figures, the Y’ axis can thus be radial, that is to say that it makes an angle of 90° with the main axis X. The pitch of each stator blade 114 with variable pitch is defined by a pitch angle C’ which will be detailed later. In a preferred embodiment, all the stator blades 114 are with variable pitch.
Dans le cas où l’une des pales de stator est fixe (par exemple pour des contraintes d’intégration, comme par exemple s’il manque d’espace sous le moyeu pour intégrer le système de changement de calage ou pour réduire le poids), l’axe Y’ de la pale peut être défini par la ligne perpendiculaire à l’axe principal X passant par le bord d’attaque BA’ au niveau du pied de pale. Dans ce cas, la pale présente un angle de calage C’ fixe.In the case where one of the stator blades is fixed (e.g. for integration constraints, such as if there is not enough space under the hub to integrate the pitch change system or to reduce weight), the Y’ axis of the blade can be defined by the line perpendicular to the main axis X passing through the leading edge BA’ at the blade root. In this case, the blade has a fixed pitch angle C’.
Le propulseur aéronautique 100 comporte en outre par exemple une entrée d’air 116 d’alimentation en flux primaire du moteur 110. Cette entrée d’air 116 est par exemple prévue entre l’hélice 106 et le redresseur 112.The aeronautical propeller 100 further comprises, for example, an air inlet 116 for supplying primary flow to the engine 110. This air inlet 116 is, for example, provided between the propeller 106 and the rectifier 112.
En référence à la
Le bord d’attaque BA s’étend depuis un pied BA_P qui est le point du bord d’attaque BA le plus proche du moyeu 104 jusqu’à une tête BA_T qui est le point du bord d’attaque BA le plus élevé ou ayant un rayon maximal par rapport à l’axe principal X sur la partie amont de la pale rotorique 108. Entre le pied BA_P et la tête BA_T, le bord d’attaque BA présente une courbure de sens constant, c’est-à-dire sans point d’inflexion (autrement dit, la dérivée seconde de la position axiale xBAdu bord d’attaque en fonction de hBAn’est pas nulle,
De manière similaire, le bord de fuite BF s’étend depuis un pied BF_P qui est le point du bord de fuite BF le plus proche du moyeu 104 jusqu’à une tête BF_T qui est le point du bord de fuite BF le plus élevé ou ayant un rayon maximal par rapport à l’axe principal X sur la partie arrière de la pale rotorique 108. Entre le pied BF_P et la tête BF_T, le bord de fuite BF présente une courbure de sens constant, c’est-à-dire sans point d’inflexion (autrement dit, la dérivée seconde de la position axiale xB Fdu bord de fuite BF en fonction de hB Fn’est pas nulle,
La pale rotorique 108 peut en outre être tronquée dans son extrémité libre, comme dans l’exemple illustré, c’est-à-dire qu’il existe une section tronquée 202 par exemple droite, reliant les têtes BA_T, BF_T. Dans ce cas, il existe une discontinuité de courbure au niveau de la tête BA_T entre le bord d’attaque BA et la section tronquée 202 et une autre discontinuité de courbure au niveau de la tête BF_T entre la section tronquée 202 et le bord de fuite BF. Alternativement, la pale d’hélice pourrait être non-tronquée, auquel cas les têtes BA_T et BF_T seraient confondues.The rotor blade 108 may further be truncated at its free end, as in the example illustrated, i.e. there is a truncated section 202, for example straight, connecting the heads BA_T, BF_T. In this case, there is a discontinuity of curvature at the level of the head BA_T between the leading edge BA and the truncated section 202 and another discontinuity of curvature at the level of the head BF_T between the truncated section 202 and the trailing edge BF. Alternatively, the propeller blade could be non-truncated, in which case the heads BA_T and BF_T would be merged.
Par la suite, lorsqu’appliqué dans le contexte de la pale rotorique 108, le terme de « hauteur » fera référence à la distance entre deux points le long de la composante radiale de l’axe de calage Y, c’est-à-dire entre les projections orthogonales de ces points sur la composante radiale de l’axe de calage Y.Hereinafter, when applied in the context of rotor blade 108, the term “height” will refer to the distance between two points along the radial component of the Y-axis, i.e., between the orthogonal projections of those points onto the radial component of the Y-axis.
Il est ainsi possible de définir une hauteur d’aubage amont Hamontpour se positionner sur le bord d’attaque BA. La hauteur d’aubage amont Hamontest ainsi le rapport entre une hauteur hBAdepuis le pied BA_P et une hauteur totale HBAdu bord d’attaque BA entre le pied BA_P et la tête BA_T : Hamont= hBA/HBA. La hauteur d’aubage amont Hamontpeut ainsi s’exprimer en pourcents et varie entre 0% (position au pied BA_P) et 100% (position à la tête BA_T). De même, il est possible de définir une hauteur d’aubage aval Havalpour se positionner sur le bord de fuite BF. La hauteur d’aubage aval Havalest ainsi le rapport entre une hauteur hB Fdepuis le pied BF_P et une hauteur totale HB Fdu bord de fuite BF entre le pied BF_P et la tête BF_T : Haval= hB F/HB F. La hauteur d’aubage aval Havalpeut ainsi s’exprimer en pourcents et varie entre 0% (position au pied BF_P) et 100% (position à la tête BF_T).It is thus possible to define an upstream blade height H upstream to position oneself on the leading edge BA. The upstream blade height H upstream is thus the ratio between a height h BA from the root BA_P and a total height H BA of the leading edge BA between the root BA_P and the head BA_T: H upstream = h BA /H BA . The upstream blade height H upstream can thus be expressed in percent and varies between 0% (position at the root BA_P) and 100% (position at the head BA_T). Similarly, it is possible to define a downstream blade height H downstream to position oneself on the trailing edge BF. The downstream blade height H downstream is thus the ratio between a height h B F from the root BF_P and a total height H B F of the trailing edge BF between the root BF_P and the head BF_T: H downstream = h B F /H B F . The downstream blade height H downstream can thus be expressed in percent and varies between 0% (position at the foot BF_P) and 100% (position at the head BF_T).
Par ailleurs, l’hélice 106 présente un rayon externe Re égal par définition à la hauteur ou distance entre l’axe principal X et le point de la pale rotorique 108 le plus éloigné de l’axe principal X, en particulier pour au moins une valeur de l’angle de calage C comprise dans l’intervalle [50° ; 80°]. Ce point le plus éloigné est la tête BA_T du bord d’attaque BA dans l’exemple illustré.Furthermore, the propeller 106 has an external radius Re equal by definition to the height or distance between the main axis X and the point of the rotor blade 108 furthest from the main axis X, in particular for at least one value of the pitch angle C included in the interval [50°; 80°]. This furthest point is the head BA_T of the leading edge BA in the illustrated example.
