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Title:
ASSEMBLY FOR A TURBOMACHINE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2020/239808
Kind Code:
A1
Abstract:
The present invention relates to an assembly for a turbomachine, comprising: • - a first rotor, • - a second rotor, and • - a damper (2) configured to damp a displacement of the first rotor relative to the second rotor, the damper comprising: • o a first portion (21) bearing against the first rotor and having a first radial thickness, • o a second portion (22) bearing against the second rotor and having a second radial thickness, and • o a third portion (23) connecting the first portion (21) to the second portion (22) and having a third radial thickness, wherein the third radial thickness is greater than at least one of the first radial thickness and the second radial thickness.

Inventors:
JOLY PHILIPPE (FR)
LAGARDE ROMAIN (FR)
PERROLLAZ JEAN-MARC (FR)
JABLONSKI LAURENT (FR)
COMIN FRANÇOIS (FR)
DE JAEGHERE EDOUARD (FR)
DOUGUET CHARLES (FR)
Application Number:
PCT/EP2020/064650
Publication Date:
December 03, 2020
Filing Date:
May 27, 2020
Export Citation:
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Assignee:
SAFRAN AIRCRAFT ENGINES (FR)
International Classes:
F01D5/16; F01D5/22; F01D5/26; F04D29/32; F04D29/66
Domestic Patent References:
WO2016059348A12016-04-21
Foreign References:
US5205713A1993-04-27
FR2585069A11987-01-23
US20160298546A12016-10-13
FR2949142A12011-02-18
EP1985810A12008-10-29
FR2923557A12009-05-15
Attorney, Agent or Firm:
REGIMBEAU (FR)
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Claims:
REVENDICATIONS

1. Ensemble pour turbomachine (1) comprenant :

- un carter (10),

- un premier rotor (12) :

o mobile en rotation par rapport au carter (10) autour d’un axe longitudinal (X-X), et o comprenant :

* un disque (120), et

* une pluralité d’aubes (122) susceptibles de battre par rapport au disque (120) lors d’une rotation du premier rotor (12) par rapport au carter (10),

- un deuxième rotor (140) mobile en rotation par rapport au carter (10) autour de l’axe longitudinal (X-X), et

- un amortisseur (2) configuré pour amortir un déplacement du premier rotor (12) par rapport au deuxième rotor (140), dans un plan orthogonal à l’axe longitudinal (X-X), le déplacement étant causé par un battement d’au moins une aube (122) parmi la pluralité d’aubes (122), l’amortisseur (2) comprenant :

o une première partie (21) venant en appui sur le premier rotor (12), et présentant :

* une première surface radialement interne (211) s’étendant tout autour de l’axe longitudinal (X-X),

* une première surface radialement externe (212) s’étendant tout autour de la première surface radialement interne (211), et

* une première épaisseur radiale (E1) mesurée perpendiculairement à l’axe longitudinal (X- X) entre la première surface radialement interne (211) et la première surface radialement externe (212),

o une deuxième partie (22) venant en appui sur le deuxième rotor (140), et présentant :

* une deuxième surface radialement interne (221) s’étendant tout autour de l’axe longitudinal (X-X),

* une deuxième surface radialement externe (222) s’étendant tout autour de la deuxième surface radialement interne (221), et

* une deuxième épaisseur radiale (E2) mesurée perpendiculairement à l’axe longitudinal (X- X) entre la deuxième surface radialement interne (221) et la deuxième surface radialement externe (222), et

o une troisième partie (23) reliant la première partie (21) à la deuxième partie (22), et présentant :

* une troisième surface radialement interne (231) s’étendant tout autour de l’axe longitudinal (X-X),

* une troisième surface radialement externe (232) s’étendant tout autour de la troisième surface radialement interne (231), et

* une troisième épaisseur radiale (E3) mesurée perpendiculairement à l’axe longitudinal (X- X) entre la troisième surface radialement interne (231) et la troisième surface radialement externe (232),

dans lequel la troisième épaisseur radiale (E3) est supérieure à au moins une parmi la première épaisseur radiale (E1) et à la deuxième épaisseur radiale (E2) et la troisième partie (23) comprend un renflement (231 , 232).

2. Ensemble selon la revendication 1 , dans lequel :

- la première partie (21) est configurée pour appliquer un premier effort centrifuge (C1) sur le premier rotor (12), et

- la deuxième partie (22) est configurée pour appliquer un deuxième effort centrifuge (C2) sur le deuxième rotor (140).

3. Ensemble selon la revendication 2, dans lequel la première partie d’appui (21) présente une surface radialement externe venant en contact avec une surface radialement interne du premier rotor (12) et la deuxième partie d’appui (22) présente une surface radialement externe venant en contact avec une surface radialement interne du deuxième rotor (140).

4. Ensemble selon l’une des revendications 1 à 3, dans lequel la troisième épaisseur radiale (E3) est supérieure à chacune parmi la première épaisseur radiale (E1) et à la deuxième épaisseur radiale (E2).

5. Ensemble selon l’une des revendications 1 à 4, dans lequel la deuxième épaisseur radiale (E2) est supérieure à la première épaisseur radiale (E1).

6. Ensemble selon l’une des revendications 1 à 5, dans lequel le renflement (231 , 232) comprend une première lèvre (231) faisant radialement saillie vers l’intérieur de l’amortisseur (2).