La
Comme cela est visible, la pale rotorique 108 présente une face intrados 302 et une face extrados 304, respectivement concave et convexe, reliées l’une à l’autre par le bord d’attaque BA et le bord de fuite BF. Le bord d’attaque BA permet donc de séparer la face intrados 302 de la face extrados 304 dans la partie amont de la pale rotorique 108, tandis que le bord de fuite BF permet de séparer la face intrados 302 de la face extrados 304 dans sa partie arrière.As can be seen, the rotor blade 108 has an intrados face 302 and an extrados face 304, respectively concave and convex, connected to each other by the leading edge BA and the trailing edge BF. The leading edge BA therefore makes it possible to separate the intrados face 302 from the extrados face 304 in the upstream part of the rotor blade 108, while the trailing edge BF makes it possible to separate the intrados face 302 from the extrados face 304 in its rear part.
Le bord d’attaque BA est par exemple le point de la coupe dans la partie amont de la pale rotorique 108, présentant un minimum local de rayon de courbure. De même, lorsque la partie aval de la pale rotorique est arrondie, le bord de fuite BF est par exemple le point de la coupe dans cette partie aval, présentant un minimum local sur le rayon de courbure. Pour simplifier le procédé de fabrication de la pale rotorique 108, sa partie aval pourrait être tronquée. Dans ce dernier cas, le bord de fuite BF est par exemple le milieu de cette partie tronquée.The leading edge BA is for example the point of the cut in the upstream part of the rotor blade 108, having a local minimum radius of curvature. Similarly, when the downstream part of the rotor blade is rounded, the trailing edge BF is for example the point of the cut in this downstream part, having a local minimum on the radius of curvature. To simplify the manufacturing process of the rotor blade 108, its downstream part could be truncated. In the latter case, the trailing edge BF is for example the middle of this truncated part.
Lorsque le bord d’attaque BA et le bord de fuite BF sont présents dans la coupe considérée (c’est-à-dire par exemple à une hauteur pas trop proche du pied BA_P et en dessous de la section tronquée 202), le bord d’attaque BA et le bord de fuite BF peuvent être reliés par une ligne de corde 306 dont l’orientation change suivant la hauteur considérée. Le bord d’attaque BA et le bord de fuite BF sont séparés, sur la ligne de corde 306, d’une distance, appelée corde L, pouvant changer suivant la hauteur considérée.When the leading edge BA and the trailing edge BF are present in the section considered (i.e. for example at a height not too close to the foot BA_P and below the truncated section 202), the leading edge BA and the trailing edge BF can be connected by a chord line 306 whose orientation changes according to the height considered. The leading edge BA and the trailing edge BF are separated, on the chord line 306, by a distance, called chord L, which can change according to the height considered.
Il existe ainsi un angle A entre n’importe quel plan P perpendiculaire à l’axe principal X et la ligne de corde 306 à une hauteur. Cet angle A peut donc changer en fonction de la hauteur considérée. Pour identifier sans ambiguïté le calage, on choisit l’angle de calage C comme l’angle A précédent à une hauteur de 75% du rayon externe Re de la pale rotorique 108 (voir sur la
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Le bord d’attaque BA’ s’étend depuis un pied BA’_P qui est le point du bord d’attaque BA’ le plus proche du carter externe 102 jusqu’à une tête BA’_T qui est le point du bord d’attaque BA’ le plus élevé ou ayant un rayon maximal par rapport à l’axe principal X sur la partie amont de la pale statorique 114. Entre le pied BA’_P et la tête BA’_T, le bord d’attaque BA’ présente une courbure de sens constant, c’est-à-dire sans point d’inflexion (autrement dit, la dérivée seconde de la position axiale x’B Adu bord d’attaque BA’ en fonction de h’B an’est pas nulle,
De manière similaire, le bord de fuite BF’ s’étend depuis un pied BF’_P qui est le point du bord de fuite BF’ le plus proche du carter externe 102 jusqu’à une tête BF’_T qui est le point du bord de fuite BF’ le plus élevé ou ayant un rayon maximal par rapport à l’axe principal X sur la partie arrière de la pale statorique 114. Entre le pied BF’_P et la tête BF’_T, le bord de fuite BF’ présente une courbure de sens constant, c’est-à-dire sans point d’inflexion (autrement dit, la dérivée seconde de la position axiale x’B Fdu bord de fuite BF’ en fonction de h’B Fn’est pas nulle,
La pale statorique 114 peut en outre être tronquée, comme dans l’exemple illustré, c’est-à-dire qu’il existe une section tronquée 602 par exemple droite, reliant les têtes BA’_T, BF’_T. Dans ce cas, il existe une discontinuité de courbure au niveau de la tête BA’_T entre le bord d’attaque BA’ et la section tronquée 602 et une discontinuité de courbure au niveau de la tête BF’_T entre la section tronquée 602 et le bord de fuite BF’. Alternativement, la pale statorique pourrait être non-tronquée, auquel cas les têtes BA’_T, BF’_T seraient confondues.The stator blade 114 may further be truncated, as in the example illustrated, that is to say that there is a truncated section 602, for example straight, connecting the heads BA’_T, BF’_T. In this case, there is a discontinuity of curvature at the level of the head BA’_T between the leading edge BA’ and the truncated section 602 and a discontinuity of curvature at the level of the head BF’_T between the truncated section 602 and the trailing edge BF’. Alternatively, the stator blade could be non-truncated, in which case the heads BA’_T, BF’_T would be merged.
Par la suite, lorsqu’appliqué dans le contexte de la pale statorique 114, le terme de « hauteur » fera référence à la distance entre deux points le long de la composante radiale de l’axe de calage Y’, c’est-à-dire entre les projections orthogonales de ces points sur la composante radiale de l’axe de calage Y’.Subsequently, when applied in the context of the stator blade 114, the term “height” will refer to the distance between two points along the radial component of the pitch axis Y’, i.e. between the orthogonal projections of these points on the radial component of the pitch axis Y’.
Il est ainsi possible de définir une hauteur d’aubage amont H’amontpour se positionner sur le bord d’attaque BA’. La hauteur d’aubage amont H’amontest ainsi le rapport entre une hauteur h’BAdepuis le pied BA’_P et une hauteur totale H’BAdu bord d’attaque BA’ entre le pied BA’_P et la tête BA’_T : H’amont= h’BA/H’BA. La hauteur d’aubage amont H’amontpeut ainsi s’exprimer en pourcents et varie entre 0% (position au pied BA’_P) et 100% (position à la tête BA’_T). De même, il est possible de définir une hauteur d’aubage aval H’avalpour se positionner sur le bord de fuite BF’. La hauteur d’aubage aval H’avalest ainsi le rapport entre une hauteur h’B Fdepuis le pied BF’_P et une hauteur totale H’B Fdu bord de fuite BF’ entre le pied BF’_P et la tête BF’_T : H’aval= h’B F/H’B F. La hauteur d’aubage aval H’avalpeut ainsi s’exprimer en pourcents et varie entre 0% (position au pied BF’_P) et 100% (position à la tête BF’_T).It is thus possible to define an upstream blade height H' upstream to position oneself on the leading edge BA'. The upstream blade height H' upstream is thus the ratio between a height h' BA from the root BA'_P and a total height H' BA of the leading edge BA' between the root BA'_P and the head BA'_T: H' upstream = h' BA /H' BA . The upstream blade height H' upstream can thus be expressed in percent and varies between 0% (position at the root BA'_P) and 100% (position at the head BA'_T). Similarly, it is possible to define a downstream blade height H' downstream to position oneself on the trailing edge BF'. The downstream blading height H' downstream is thus the ratio between a height h' B F from the root BF'_P and a total height H' B F from the trailing edge BF' between the root BF'_P and the head BF'_T: H' downstream = h' B F /H' B F . The downstream blading height H' downstream can thus be expressed in percent and varies between 0% (position at the root BF'_P) and 100% (position at the head BF'_T).
Par ailleurs, chaque pale statorique 114 à calage variable du redresseur 112 présente un rayon externe Re’ égal par définition à la hauteur ou distance entre l’axe principal X et le point de la pale statorique 114 le plus éloigné de l’axe principal X, en particulier pour au moins une valeur de l’angle de calage C’ comprise dans l’intervalle [70° ; 90°]. Ce point le plus éloigné est la tête BF’_T du bord de fuite BF’ dans l’exemple illustré. Alternativement, ce point le plus éloigné pourrait être la tête BA’_T du bord d’attaque BA’.Furthermore, each variable-pitch stator blade 114 of the rectifier 112 has an external radius Re’ equal by definition to the height or distance between the main axis X and the point of the stator blade 114 furthest from the main axis X, in particular for at least one value of the pitch angle C’ included in the interval [70°; 90°]. This furthest point is the head BF’_T of the trailing edge BF’ in the illustrated example. Alternatively, this furthest point could be the head BA’_T of the leading edge BA’.
Chaque pale statorique 114 à calage variable présente en outre un rayon interne Ri’BAau bord d’attaque BA’ qui est la distance entre l’axe principal X et le pied BA’_P du bord d’attaque BA, ainsi qu’un rayon interne Ri’BFau bord de fuite BF’ qui est la distance entre l’axe principal X et le pied BF’_P du bord de fuite BF’.Each variable-pitch stator blade 114 further has an internal radius Ri' BA at the leading edge BA' which is the distance between the main axis X and the root BA'_P of the leading edge BA, as well as an internal radius Ri' BF at the trailing edge BF' which is the distance between the main axis X and the root BF'_P of the trailing edge BF'.
La
Comme cela est visible, la pale statorique 114 présente une face intrados 702 et une face extrados 704, respectivement concave et convexe, reliées l’une à l’autre par le bord d’attaque BA’ et le bord de fuite BF’. Le bord d’attaque BA’ permet donc de séparer la face intrados 702 de la face extrados 704 dans la partie amont de la pale statorique 114, tandis que le bord de fuite BF’ permet de séparer la face intrados 702 de la face extrados 704 dans sa partie arrière.As can be seen, the stator blade 114 has an intrados face 702 and an extrados face 704, respectively concave and convex, connected to each other by the leading edge BA’ and the trailing edge BF’. The leading edge BA’ therefore makes it possible to separate the intrados face 702 from the extrados face 704 in the upstream part of the stator blade 114, while the trailing edge BF’ makes it possible to separate the intrados face 702 from the extrados face 704 in its rear part.
Le bord d’attaque BA’ est par exemple le point de la coupe dans la partie amont de la pale statorique 114, présentant un minimum local de rayon de courbure. De même, lorsque la partie aval de la pale statorique est arrondie, le bord de fuite BF’ est par exemple le point de la coupe dans cette partie aval, présentant un minimum local sur le rayon de courbure. Pour simplifier le procédé de fabrication de la pale statorique 114, sa partie aval pourrait être tronquée. Dans ce dernier cas, le bord de fuite BF’ est par exemple le milieu de cette partie tronquée.The leading edge BA’ is for example the point of the cut in the upstream part of the stator blade 114, having a local minimum radius of curvature. Similarly, when the downstream part of the stator blade is rounded, the trailing edge BF’ is for example the point of the cut in this downstream part, having a local minimum on the radius of curvature. To simplify the manufacturing method of the stator blade 114, its downstream part could be truncated. In this latter case, the trailing edge BF’ is for example the middle of this truncated part.
Lorsque le bord d’attaque BA’ et le bord de fuite BF’ sont présents dans la coupe considérée (c’est-à-dire par exemple, dans l’exemple illustré, en dessous de la section tronquée 602), le bord d’attaque BA’ et le bord de fuite BF’ peuvent être reliés par une ligne de corde 706 dont l’orientation change suivant la hauteur considérée. Le bord d’attaque BA’ et le bord de fuite BF’ sont séparés, sur la ligne de corde 706, d’une distance, appelée corde L’, pouvant changer suivant la hauteur considérée.When the leading edge BA’ and the trailing edge BF’ are present in the section considered (i.e. for example, in the illustrated example, below the truncated section 602), the leading edge BA’ and the trailing edge BF’ may be connected by a chord line 706 whose orientation changes according to the height considered. The leading edge BA’ and the trailing edge BF’ are separated, on the chord line 706, by a distance, called chord L’, which may change according to the height considered.
Il existe ainsi un angle A’ entre n’importe quel plan P’ perpendiculaire à l’axe principal X et la ligne de corde 706 à une hauteur. Cet angle A’ peut donc changer en fonction de la hauteur considérée. Pour identifier sans ambiguïté de calage, on choisit l’angle de calage C’ comme l’angle A’ précédent à une hauteur de 75% du rayon externe Re’ de la pale statorique 114 (voir sur la
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La forme des pales statoriques 114 du redresseur 112 est prévue pour réduire les nuisances sonores tout en assurant de bonnes performances aérodynamiques.The shape of the stator blades 114 of the rectifier 112 is designed to reduce noise pollution while ensuring good aerodynamic performance.
Ainsi, la tête BA’_T du bord d’attaque BA’ est en aval de l’axe de calage Y’ le long d’une droite parallèle à l’axe principal X et passant par la tête BA’_T, pour au moins une valeur de l’angle de calage C’ dans l’intervalle [70° ; 90°]. De cette manière, l’extrémité libre de la pale statorique 114 est éloignée de l’hélice 106, ce qui permet de réduire le bruit, pour une grande plage d’angle de calage C’. En effet, le positionnement en aval de l’extrémité libre de la pale statorique 114 permet de réduire le bruit d’interaction entre le sillage de l’hélice 106 et le bord d’attaque BA’ des pales statoriques par un effet de décorrélation des sources de bruit le long du bord d’attaque BA’ et un effet de dissipation du sillage de l’hélice 106 grâce à l’augmentation de la distance entre le bord de fuite BF des pales rotoriques 108 et le bord d’attaque BA’ des pales statoriques 114.Thus, the head BA’_T of the leading edge BA’ is downstream of the pitch axis Y’ along a straight line parallel to the main axis X and passing through the head BA’_T, for at least one value of the pitch angle C’ in the interval [70°; 90°]. In this way, the free end of the stator blade 114 is moved away from the propeller 106, which makes it possible to reduce the noise, for a large range of pitch angle C’. Indeed, the downstream positioning of the free end of the stator blade 114 makes it possible to reduce the interaction noise between the wake of the propeller 106 and the leading edge BA’ of the stator blades by a decorrelation effect of the noise sources along the leading edge BA’ and a dissipation effect of the wake of the propeller 106 thanks to the increase in the distance between the trailing edge BF of the rotor blades 108 and the leading edge BA’ of the stator blades 114.