7. Ensemble selon l’une des revendications 1 à 6, dans lequel le renflement (231 , 232) comprend une deuxième lèvre (232) faisant radialement saillie vers l’extérieur de

l’amortisseur (2).

8. Ensemble selon l’une des revendications 1 à 7, dans lequel la troisième partie (23) comprend une dépression (233).

9. Ensemble selon l’une des revendications 1 à 8, dans lequel :

- la troisième partie (23) présente une première surface d’appui (2321) agencée pour appliquer un premier effort (F1) sur le deuxième rotor (12), le premier effort (F1) ayant une première composante longitudinale (F1 L) dans une première direction parallèle à l’axe longitudinal (X-X), et une première composante radiale (F1 R) dans une deuxième direction orthogonale à l’axe longitudinal (X-X), la première composante longitudinale (F1 L) étant supérieure à la première composante radiale (F1 R),

- la deuxième partie (22) présente une deuxième surface d’appui (2200) agencée pour appliquer un deuxième effort (F2) sur le deuxième rotor (140), le deuxième effort (F2) ayant une deuxième composante longitudinale (F2L) dans la première direction, et une deuxième composante radiale (F2R) dans la deuxième direction, la deuxième composante radiale (F2R) étant supérieure à la deuxième composante longitudinale (F2L).

10. Ensemble selon l’une des revendications 1 à 9, dans lequel chacune des aubes (122) parmi la pluralité d’aubes (122) comprend :

- un pied d’aube (1220) reliant l’aube (122) au disque (120),

- un aubage (1222) profilé,

- une échasse (1224) reliant l’aubage (1222) au pied d’aube (1220), et

- une plateforme (1226) reliant l’aubage (1222) à l’échasse (1224) et s’étendant

transversalement à l’échasse (1224), la première partie d’appui (21) venant en appui sur chacune des plateformes (1226) des aubes (122) parmi la pluralité d’aubes (122).

11. Ensemble selon l’une des revendications 1 à 10, dans lequel le deuxième rotor (140) comprend une virole (1402), la virole (1402) comprenant une extension circonférentielle (1404), la deuxième partie d’appui (22) venant en appui sur l’extension circonférentielle (1404).

12. Ensemble selon l’une des revendications 1 à 11 , dans lequel l’amortisseur (2) est annulaire, et s’étend tout autour de l’axe longitudinal (X-X).

13. Turbomachine (1) comprenant un ensemble selon l’une des revendications 1 à 12, et dans laquelle le premier rotor (12) est une soufflante, et le deuxième rotor (140) est un compresseur basse pression.

Description:
ENSEMBLE POUR TURBOMACHINE

DOMAINE DE L'INVENTION

La présente invention concerne un ensemble pour turbomachine.

L’invention vise plus spécifiquement un ensemble pour turbomachine comprenant un amortisseur.

ETAT DE LA TECHNIQUE

Une turbomachine connue de l’état de la technique comprend un carter et une soufflante susceptible d’être mise en rotation par rapport au carter, autour d’un axe longitudinal, grâce à un arbre de soufflante.

La soufflante comprend un disque centré sur l’axe longitudinal, et une pluralité d’aubes réparties circonférentiellement au niveau de la partie externe du disque.

Le domaine de fonctionnement de la soufflante est limité. Plus précisément, l’évolution d’un taux de compression de la soufflante en fonction d’un débit d’air qu’elle aspire lors de sa mise en rotation, est restreinte à un domaine prédéterminé.

Au-delà de ce domaine, la soufflante est en effet soumise à des phénomènes aéroélastiques qui la déstabilisent. Plus précisément, l’air circulant à travers la soufflante en fonctionnement apporte de l’énergie aux aubes, et les aubes répondent sur leurs modes propres à des niveaux pouvant dépasser la limite d’endurance du matériau qui les constitue. Ce couplage fluide-structure génère donc des instabilités vibratoires qui accélèrent l’usure de la soufflante, et diminuent sa durée de vie.

Une soufflante qui comprend un nombre d’aubes réduit, et qui est soumise à des charges aérodynamiques élevées, est très sensible à ce genre de phénomènes.

C’est la raison pour laquelle il est nécessaire de garantir une marge suffisante entre le domaine de fonctionnement stable et les zones d’instabilité, de sorte à ménager les limites d’endurance de la soufflante.

Pour ce faire, il est connu de doter la soufflante d’amortisseurs. Des exemples

d’amortisseurs ont été décrits dans les documents FR 2 949 142, EP 1 985 810 et FR 2 923 557, au nom de la Demanderesse. Ces amortisseurs sont tous configurés pour être logés entre la plateforme et le pied de chaque aube, au sein du logement délimité par les échasses respectives de deux aubes successives. Par ailleurs, de tels amortisseurs fonctionnent lors d’un déplacement relatif entre deux plateformes d’aubes successives, par dissipation de l’énergie de vibration, par exemple par frottement. Par conséquent, ces amortisseurs s’attachent uniquement à amortir un premier mode vibratoire des aubes qui caractérise une réponse synchrone des aubes aux sollicitations aérodynamiques. Dans ce premier mode vibratoire, le déphasage inter-aube est non nul.

Toutefois, de tels amortisseurs sont totalement inefficaces pour amortir un deuxième mode vibratoire dans lequel chaque aube bat par rapport au disque avec un déphasage inter-aube nul. En effet, dans ce deuxième mode vibratoire, il n’existe pas de déplacement relatif entre deux plateformes d’aubes successives. Cette réponse particulière des aubes aux

sollicitations aérodynamiques, quoique asynchrone, implique tout de même un moment non nul sur l’arbre de soufflante. En outre, ce deuxième mode vibratoire est couplé entre les aubes, le disque, et l’arbre de soufflante. L’amplitude de ce deuxième mode vibratoire est d’autant importante que les aubes sont grandes.

Il existe donc un besoin de palier au moins un des inconvénients de l’état de la technique précédemment décrits.

EXPOSE DE L'INVENTION

Un but de l’invention est d’amortir un mode de vibration d’un rotor dans lequel le déphasage entre les aubes dudit rotor est nul.

Un autre but de l’invention est d’influencer l’amortissement de modes de vibration d’un rotor dans lequel le déphasage entre les aubes dudit rotor est non nul.

Un autre but de l’invention est de proposer une solution d’amortissement simple et facile à mettre en œuvre.

Il est à cet effet proposé, selon un premier aspect de l’invention, un ensemble pour turbomachine comprenant :

- un carter,

- un premier rotor :

o mobile en rotation par rapport au carter autour d’un axe longitudinal, et

o comprenant :

* un disque, et

* une pluralité d’aubes susceptibles de battre par rapport au disque lors d’une rotation du premier rotor par rapport au carter,

- un deuxième rotor mobile en rotation par rapport au carter autour de l’axe longitudinal, et

- un amortisseur configuré pour amortir un déplacement du premier rotor par rapport au deuxième rotor, dans un plan orthogonal à l’axe longitudinal, le déplacement étant causé par un battement d’au moins une aube parmi la pluralité d’aubes, l’amortisseur comprenant : o une première partie venant en appui sur le premier rotor, et présentant :

* une première surface radialement interne s’étendant tout autour de l’axe longitudinal,

* une première surface radialement externe s’étendant tout autour de la première surface radialement interne, et

* une première épaisseur radiale mesurée perpendiculairement à l’axe longitudinal entre la première surface radialement interne et la première surface radialement externe,

o une deuxième partie venant en appui sur le deuxième rotor, et présentant :

* une deuxième surface radialement interne s’étendant tout autour de l’axe longitudinal,

* une deuxième surface radialement externe s’étendant tout autour de la deuxième surface radialement interne, et

* une deuxième épaisseur radiale mesurée perpendiculairement à l’axe longitudinal entre la deuxième surface radialement interne et la deuxième surface radialement externe, et o une troisième partie reliant la première partie à la deuxième partie, et présentant :

* une troisième surface radialement interne s’étendant tout autour de l’axe longitudinal,

* une troisième surface radialement externe s’étendant tout autour de la troisième surface radialement interne, et

* une troisième épaisseur radiale mesurée perpendiculairement à l’axe longitudinal entre la troisième surface radialement interne et la troisième surface radialement externe, dans lequel la troisième épaisseur radiale est supérieure à au moins une parmi la première épaisseur radiale et à la deuxième épaisseur radiale et la troisième partie comprend un renflement.

C’est en amortissant un déplacement du premier rotor par rapport au deuxième rotor, dans un plan orthogonal à l’axe longitudinal, qu’il est possible d’influencer le deuxième mode vibratoire. De fait, contrairement au premier mode vibratoire, le deuxième mode vibratoire se caractérise par un déphasage inter-aube nul. Par conséquent, disposer un amortisseur entre deux aubes successives d’un rotor, comme cela a déjà été proposé dans l’art antérieur, ne produit aucun effet sur le deuxième mode vibratoire. L’amortisseur de l’ensemble

précédemment décrit présente, quant à lui, l’avantage d’influencer le deuxième mode vibratoire car il joue sur un effet du deuxième mode vibratoire : le déplacement du premier rotor par rapport au deuxième rotor, dans le plan orthogonal à l’axe longitudinal. En s’opposant à cet effet, l’amortisseur en perturbe la cause, c’est-à-dire amortit le deuxième mode vibratoire. Il convient néanmoins de noter que le premier mode vibratoire participe également au déplacement du premier rotor par rapport au deuxième rotor, dans le plan orthogonal à l’axe longitudinal. Par conséquent, en s’opposant à cet effet, l’amortisseur participe également à en perturber une autre cause, c’est-à-dire amortir le premier mode vibratoire. En outre, l’amortisseur étant annulaire, il permet de répartir les contraintes d’appui appliquées par l’amortisseur sur le premier rotor et sur le deuxième rotor, sur une surface plus importante. De là, l’amortisseur use moins le premier rotor et le deuxième rotor sur lesquels il vient en appui. Enfin, la troisième partie étant plus épaisse que la première partie et la deuxième partie, elle est plus massive. La troisième partie permet donc de limiter la propagation tangentielle des modes vibratoires auxquels le premier rotor et le deuxième rotor sont soumis. Ainsi, l’amortisseur est susceptible, grâce à cette troisième partie, de dissiper les vibrations par son travail en flexion et en inertie.