De préférence, afin de favoriser le positionnement aval de l’extrémité libre de la pale statorique 114, le ventre BA’_V, le pied BA’_P et l’axe de calage Y’ se succèdent dans cet ordre de l’amont vers l’aval selon l’axe principal X pour au moins une valeur de l’angle de calage C’ comprise dans l’intervalle [70° ; 90°]. Autrement dit, xBA ’_V< xBA ’_P< xY ’pour au moins une valeur de l’angle de calage C’ dans l’intervalle [70° ; 90°]. Ainsi, il est possible d’augmenter l’angle de flèche F’ en partie haute de la pale statorique 114, notamment à proximité de l’extrémité libre de la pale statorique 114. Lorsque l’axe de calage Y’ est incliné ou n’est pas perpendiculaire à l’axe principal X, xY ’correspond à la position axiale de l’axe de calage Y’ de la pale statorique au niveau du carter externe 102. Par ailleurs, le ventre BA’_V, le pied BA’_P et la tête BA’_T se succèdent de préférence dans cet ordre le long de l’axe principal X de l’amont vers l’aval, pour au moins une valeur de l’angle de calage C’ comprise dans l’intervalle [70° ; 90°].Preferably, in order to promote the downstream positioning of the free end of the stator blade 114, the belly BA'_V, the root BA'_P and the setting axis Y' follow one another in this order from upstream to downstream along the main axis X for at least one value of the setting angle C' included in the interval [70°; 90°]. In other words, x BA '_V < x BA '_P < x Y ' for at least one value of the setting angle C' in the interval [70°; 90°]. Thus, it is possible to increase the sweep angle F' in the upper part of the stator blade 114, in particular near the free end of the stator blade 114. When the pitch axis Y' is inclined or is not perpendicular to the main axis X, x Y ' corresponds to the axial position of the pitch axis Y' of the stator blade at the external casing 102. Furthermore, the belly BA'_V, the root BA'_P and the head BA'_T preferably follow one another in this order along the main axis X from upstream to downstream, for at least one value of the pitch angle C' included in the interval [70°; 90°].
De préférence encore, afin de favoriser le positionnement aval de l’extrémité libre de la pale statorique 114, le ventre BA’_V est situé entre 20% et 70% de la hauteur d’aubage totale H’BA, de préférence entre 25% et 55% de la hauteur d’aubage totale H’BA. Cela permet de positionner le ventre BA’_V proche du carter externe 102, et ainsi de commencer à augmenter l’angle de flèche F’ à partir d’une position radiale relativement basse ce qui réduit le bruit d’interaction. Ainsi, il est possible d’atteindre un angle de flèche F’ important en partie haute de la pale statorique 114, notamment à proximité de l’extrémité libre de la pale statorique 114. En outre, ce positionnement du ventre BA’_V déplace de la masse en partie basse de la pale statorique 114 vers l’amont, ce qui permet de déplacer de la masse en partie haute de la pale statorique 114 vers l’aval (et donc l’extrémité libre), sans beaucoup changer le centre de masse de la pale statorique 114 et avec un impact faible sur le moment des forces aérodynamiques autour de l’axe de changement de calage. Cela favorise un dimensionnement et l’équilibre mécanique de la pale statorique 114.More preferably, in order to promote the downstream positioning of the free end of the stator blade 114, the belly BA'_V is located between 20% and 70% of the total blading height H' BA , preferably between 25% and 55% of the total blading height H' BA . This makes it possible to position the belly BA'_V close to the external casing 102, and thus to start increasing the sweep angle F' from a relatively low radial position which reduces the interaction noise. Thus, it is possible to achieve a significant sweep angle F' in the upper part of the stator blade 114, in particular near the free end of the stator blade 114. In addition, this positioning of the belly BA'_V moves mass in the lower part of the stator blade 114 upstream, which makes it possible to move mass in the upper part of the stator blade 114 downstream (and therefore the free end), without greatly changing the center of mass of the stator blade 114 and with a low impact on the moment of the aerodynamic forces around the pitch change axis. This promotes dimensioning and mechanical balance of the stator blade 114.
Avec un tel positionnement du ventre BA’_V du bord d’attaque BA’, le ventre BF’_V du bord de fuite BF’ est de préférence situé entre 20% et 70% de la hauteur d’aubage totale H’BFdu bord de fuite, de préférence entre 30% et 60%. Cela permet d’assurer que le ventre BF’_V du bord de fuite BF’ est situé à une hauteur relativement proche à celle du ventre BA’_V du bord d’attaque BA’, ce qui peut être utile pour la tenue mécanique de la pale statorique 114. Cette position du ventre BF’_V du bord de fuite BF’, comme celle du ventre BA’_V du bord d’attaque BA’, déplace de la masse en partie basse de la pale statorique 114 vers l’amont, ce qui permet de déplacer de la masse en partie haute de la pale statorique 114 vers l’aval (et donc l’extrémité libre), sans beaucoup changer le centre de masse de la pale statorique 114.With such positioning of the belly BA'_V of the leading edge BA', the belly BF'_V of the trailing edge BF' is preferably located between 20% and 70% of the total blade height H' BF of the trailing edge, preferably between 30% and 60%. This ensures that the belly BF'_V of the trailing edge BF' is located at a height relatively close to that of the belly BA'_V of the leading edge BA', which can be useful for the mechanical strength of the stator blade 114. This position of the belly BF'_V of the trailing edge BF', like that of the belly BA'_V of the leading edge BA', moves mass in the lower part of the stator blade 114 upstream, which makes it possible to move mass in the upper part of the stator blade 114 downstream (and therefore the free end), without greatly changing the center of mass of the stator blade 114.
Dans un mode de réalisation, la hauteur ou le rayon (hauteur ou distance depuis l’axe principal X) du ventre BA’_V du bord d’attaque BA’ est inférieure à la hauteur ou le rayon (hauteur ou distance depuis l’axe principal X) du ventre BF’_V du bord de fuite BF’. Cela permet d’améliorer la tenue mécanique de l’aubage et de mieux répartir la loi de corde L’ le long de l’envergure (voir
En outre, avec un tel positionnement du ventre BA’_V du bord d’attaque BA’, il est possible d’obtenir une pale statorique 114 satisfaisant un ou plusieurs des trois critères ci-dessous, pour au moins une valeur de l’angle de calage C’ comprise dans l’intervalle [70° ; 90°], permettant d’obtenir un compromis aéro-acoustique et mécanique acceptable.Furthermore, with such a positioning of the belly BA’_V of the leading edge BA’, it is possible to obtain a stator blade 114 satisfying one or more of the three criteria below, for at least one value of the pitch angle C’ included in the interval [70°; 90°], making it possible to obtain an acceptable aero-acoustic and mechanical compromise.