Avantageusement, mais facultativement, l’ensemble selon l’invention peut en outre comprendre l’une des caractéristiques suivantes, prise seule ou en combinaison avec une ou plusieurs des autres des caractéristiques suivantes :

- dans un tel ensemble :

o la première partie est configurée pour appliquer un premier effort centrifuge sur le premier rotor, et

o la deuxième partie est configurée pour appliquer un deuxième effort centrifuge sur le deuxième rotor,

- la première partie d’appui présente une surface radialement externe venant en contact avec une surface radialement interne du premier rotor et la deuxième partie d’appui présente une surface radialement externe venant en contact avec une surface radialement interne du deuxième rotor,

- la troisième épaisseur radiale est supérieure à chacune parmi la première épaisseur radiale et à la deuxième épaisseur radiale,

- la deuxième épaisseur radiale est supérieure à la première épaisseur radiale,

- le renflement comprend une première lèvre faisant radialement saillie vers l’intérieur de l’amortisseur,

- le renflement comprend une deuxième lèvre faisant radialement saillie vers l’extérieur de l’amortisseur,

- la troisième partie comprend une dépression,

- dans un tel ensemble :

o la troisième partie présente une première surface d’appui agencée pour appliquer un premier effort sur le deuxième rotor, le premier effort ayant une première composante longitudinale dans une première direction parallèle à l’axe longitudinal, et une première composante radiale dans une deuxième direction orthogonale à l’axe longitudinal, la première composante longitudinale étant supérieure à la première composante radiale, o la deuxième partie présente une deuxième surface d’appui agencée pour appliquer un deuxième effort sur le deuxième rotor, le deuxième effort ayant une deuxième composante longitudinale dans la première direction, et une deuxième composante radiale dans la deuxième direction, la deuxième composante radiale étant supérieure à la deuxième composante longitudinale,

- chacune des aubes parmi la pluralité d’aubes comprend :

o un pied d’aube reliant l’aube au disque,

o un aubage profilé,

o une échasse reliant l’aubage au pied d’aube, et

o une plateforme reliant l’aubage à l’échasse et s’étendant transversalement à l’échasse, la première partie d’appui venant en appui sur chacune des plateformes des aubes parmi la pluralité d’aubes,

- le deuxième rotor comprend une virole, la virole comprenant une extension

circonférentielle, la deuxième partie d’appui venant en appui sur l’extension circonférentielle, et

- l’amortisseur est annulaire, et s’étend tout autour de l’axe longitudinal.

Selon un deuxième aspect de l’invention, il est proposé une turbomachine comprenant un ensemble tel que précédemment décrit, et dans laquelle le premier rotor est une soufflante, et le deuxième rotor est un compresseur basse pression.

DESCRIPTION DES FIGURES

D’autres caractéristiques, buts et avantages de l’invention ressortiront de la description qui suit, qui est purement illustrative et non limitative, et qui doit être lue en regard des dessins annexés sur lesquels :

La figure 1 illustre de façon schématique une turbomachine,

La figure 2 comprend une vue en coupe d’une partie d’une turbomachine, et une courbe indiquant un déplacement tangentiel de différents éléments de cette partie de turbomachine en fonction de la position desdits éléments le long d’un axe longitudinal de la turbomachine, La figure 3 est une vue en coupe d’une partie d’un exemple de réalisation d’un ensemble selon l’invention,

La figure 4 est une vue en perspective d’une partie d’un exemple de réalisation d’un ensemble selon l’invention, et

La figure 5 est une vue en perspective d’une partie d’un amortisseur d’un exemple de réalisation d’un ensemble selon l’invention.

Sur l’ensemble des figures, les éléments similaires portent des références identiques. DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION

Turbomachine 1

En référence à la figure 1 , une turbomachine 1 comprend un carter 10, une soufflante 12, un compresseur basse pression 140, un compresseur haute pression 142, une chambre de combustion 16, une turbine haute pression 180 et une turbine basse pression 182.

Chacun de la soufflante 12, du compresseur basse pression 140, du compresseur haute pression 142, de la turbine haute pression 180, et de la turbine basse pression 182, est mobile en rotation par rapport au carter 10 autour d’un axe longitudinal X-X.

Dans le mode de réalisation illustré en figure 1 , et comme également visible sur les figures 2 et 3, la soufflante 12 et le compresseur basse pression 140 sont solidaires en rotation, et sont susceptibles d’être mis en rotation par un arbre basse pression 13 qui est lui-même susceptible d’être mis en rotation par la turbine basse pression 182. Le compresseur haute pression 142 est, quant à lui, susceptible d’être mis en rotation par un arbre haute pression 15, qui est lui-même susceptible d’être mis en rotation par la turbine haute pression 180.

En fonctionnement, la soufflante 12 aspire un flux d’air 110 qui se sépare entre un flux secondaire 112, circulant autour du carter 10, et un flux primaire 111 , successivement comprimé au sein du compresseur basse pression 140 et du compresseur haute pression 142, enflammé au sein de la chambre de combustion 16, puis successivement détendu au sein de la turbine haute pression 180 et de la turbine basse pression 182.

L'amont et l'aval sont ici définis par rapport au sens d'écoulement normal d’air 110, 111 , 112 à travers la turbomachine 1. De même, une direction axiale correspond à la direction de l'axe longitudinal X-X, une direction radiale est une direction qui est perpendiculaire à cet axe longitudinal X-X et qui passe par ledit axe longitudinal X-X, et une direction circonférentielle, ou tangentielle, correspond à la direction d’une ligne courbe plane et fermée, dont tous les points se trouvent à égale distance de l’axe longitudinal X-X. Enfin, et sauf précision contraire, les termes « interne (ou intérieur) » et « externe (ou extérieur) », respectivement, sont utilisés en référence à une direction radiale de sorte que la partie ou la face interne (i.e. radialement interne) d'un élément est plus proche de l'axe longitudinal X-X que la partie ou la face externe (i.e. radialement externe) du même élément.

Soufflante 12 et compresseur basse pression 140

En référence aux figures 1 à 3, la soufflante 12 comprend un disque 120 et une pluralité d’aubes 122 réparties circonférentiellement au niveau d’une partie externe du disque 120.

En référence aux figures 2 et 3, chacune des aubes 122 de la pluralité d’aubes 122 comprend :

- un pied d’aube 1220 reliant l’aube 122 au disque 120, - un aubage profilé 1222,

- une échasse 1224 reliant l’aubage 1222 au pied d’aube 1220, et

- une plateforme 1226 reliant l’aubage 1222 à l’échasse 1224, et s’étendant

transversalement à l’échasse 1224.

Le pied d’aube 1220 peut être venu de matière avec le disque 120 lorsque la soufflante 12 est un disque aubagé monobloc. Alternativement, comme visible sur la figure 3, le pied d’aube 1220 peut être configuré pour être logé dans une alvéole 1200 du disque 120 prévue à cet effet.

Comme visible sur les figures 2 et 3, le compresseur basse pression 140 comprend également une pluralité d’aubes 1400 montées fixes au niveau d’une partie externe d’une virole 1402, ladite virole 1402 comprenant une extension circonférentielle 1404 à l’extrémité externe de laquelle des léchettes radiales d’étanchéité 1406 s’étendent. Les léchettes radiales d’étanchéité 1406 viennent en regard des plateformes 1226 des aubes 122 de la soufflante 12, de sorte à garantir l’étanchéité interne de la veine d’écoulement au sein duquel circule le flux primaire 111. Comme plus précisément visible sur la figure 3, la virole 1402 du compresseur basse pression 140 est fixée au disque 120 de la soufflante 12, par exemple par boulonnage.

Chacune des aubes 122 de la pluralité d’aubes 122 de soufflante 12 est susceptible de battre, en vibrant par rapport au disque 120 lors d’une rotation de la soufflante 12 par rapport au carter 10. Plus précisément, lors du couplage entre l’air 110 circulant au sein de la soufflante 12 et les aubages profilés 1222, les aubes 122 sont le siège de phénomènes aéroélastiques de flottement sur différents modes vibratoires, et dont l’amplitude peut être telle qu’elle dépasse les limites d’endurance des matériaux constituant la soufflante 12. Ces modes vibratoires sont en outre couplés aux efforts opposés de compression en amont de la turbomachine 1 , et de détente en aval de celle-ci.

Un premier mode vibratoire caractérise une réponse synchrone des aubes 122 aux sollicitations aérodynamiques, dans laquelle le déphasage inter-aube est non nul.

Un deuxième mode vibratoire caractérise une réponse asynchrone des aubes 122 aux sollicitations aérodynamiques, dans laquelle le déphasage inter-aube est nul. L’amplitude des battements du deuxième mode vibratoire est d’ailleurs d’autant grande que les aubes 122 de soufflante 12 sont grandes. En outre, ce deuxième mode vibratoire est couplé entre les aubes 122, le disque 120, et l’arbre de soufflante 13. La fréquence du deuxième mode vibratoire est, de plus, une fois et demie supérieure à celle du premier mode vibratoire. Enfin, le deuxième mode vibratoire présente une déformée nodale à mi-hauteur des aubes 122 de soufflante 12. Dans des modes vibratoires, dont le deuxième mode vibratoire, le battement des aubes 122 implique un moment non nul sur l’arbre basse pression 13. Notamment, ces modes vibratoires entraînent des efforts de torsion intenses au sein de l’arbre basse pression 13. Les vibrations induites par le battement des aubes 122 de la soufflante 12, mais aussi par le battement des aubes 1400 du compresseur basse pression 140, conduisent à des déplacements tangentiels relatifs importants entre la soufflante 12 et le compresseur basse pression 140. En effet, la longueur des aubes 122 de la soufflante 12 est supérieure à la longueur des aubes 1400 du compresseur basse pression 140. Par conséquent, le moment de flexion tangentielle entraîné par les battements d’une aube 122 de la soufflante 12 est supérieur au moment de flexion tangentielle entraîné par des battements d’une aube 1400 du compresseur basse pression 140. Les aubages des aubes 122 de la soufflante 12 et des aubes 1400 du compresseur basse pression 140 ont alors des comportements bien différents. Par ailleurs, la raideur de montage au sein de la soufflante 12 est différente de la raideur de montage au sein du compresseur basse pression 140.

Comme visible plus précisément sur la figure 2, il en résulte notamment un déplacement de grande amplitude de la soufflante 12 par rapport au compresseur basse pression 140, dans un plan orthogonal à l’axe longitudinal X-X, à l’interface entre les plateformes 1226 des aubes 122 de la soufflante 12 et les léchettes radiales d’étanchéité 1406 de l’extension circonférentielle 1404 de la virole 1402 du compresseur basse pression 140. L’amplitude de ce déplacement pour le deuxième mode vibratoire est par exemple comprise entre 0,01 et 0,09 millimètre, typiquement de l’ordre de 0,06 millimètre, ou, dans un autre exemple, est de l’ordre de quelques dixièmes de millimètre, par exemple 0,1 ou 0,2 ou 0,3 millimètre.