Selon le première critère, le ventre BA’_V du bord d’attaque BA’ et la tête BF’_T du bord de fuite BF’ sont séparés le long de l’axe principal X d’une distance supérieure ou égale à un coefficient K multiplié par la corde L’ maximale (max{L’}), avec K compris entre 1 et 2, de préférence entre 1,2 et 1,6. L’équation suivante résume ce premier critère : xBF ’_T– xBA ’_V≥ K * max{L’}, où xMest la position axiale du point M le long de l’axe principal X.According to the first criterion, the belly BA'_V of the leading edge BA' and the head BF'_T of the trailing edge BF' are separated along the main axis X by a distance greater than or equal to a coefficient K multiplied by the maximum chord L'(max{L'}), with K between 1 and 2, preferably between 1.2 and 1.6. The following equation summarizes this first criterion: x BF '_T – x BA '_V ≥ K * max{L'}, where x M is the axial position of point M along the main axis X.
Selon le deuxième critère, le ventre BA’_V et la tête BA’_T du bord d’attaque BA’ sont séparés le long de l’axe principal X d’une distance inférieure ou égale à un coefficient B multiplié par la corde L’ maximale (max{L’}), avec B compris entre 0,5 et 1,2. L’équation suivante résume ce deuxième critère : xBA ’_T– xBA ’_V≤ B * max{L’}.According to the second criterion, the belly BA'_V and the head BA'_T of the leading edge BA' are separated along the main axis X by a distance less than or equal to a coefficient B multiplied by the maximum chord L'(max{L'}), with B between 0.5 and 1.2. The following equation summarizes this second criterion: x BA '_T – x BA '_V ≤ B * max{L'}.
Selon le troisième critère, le pied BF’_P et la tête BF’_T du bord de fuite BF’ sont séparés le long de l’axe principal X d’une distance supérieure ou égale à un coefficient E multiplié par la corde L’ maximale (max{L’}), avec E compris entre 0,05 et 0,7, de préférence entre 0,25 et 0,6. L’équation suivante résume ce troisième critère : xBF ’_T– xBF ’_P≤ E * max{L’}.According to the third criterion, the foot BF'_P and the head BF'_T of the trailing edge BF' are separated along the main axis X by a distance greater than or equal to a coefficient E multiplied by the maximum chord L'(max{L'}), with E between 0.05 and 0.7, preferably between 0.25 and 0.6. The following equation summarizes this third criterion: x BF '_T – x BF '_P ≤ E * max{L'}.
De préférence encore, afin de favoriser le positionnement aval de l’extrémité libre de la pale statorique 114, la corde L’ de la coupe la plus proche à la tête BA’_T du bord d’attaque BA’ est plus petite que la corde L’ au pied BA’_P du bord d’attaque BA’ et/ou au pied BF’_P du bord de fuite BF’ qui est elle-même plus petite que la corde L’ de la coupe au ventre BA’_V du bord d’attaque BA’ (« plus petite » signifie « a une longueur plus petite »). L’augmentation de la corde L’ au niveau du ventre BA’_V et la réduction de corde L’ à la tête BA’_T permet d’augmenter l’angle de flèche F’ en partie haute de la pale statorique 114, et donc de reculer vers l’aval l’extrémité libre de la pale statorique 114, ce qui est avantageux pour la réduction de bruit. Par ailleurs, avec la corde L’ au pied BA’_P supérieure à celle à la tête BA’_T, la tenue mécanique de l’aubage (suite par exemple à une ingestion d’oiseau) est améliorée. En outre, plus la corde L’ à la tête BA’_T est petite, plus l'extrémité libre de pale statorique 114 est légère donc plus il est possible de placer cette extrémité libre à l’aval sans trop déplacer le centre de masse de la pale statorique 114.More preferably, in order to promote the downstream positioning of the free end of the stator blade 114, the chord L' of the cut closest to the head BA'_T of the leading edge BA' is smaller than the chord L' at the root BA'_P of the leading edge BA' and/or at the root BF'_P of the trailing edge BF' which is itself smaller than the chord L' of the cut at the belly BA'_V of the leading edge BA' ("smaller" means "has a shorter length"). Increasing the chord L' at the belly BA'_V and reducing the chord L' at the head BA'_T makes it possible to increase the sweep angle F' at the top of the stator blade 114, and therefore to move the free end of the stator blade 114 back downstream, which is advantageous for noise reduction. Furthermore, with the chord L’ at the foot BA’_P greater than that at the head BA’_T, the mechanical strength of the blading (following, for example, the ingestion of a bird) is improved. Furthermore, the smaller the chord L’ at the head BA’_T, the lighter the free end of the stator blade 114, and therefore the more it is possible to place this free end downstream without moving the center of mass of the stator blade 114 too much.
Ainsi, l’angle de flèche F’ au bord d’attaque BA’ de la pale statorique 114 est par exemple supérieur à 20°, de préférence supérieur à 35°, au-dessus de 80% de la hauteur d’aubage amont H’amont, de préférence encore supérieur à 45° au-dessus 90% de la hauteur d’aubage amont H’amont, de préférence encore supérieur à 50° au-dessus 95% de la hauteur d’aubage amont H’amont. Cela permet de réduire la composante de la vitesse de l’écoulement qui est perpendiculaire à la trace du bord d’attaque BA’ des coupes, ce qui permet de réduire le bruit d’interaction.Thus, the sweep angle F' at the leading edge BA' of the stator blade 114 is for example greater than 20°, preferably greater than 35°, above 80% of the upstream blade height H' upstream , more preferably greater than 45° above 90% of the upstream blade height H' upstream , more preferably greater than 50° above 95% of the upstream blade height H' upstream . This makes it possible to reduce the component of the flow velocity which is perpendicular to the trace of the leading edge BA' of the sections, which makes it possible to reduce the interaction noise.
De préférence encore, afin de favoriser le positionnement aval de l’extrémité libre de la pale statorique 114, le ventre BF’_V est en amont du pied BF’_P qui lui-même est en amont de la tête BF’_T, pour au moins une valeur de l’angle de calage C’ comprise dans l’intervalle [70° ; 90°]. Autrement dit, xBF ’_V< xBF ’_P< xBF ’_Tpour au moins une valeur de l’angle de calage C’ comprise dans l’intervalle [70° ; 90°].More preferably, in order to promote the downstream positioning of the free end of the stator blade 114, the belly BF'_V is upstream of the foot BF'_P which itself is upstream of the head BF'_T, for at least one value of the pitch angle C' included in the interval [70°; 90°]. In other words, x BF '_V < x BF '_P < x BF '_T for at least one value of the pitch angle C' included in the interval [70°; 90°].
En référence à la
En référence à la
Un paramètre qui permet de donner une première estimation de la répartition de corde le long de l’envergure d’une pale statorique 114 est son Facteur d’Activité (FA), qui est défini comme suit :
Le facteur d’activité de la pale statorique 114 est compris de préférence entre 50 et 200, de préférence encore entre 90 et 150. Avec de telles valeurs, cela permet d’assurer que la corde L’ est suffisante en partie basse de la pale statorique 114, ce qui aide à la tenue mécanique de l’aubage, ainsi que de réduire la corde L’ en partie haute de la pale statorique 114, ce qui permet d’augmenter l’angle de flèche en partie haute de l’aubage donc de réduire le bruit.The activity factor of the stator blade 114 is preferably between 50 and 200, more preferably between 90 and 150. With such values, this makes it possible to ensure that the chord L' is sufficient in the lower part of the stator blade 114, which helps with the mechanical strength of the blading, as well as to reduce the chord L' in the upper part of the stator blade 114, which makes it possible to increase the sweep angle in the upper part of the blading and therefore to reduce the noise.
De préférence encore, la corde L’ à une hauteur d’aubage amont H’amontet/ou aval H’avalde 95% est inférieure ou égale à la moitié de la corde L’ maximale max{L’} de la pale statorique 114 : L’(H’=95%) ≤ 0,5 * max{L’}, avec H’ = H’amontou bien H’aval. Cela permet d’augmenter l’angle de flèche F’ par rapport à la une position à la mi-envergure et proche au ventre de l’aube, ce qui est bénéfique d’un point de vue aéro-acoustique, ainsi que de réduire la masse de l’aube en partie haute, ce qui est bénéfique d’un point de vu mécanique, ainsi que pour réduire l’inertie lors d’une éventuelle perte de bout de pale (par exemple, en cas d’une ingestion d’oiseau) ou un éventement de perte d’aube (de l’anglais « Fan Blade Out », FBO).More preferably, the chord L' at an upstream blade height H' upstream and/or downstream H' downstream of 95% is less than or equal to half the maximum chord L'max{L'} of the stator blade 114: L'(H'=95%) ≤ 0.5 * max{L'}, with H' = H' upstream or H' downstream . This makes it possible to increase the sweep angle F' relative to the mid-span position and close to the belly of the blade, which is beneficial from an aeroacoustic point of view, as well as to reduce the mass of the blade in the upper part, which is beneficial from a mechanical point of view, as well as to reduce the inertia in the event of a possible loss of blade tip (for example, in the event of bird ingestion) or a blade loss event (from the English "Fan Blade Out", FBO).
De préférence encore, la corde L’ à une hauteur d’aubage amont H’amontet/ou aval H’avalde 95 % est inférieure ou égale à la moitié de la corde L’ à une hauteur amont H’amontet/ou aval H’avalde 10% : L’(H’=95%) ≤ 0,5 * L’(H’=10%), avec H’ = H’amontou bien H’aval. Cela permet de réduire l’inertie lors d’une éventuelle perte de bout de pale (par exemple, en cas d’une ingestion d’oiseau) ou lors d’un éventement de perte d’aube.More preferably, the chord L' at an upstream blade height H' upstream and/or downstream H' downstream of 95% is less than or equal to half the chord L' at an upstream height H' upstream and/or downstream H' downstream of 10%: L'(H'=95%) ≤ 0.5 * L'(H'=10%), with H' = H' upstream or H' downstream . This makes it possible to reduce the inertia in the event of a possible loss of blade tip (for example, in the event of bird ingestion) or in the event of a blade loss.
En référence à la
La
Comme cela est visible, le bord d’attaque BA’ d’au moins une pale statorique 114 présente un angle de dièdre D’BA’à 95% du rayon externe Re’ avec une valeur absolue supérieure à 1°, de préférence à 3°, de préférence encore à 10°, pour au moins une valeur de l’angle de calage C’ comprise dans l’intervalle [70° ; 90°].As can be seen, the leading edge BA' of at least one stator blade 114 has a dihedral angle D'BA' at 95% of the external radius Re' with an absolute value greater than 1°, preferably 3°, more preferably 10°, for at least one value of the pitch angle C' included in the interval [70°; 90°].
De préférence, la valeur absolue de l’angle de dièdre D’BA’à 95% du rayon externe Re’ est supérieure d’au moins 1°, de préférence d’au moins 3°, ou encore de préférence d’au moins 10°, à l’angle de dièdre DBA’du bord d’attaque BA’ de la pale statorique 114 à 50% du rayon externe Re’, pour au moins une valeur de l’angle de calage C’ comprise dans l’intervalle [70° ; 90°].Preferably, the absolute value of the dihedral angle D'BA' at 95% of the external radius Re' is greater by at least 1°, preferably by at least 3°, or even preferably by at least 10°, than the dihedral angle D BA' of the leading edge BA' of the stator blade 114 at 50% of the external radius Re', for at least one value of the pitch angle C' included in the interval [70°; 90°].
De préférence encore, la valeur absolue de l’angle de dièdre DBA’sur le bord d’attaque BA’ de la pale statorique 114 est strictement monotone pour des positions radiales supérieures à 90% du rayon externe Re’, pour au moins une valeur de l’angle de calage C’ comprise dans l’intervalle [70° ; 90°].More preferably, the absolute value of the dihedral angle D BA' on the leading edge BA' of the stator blade 114 is strictly monotonous for radial positions greater than 90% of the external radius Re', for at least one value of the pitch angle C' included in the interval [70°; 90°].
De préférence encore, la projection yBA ’du bord d’attaque BA’ de la pale statorique 114 sur un plan perpendiculaire à l’axe principal X présente au moins un maximum et/ou un minimum local, pour au moins une valeur de l’angle de calage C’ comprise dans l’intervalle [70° ; 90°].More preferably, the projection y BA ' of the leading edge BA' of the stator blade 114 on a plane perpendicular to the main axis X has at least one local maximum and/or minimum, for at least one value of the pitch angle C' included in the interval [70°; 90°].