Amortisseur 2

Un amortisseur 2 est utilisé en vue d’amortir ces vibrations de la soufflante 12 et/ou du compresseur basse pression 140.

L’amortisseur 2 est notamment configuré pour amortir un déplacement de la soufflante 12 par rapport au compresseur basse pression 140, dans un plan orthogonal à l’axe longitudinal X-X, le déplacement étant causé par un battement d’au moins une aube 122 parmi la pluralité d’aubes 122 de la soufflante 12.

En référence aux figures 3 à 5, l’amortisseur 2 comprend :

- une première partie 21 venant en appui sur la soufflante 12,

- une deuxième partie 22 venant en appui sur le compresseur basse pression 140, et

- une troisième partie 23 reliant la première partie 21 à la deuxième partie 22.

Comme notamment visible sur la figure 5, l’amortisseur 2 est annulaire, et s’étend donc tout autour de l’axe longitudinal X-X. Plus précisément, la première partie 21 présente une première surface radialement interne 211 s’étendant tout autour de l’axe longitudinal X-X, et une première surface radialement externe 212 s’étendant tout autour de la première surface radialement interne 211. De plus, la deuxième partie 22 présente une deuxième surface radialement interne 221 s’étendant tout autour de l’axe longitudinal X-X, et une deuxième surface radialement externe 222 s’étendant tout autour de la deuxième surface radialement interne 221. Enfin, la troisième partie 23 présente une troisième surface radialement interne 2310 s’étendant tout autour de l’axe longitudinal X-X, et une troisième surface radialement externe 2320 s’étendant tout autour de la troisième surface radialement interne 2310.

En outre, comme visible sur la figure 4, la première partie 21 présente une première épaisseur radiale E1 mesurée perpendiculairement à l’axe longitudinal X-X entre la première surface radialement interne 211 et la première surface radialement externe 212. De même, la deuxième partie 22 présente une deuxième épaisseur radiale E2 mesurée

perpendiculairement à l’axe longitudinal X-X entre la deuxième surface radialement interne 221 et la deuxième surface radialement externe 222. Enfin, la troisième partie 23 présente une troisième épaisseur radiale E3 mesurée perpendiculairement à l’axe longitudinal X-X entre la troisième surface radialement interne 2310 et la troisième surface radialement externe 2320.

La troisième épaisseur radiale E3 est supérieure à au moins une parmi la première épaisseur radiale E1 et la deuxième épaisseur radiale E2. Dans un mode de réalisation, par exemple illustré en figure 4, la troisième épaisseur radiale E3 est supérieure à chacune de la première épaisseur radiale E1 et de la deuxième épaisseur radiale E2. De cette manière, la troisième partie 23 est plus massive que la première partie 21 et que la deuxième partie 22. Dans une variante également avantageuse, la deuxième épaisseur radiale E2 est supérieure à la première épaisseur radiale E1 , de manière à favoriser l’appui de la deuxième partie 22 sur le compresseur basse pression 140.

Dans un mode de réalisation avantageux, la première partie 21 vient en appui sur chacune des plateformes 1226 des aubes 122 de la soufflante 12, préférentiellement au niveau d’une surface interne de chacun des plateformes 1226. Un amortisseur 2 annulaire est d’ailleurs particulièrement adapté pour une soufflante 12 comprenant un disque 120 qui est aubagé monobloc. En effet, dans une soufflante 12 où les aubes 122 sont rapportées sur le disque 120, si l’amortisseur 2 est annulaire, alors l’appui de la première partie 21 sur les différentes plateformes 1226 des aubes 122 n’est pas uniforme. Ceci induit un amortissement inhomogène autour de l’axe longitudinal X-X et, de là, des risques d’usure des plateformes 1226 et de l’amortisseur 2. Les surfaces internes des plateformes 1226 peuvent comporter des reliefs de manière à être axisymétriques. Cette non symétrie circonférentielle du côté intérieur des plateformes 1226 peut ainsi optimiser les appuis mutuels de l’amortisseur 2, en particulier leurs répartitions, tout en privilégiant le cas échéant des usures d’appui à ces reliefs. En outre, la deuxième partie 22 vient en appui sur l’extension circonférentielle 1404 de la virole 1402 du compresseur basse pression 140, au niveau d’une surface interne des léchettes radiales d’étanchéité 1406. En effet, c’est à cette position que le déplacement de la soufflante 12 par rapport au compresseur basse pression 140, dans le plan orthogonal à l’axe longitudinal X-X, est de plus grande amplitude, typiquement de quelques millimètres. Par conséquent, l’amortisseur 2 s’y trouve particulièrement efficace.

Dans un mode de réalisation, l’amortisseur 2 comprend un matériau de la gamme ayant l’appellation commerciale « SMACTANE® ST » et/ou « SMACTANE® SP », par exemple un matériau de type « SMACTANE® ST 70 » et/ou « SMACTANE® SP 50 ». Il a en effet été observé que de tels matériaux présentent des propriétés d’amortissement appropriées.

En référence à la figure 3, dans un mode de réalisation, la première partie 21 est configurée pour appliquer un premier effort centrifuge C1 sur la soufflante 12, tandis que la deuxième partie 22 est configurée pour appliquer un deuxième effort centrifuge C2 sur le compresseur basse pression 140. Pour appliquer le premier effort centrifuge C1 , la première partie d’appui

21 présente une surface radialement externe venant en contact avec une surface

radialement interne de la soufflante 12, typiquement une surface radialement interne de la plateforme 1226. Pour appliquer le deuxième effort centrifuge C2, la deuxième partie d’appui

22 présente une surface radialement externe venant en contact avec une surface

radialement interne du compresseur basse pression 140, typiquement une surface radialement interne de l’extension circonférentielle 1404, par exemple une surface radialement interne des léchettes d’étanchéité 1406. De cette manière, ces parties 21 , 22 sont chacune couplée dynamiquement respectivement à la soufflante 12 et au compresseur basse pression 140 sur lequel chacune vient en appui, de sorte à subir les mêmes vibrations que chacun de la soufflante 12 et du compresseur basse pression 140.

La troisième partie 23 est plus raide, notamment dans une direction tangentielle. Ainsi, en fonctionnement, un déplacement de la soufflante 12 par rapport au compresseur basse pression 140, dans un plan orthogonal à l’axe longitudinal X-X, entraîne un cisaillement tangentiel de l’amortisseur 2 qui amène des déplacements circonférentiels dudit amortisseur 2. Les appuis respectifs sur la soufflante 12 et le compresseur basse pression 140 sont donc rompus, puis rapidement repris pour appliquer à nouveau les efforts centrifuges C1 , C2. Ces ruptures et reprises des appuis permettent l’amortissement. Avantageusement, les déplacements tangentiels de la soufflante 12 à haute fréquence sont amortis lorsque les parties 21 , 22 sont en appui contre la soufflante 12 et le compresseur basse pression 140.

La rupture des appuis, puis le glissement circonférentiel, permet d’amortir des fréquences plus faibles. De ce manière, l’amortisseur 2 est efficace sur une large gamme de fréquences. En référence à la figure 4, dans un mode de réalisation, la troisième partie 23 comprend un renflement 231 , 232, de préférence annulaire. Avantageusement, le renflement 231 , 232 comprend une première lèvre 231 , elle aussi annulaire, et faisant radialement saillie vers l’intérieur de l’amortisseur 2. La première lèvre 231 est destinée à alourdir la troisième partie 23, ce qui augmente avantageusement son inertie tangentielle. Alternativement, ou en complément comme illustré sur la figure 4, le renflement 231 , 232 comprend une deuxième lèvre 232, également annulaire, et faisant radialement saillie vers l’extérieur de l’amortisseur 2. Outre sa fonction d’alourdissement de la troisième partie 23 qui entraîne

avantageusement une augmentation de la rigidité tangentielle, la deuxième lèvre permet également d’assurer le calage axial de l’amortisseur 2 ente la soufflante 12 et le

compresseur basse pression 140.

En référence à la figure 4, dans un mode de réalisation :

- la troisième partie 23 présente une première surface d’appui 2321 agencée pour appliquer un premier effort F1 sur le compresseur basse pression 140, le premier effort F1 ayant une première composante longitudinale F1 L dans une première direction parallèle à l’axe longitudinal X-X, et une première composante radiale F1 R dans une deuxième direction orthogonale à l’axe longitudinal X-X, la première composante longitudinale F1 L étant supérieure à la première composante radiale F1 R,

- la deuxième partie 22 présente une deuxième surface d’appui 2200 agencée pour appliquer un deuxième effort F2 sur le compresseur base pression 140, le deuxième effort F2 ayant une deuxième composante longitudinale F2L dans la première direction, et une deuxième composante radiale F2R dans la deuxième direction, la deuxième composante radiale F2R étant supérieure à la deuxième composante longitudinale F2L.

En d’autres termes, la troisième partie 23 assure l'appui à positionnement axial de l’amortisseur 2, par l’intermédiaire de la première surface d’appui 2321 , puisqu’il s’agit d’une surface axial aval de l’amortisseur 2 venant en contact avec une surface axial amont du compresseur basse pression 140. Par ailleurs, la deuxième partie 22 assure l’appui à positionnement radial de l’amortisseur 2, par l’intermédiaire de la deuxième surface d’appui 2200, puisqu’il s’agit d’une surface radialement externe de l’amortisseur 2 venant en contact avec une surface radialement interne du compresseur basse pression 140. En outre, en fonctionnement, la deuxième surface d’appui 2200 participe à l’application du deuxième effort centrifuge C2 sur le compresseur basse pression 140. Avantageusement, c’est la deuxième lèvre 232 de la troisième partie 23 qui présente la première surface d’appui 2321 , comme visible sur la figure 4.

En référence aux figures 4 et 5, dans un mode de réalisation, la troisième partie 23 comprend une dépression 233, de préférence annulaire. La dépression 233 peut être pratiquée au niveau d’une surface externe 2320 ou d’une surface interne 2310 de la troisième partie 23, en amont ou en aval du renflement 231 , 232. Dans le mode de réalisation illustré sur la figure 5, la dépression 233 s’étend en amont du renflement. Lorsque la dépression 233 s’étend en aval du renflement 231 , 232, comme illustré sur la figure 4, au niveau d’une surface externe 2320 de la troisième partie 23, il assure un dégagement qui permet à l’amortisseur 2 d’éviter de frotter sur un coin des léchettes radiales d’étanchéité 1406. En tout état de cause, la dépression 233 favorise le calage axial de l’amortisseur 2 entre la soufflante 12 et le compresseur basse pression 140, mais aussi l’étanchéité de la veine d’écoulement du flux d’air primaire 111. En effet, sous l’effet du premier effort centrifuge C1 , la première partie 21 peut ainsi se comprimer vers l’aval.