De préférence encore, la projection yBA ’du bord d’attaque BA’ de la pale statorique 114 sur un plan perpendiculaire à l’axe principal X présente au moins un point d’inflexion PI, pour au moins une valeur de l’angle de calage C’ comprise dans l’intervalle [70° ; 90°]More preferably, the projection y BA ' of the leading edge BA' of the stator blade 114 on a plane perpendicular to the main axis X has at least one inflection point PI, for at least one value of the pitch angle C' included in the interval [70°; 90°]
Par ailleurs, la projection yBFdu bord de fuite BF de la pale rotorique 108 et la projection yBA ’du bord d’attaque BA’ de la pale statorique 114 vont dans des directions opposés en s’approchant de leurs extrémités libres. Cela est obtenu en prévoyant que l’angle de dièdre DBA ’du bord d’attaque BA’ de la pale statorique 114 soit de signe opposé à l’angle de dièdre DBFdu bord de fuite BF de la pale rotorique 108, au moins pour les hauteurs d’aubage H’amontde la pale statorique 114 supérieures à 80%, pour au moins une valeur de l’angle de calage C de la pale rotorique 108 comprise dans l’intervalle [50° ; 80°] et pour au moins une valeur de l’angle de calage C’ de la pale statorique 114 comprise dans l’intervalle [70° ; 90°]. Ainsi, le bord d’attaque BA’ de la pale statorique 114 n’est plus aligné à partir de cette hauteur (80%) avec le bord de fuite BF de la pale rotorique 108 et donc avec le sillage de l’hélice 106. De cette manière, l’hélice 106 et le redresseur 112 formant des sources de bruit sont décorrélés l’un de l’autre, ce qui permet de diminuer le bruit d’interaction entre l’hélice 106 et le redresseur 112 à partir de cette hauteur.Furthermore, the projection y BF of the trailing edge BF of the rotor blade 108 and the projection y BA ' of the leading edge BA' of the stator blade 114 go in opposite directions as they approach their free ends. This is obtained by providing that the dihedral angle D BA ' of the leading edge BA' of the stator blade 114 is of opposite sign to the dihedral angle D BF of the trailing edge BF of the rotor blade 108, at least for the upstream blade heights H' of the stator blade 114 greater than 80%, for at least one value of the pitch angle C of the rotor blade 108 included in the interval [50°; 80°] and for at least one value of the pitch angle C' of the stator blade 114 included in the interval [70°; 90°]. Thus, the leading edge BA' of the stator blade 114 is no longer aligned from this height (80%) with the trailing edge BF of the rotor blade 108 and therefore with the wake of the propeller 106. In this way, the propeller 106 and the rectifier 112 forming noise sources are decorrelated from each other, which makes it possible to reduce the interaction noise between the propeller 106 and the rectifier 112 from this height.
De préférence, la valeur absolue de l’angle de dièdre D’BA’du bord d’attaque BA’ de la pale statorique 114 est supérieur à 20% de la valeur absolue du l’angle de dièdre DBFdu bord de fuite BF de la pale rotorique 108, c’est-à-dire |D’BA’| > 0,2 *|DBF|, pour au moins une valeur de l’angle de calage C de la pale rotorique 108 comprise dans l’intervalle [50° ; 80°] et pour au moins une valeur de l’angle de calage C’ de la pale statorique 114 comprise dans l’intervalle [70° ; 90°]. Preferably, the absolute value of the dihedral angle D'BA' of the leading edge BA' of the stator blade 114 is greater than 20% of the absolute value of the dihedral angle D BF of the trailing edge BF of the rotor blade 108, i.e. |D'BA' | > 0.2 *|D BF |, for at least one value of the pitch angle C of the rotor blade 108 included in the interval [50°; 80°] and for at least one value of the pitch angle C' of the stator blade 114 included in the interval [70°; 90°] .
De préférence encore, l’angle de dièdre D’BA’du bord d’attaque BA’ de la pale statorique 114 est différent de l’angle de dièdre DBFdu bord de fuite de la pale rotorique 108 : soit, à tout rayon (hauteur ou distance depuis l’axe principal X), la valeur absolue de l’angle de dièdre D’BA’du bord d’attaque BA’ de la pale statorique 114 est supérieur à 130% de l’angle de dièdre DBFdu bord de fuite BF de la pale rotorique 108, pour au moins une valeur de l’angle de calage C de la pale rotorique 108 comprise dans l’intervalle [50° ; 80°] et pour au moins une valeur de l’angle de calage C’ de la pale statorique 114 comprise dans l’intervalle [70° ; 90°], soit, à tout rayon, l’angle de dièdre DBA’du bord d’attaque BA’ de la pale statorique 114 est inférieur à 50% de l’angle de dièdre DBFdu bord de fuite BF de la pale rotorique 108, pour au moins une valeur de l’angle de calage C de la pale rotorique 108 comprise dans l’intervalle [50° ; 80°] et pour au moins une valeur de l’angle de calage C’ de la pale statorique 114 comprise dans l’intervalle [70° ; 90°].More preferably, the dihedral angle D'BA' of the leading edge BA' of the stator blade 114 is different from the dihedral angle D BF of the trailing edge of the rotor blade 108: either, at any radius (height or distance from the main axis X), the absolute value of the dihedral angle D'BA' of the leading edge BA' of the stator blade 114 is greater than 130% of the dihedral angle D BF of the trailing edge BF of the rotor blade 108, for at least one value of the pitch angle C of the rotor blade 108 included in the interval [50°; 80°] and for at least one value of the pitch angle C' of the stator blade 114 included in the interval [70°; 90°], or, at any radius, the dihedral angle D BA' of the leading edge BA' of the stator blade 114 is less than 50% of the dihedral angle D BF of the trailing edge BF of the rotor blade 108, for at least one value of the pitch angle C of the rotor blade 108 included in the interval [50°; 80°] and for at least one value of the pitch angle C' of the stator blade 114 included in the interval [70°; 90°].
En effet, la valeur optimale de l’angle de dièdre D’BA’du bord d’attaque BA’ de la pale statorique 114 dépend de l’angle de dièdre DBFdu bord de fuite BF de la pale rotorique 108. Cela permet de maximiser le déphasage lors de l’interaction du sillage d’une pale rotorique 108 avec une pale statorique 114. Cela est particulièrement important sur la partie supérieure des pales à proximité de leur extrémité libre, où les sources de bruit sont plus intenses.Indeed, the optimal value of the dihedral angle D'BA' of the leading edge BA' of the stator blade 114 depends on the dihedral angle D BF of the trailing edge BF of the rotor blade 108. This makes it possible to maximize the phase shift during the interaction of the wake of a rotor blade 108 with a stator blade 114. This is particularly important on the upper part of the blades near their free end, where the noise sources are more intense.
De préférence encore, la valeur absolue de l’angle de dièdre D’BA’du bord d’attaque BA’ de la pale statorique 114 est supérieur à 15° à la hauteur d’aubage amont H’amontde 95%, de préférence encore supérieur à 30° à la hauteur d’aubage amont H’amontde 95%. Le fait que l’angle de dièdre DBA’du bord d’attaque BA’ de la pale statorique 114 soit relativement important en tête d’aubage est utile pour réduire les niveaux acoustiques en augmentant le déphasage des sources de bruit, pour au moins une valeur de l’angle de calage C de la pale rotorique 108 comprise dans l’intervalle [50° ; 80°] et pour au moins une valeur de l’angle de calage (C’) de la pale statorique (114) comprise dans l’intervalle [70° ; 90°].More preferably, the absolute value of the dihedral angle D'BA' of the leading edge BA' of the stator blade 114 is greater than 15° at the upstream blade height H' upstream of 95%, more preferably greater than 30° at the upstream blade height H' upstream of 95%. The fact that the dihedral angle D BA' of the leading edge BA' of the stator blade 114 is relatively large at the blade tip is useful for reducing the acoustic levels by increasing the phase shift of the noise sources, for at least one value of the pitch angle C of the rotor blade 108 included in the interval [50°; 80°] and for at least one value of the pitch angle (C') of the stator blade (114) included in the interval [70°; 90°].
Comme cela est en outre visible, la projection yBFdu bord de fuite BF de la pale rotorique 108 sur le plan perpendiculaire à l’axe principal X, présente un écart transverse ΔyBFle long d’une direction transverse T, perpendiculaire à l’axe principal X et/ou à la composante radiale de l’axe de calage Y. De même, la projection du bord d’attaque BA’ de la pale statorique 114 sur le plan perpendiculaire à l’axe principal X, présente un écart transverse ΔyBA ’, le long d’une direction transverse T’ perpendiculaire à l’axe principal X et/ou à la composante radiale de l’axe de calage Y’.As can also be seen, the projection y BF of the trailing edge BF of the rotor blade 108 on the plane perpendicular to the main axis X, has a transverse deviation Δy BF along a transverse direction T, perpendicular to the main axis X and/or to the radial component of the pitch axis Y. Similarly, the projection of the leading edge BA' of the stator blade 114 on the plane perpendicular to the main axis X, has a transverse deviation Δy BA ' , along a transverse direction T' perpendicular to the main axis X and/or to the radial component of the pitch axis Y'.
De préférence, l’écart transverse ΔyBA ’du bord d’attaque BA’ de la pale statorique 114 est supérieur à 1% et inférieur à 10% du rayon externe Re’ de la pale statorique 114, pour au moins une valeur de l’angle de calage C’ comprise dans l’intervalle [70° ; 90°]. Cela permet d’assurer que la pale statorique 114 n’est pas trop inclinée dans la direction transverse T’, ce qui peut être bénéfique pour l’équilibrage et/ou la tenue mécanique de la pale.Preferably, the transverse deviation Δy BA ' of the leading edge BA' of the stator blade 114 is greater than 1% and less than 10% of the external radius Re' of the stator blade 114, for at least one value of the pitch angle C' included in the interval [70°; 90°]. This makes it possible to ensure that the stator blade 114 is not too inclined in the transverse direction T', which can be beneficial for the balancing and/or the mechanical strength of the blade.
De préférence, l’écart ΔyBA ’du bord d’attaque BA’ de la pale statorique 114 est inférieur à l’écart ΔyBF pour tous les points de fonctionnement, pour au moins une valeur de l’angle de calage C de la pale rotorique 108 comprise dans l’intervalle [50° ; 80°] et pour au moins une valeur de l’angle de calage C’ de la pale statorique 114 comprise dans l’intervalle [70° ; 90°]. Cela permet de maximiser le déphasage et/ou l’interaction entre le sillage de l’hélice 106 (généré au niveau du bord de fuite BF des pales rotoriques 108) et le bord d’attaque BA’ des pales statoriques 114 à l’aval. En effet, plus l’écart ΔyBA ’est élevé, plus l’angle de dièdre peut être important sur l’aubage, notamment en tête d’aube.Preferably, the deviation ΔyBA 'of the leading edge BA’ of the stator blade 114 is less than the gap ΔyBF for all operating points, for at least one value of the pitch angle C of the rotor blade 108 included in the interval [50°; 80°] and for at least one value of the pitch angle C’ of the stator blade 114 included in the interval [70°; 90°]. This makes it possible to maximize the phase shift and/or the interaction between the wake of the propeller 106 (generated at the trailing edge BF of the rotor blades 108) and the leading edge BA’ of the stator blades 114 downstream. Indeed, the greater the difference ΔyBA 'is high, the greater the dihedral angle can be on the blading, particularly at the blade tip.
En conclusion, on notera par ailleurs que l’invention n’est pas limitée aux modes de réalisation décrits précédemment. Il apparaîtra en effet à l'homme de l'art que diverses modifications peuvent être apportées aux modes de réalisation décrits ci-dessus, à la lumière de l'enseignement qui vient de lui être divulgué.In conclusion, it will also be noted that the invention is not limited to the embodiments described above. It will indeed appear to those skilled in the art that various modifications can be made to the embodiments described above, in light of the teaching which has just been disclosed to them.
Dans la présentation détaillée de l’invention qui est faite précédemment, les termes utilisés ne doivent pas être interprétés comme limitant l’invention aux modes de réalisation exposés dans la présente description, mais doivent être interprétés pour y inclure tous les équivalents dont la prévision est à la portée de l'homme de l'art en appliquant ses connaissances générales à la mise en œuvre de l'enseignement qui vient de lui être divulgué.In the detailed presentation of the invention given above, the terms used should not be interpreted as limiting the invention to the embodiments set forth in this description, but should be interpreted to include all equivalents the prediction of which is within the reach of those skilled in the art by applying their general knowledge to the implementation of the teaching just disclosed to them.
Claims (18)
- un carter externe (102) ;
- un moyeu (104) monté pivotant par rapport au carter externe (102) autour d’un axe principal (X) s’étendant selon une direction amont-aval de l’aéronef ;
- une hélice propulsive (106) montée sur le moyeu (104) afin d’être pivotante par rapport au carter externe (102) ; et
- un redresseur fixe (112) monté sur le carter externe (102) en aval de l’hélice propulsive (106) le long de l’axe principal (X), le redresseur fixe (112) s’étendant autour de l’axe principal (X) et comportant au moins une pale statorique (114) à calage variable autour d’un axe de calage (Y’), chaque pale statorique (114) à calage variable présentant un angle de calage (C’) défini comme l’angle entre, d’une part, n’importe quel plan (P’) perpendiculaire à l’axe principal (X) et, d’autre part, une ligne de corde (706) reliant un bord d’attaque (BA’) de la pale statorique (114) à un bord de fuite (BF’) de la pale statorique (114) ;
- an external casing (102);
- a hub (104) pivotally mounted relative to the external casing (102) around a main axis (X) extending in an upstream-downstream direction of the aircraft;
- a propeller (106) mounted on the hub (104) so as to be pivotable relative to the outer casing (102); and
- a fixed rectifier (112) mounted on the outer casing (102) downstream of the propeller (106) along the main axis (X), the fixed rectifier (112) extending around the main axis (X) and comprising at least one stator blade (114) with variable pitch around a pitch axis (Y'), each stator blade (114) with variable pitch having a pitch angle (C') defined as the angle between, on the one hand, any plane (P') perpendicular to the main axis (X) and, on the other hand, a chord line (706) connecting a leading edge (BA') of the stator blade (114) to a trailing edge (BF') of the stator blade (114);
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US20170284304A1 (en) * | 2016-03-30 | 2017-10-05 | General Electric Company | Valved airflow passage assembly for adjusting airflow distortion in gas turbine engine |
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-
2024
- 2024-07-19 WO PCT/FR2024/050997 patent/WO2025022060A1/en unknown
Patent Citations (2)
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Non-Patent Citations (1)
Title |
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DITTMAR J H ET AL: "CRUISE NOISE OF AN ADVANCED PROPELLER WITH SWIRL RECOVERY VANES", JOURNAL OF AIRCRAFT, AIAA - AMERICAN INSTITUTE OF AERONAUTICS AND ASTRONAUTICS, INC, US, vol. 30, no. 2, 1 March 1993 (1993-03-01), pages 221 - 226, XP000355211, ISSN: 0021-8669 * |
Also Published As
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