Dans un mode de réalisation, l’une au moins parmi la première partie 21 , la deuxième partie 22 et la troisième partie 23 comprend un revêtement additionnel, configuré pour diminuer le frottement et/ou l’usure de la soufflante et/ou du compresseur basse pression 140. Ce revêtement additionnel est monté fixe sur une surface externe de l’amortisseur 2, par exemple par collage. Le revêtement additionnel est de type dissipatif et/ou viscoélastique et/ou amortissant. Il peut en effet comprendre un matériau de la gamme ayant l’appellation commerciale « SMACTANE® ST » et/ou « SMACTANE® SP », par exemple un matériau de type « SMACTANE® ST 70 » et/ou « SMACTANE® SP 50 ». Il peut également comprendre un matériau choisi parmi ceux présentant des propriétés mécaniques similaires à celles du vespel, du téflon ou de toute autre matière à propriétés lubrifiantes. De manière plus générale le matériau de revêtement additionnel possède avantageusement un coefficient de frottement compris entre 0,3 et 0,07. Le revêtement permet notamment d’augmenter la raideur tangentielle de l’amortisseur 2 lorsque, en fonctionnement, il applique les efforts centrifuges C1 , C2 pour que le déplacement de la soufflante 12 par rapport au compresseur basse pression 140, dans le plan orthogonal à l’axe longitudinal X-X, soit amorti par dissipation énergétique au moyen d’un cisaillement viscoélastique de son revêtement.

Dans un mode de réalisation, l’une au moins parmi la première partie 21 , la deuxième partie 22 et la troisième partie 23 est traitée par lubrification sèche, en vue de pérenniser la valeur du coefficient de frottement entre l’amortisseur 2 et l’un et/ou l’autre de la soufflante 12 et du compresseur basse pression 140. Ce matériau à propriétés de lubrification est par exemple de type MoS2.

Dans tout ce qui a été décrit précédemment, l’amortisseur 2 est configuré pour amortir un déplacement de la soufflante 12 par rapport au compresseur basse pression 140, dans le plan orthogonal à l’axe longitudinal X-X.

Ceci n’est cependant pas limitatif, puisque l’amortisseur 2 est également configuré pour amortir un déplacement de n’importe quel premier rotor 12 par rapport à n’importe quel deuxième rotor 140, dans un plan orthogonal à l’axe longitudinal X-X, tant que le premier rotor 12 est mobile en rotation par rapport au carter 10 autour de l’axe longitudinal X-X et comprend un disque 120 ainsi qu’une pluralité d’aubes 122 susceptibles de battre en vibrant par rapport au disque 120 lors d’une rotation du premier rotor 12 par rapport au carter 10, et que le deuxième rotor 140 est également mobile en rotation par rapport au carter 10 autour de l’axe longitudinal X-X.

Ainsi, le premier rotor 12 peut être un premier étage du compresseur haute pression 142 ou de compresseur basse pression 140, et le deuxième rotor 140 être un deuxième étage dudit compresseur 140, 142, successif au premier étage de compresseur 140, 142, en amont ou en aval de ce-dernier. Alternativement, le premier rotor 12 peut être un premier étage de turbine haute pression 180 ou de turbine basse pression 182, et le deuxième rotor 140 être un deuxième étage de ladite turbine 180, 182, successif au premier étage de turbine 180, 182, en amont ou en aval de ce-dernier.

En tout état de cause l’amortisseur 2 présente un encombrement restreint. Par conséquent, il peut facilement être intégré aux turbomachines existantes.

De plus, en étant configuré pour exercer des efforts centrifuges C1 , C2 sur le premier rotor 12 et sur le deuxième rotor 140, l’amortisseur 2 assure une raideur tangentielle importante entre le premier rotor 12 et le deuxième rotor 140. Il se démarque ainsi d’un amortisseur trop souple qui viendrait uniquement à se déformer lors d’un déplacement du premier rotor 12 par rapport au deuxième rotor 140, dans le plan orthogonal à l’axe longitudinal X-X. Au contraire, l’amortisseur 2 dissipe un tel déplacement :

- soit par frottement et/ou oscillations entre un état où l’amortisseur 2 est collé sur les rotors 12, 140 et un état où l’amortisseur 2 glisse sur les rotors 12, 140, ce qui permet d’amortir notamment les basses fréquences,

- soit par cisaillement viscoélastique au sein de l’amortisseur 2, ce qui permet d’amortir notamment les hautes fréquences.

Toutefois, l’amortisseur 2 demeure suffisamment souple pour maximiser les surfaces de contact entre ledit amortisseur 2 et les rotors 12, 140 sur lequel il vient en appui. Pour ce faire, l’amortisseur 2 présente une rigidité tangentielle plus importante qu’une rigidité axiale et qu’une rigidité radiale.

Les efforts de contact entre l’amortisseur 2 et les rotors 12, 140 peuvent notamment être ajustés au moyen de revêtements supplémentaires. A basses fréquences, il est en effet nécessaire de s’assurer que les efforts centrifuges C1 , C2 exercées par l’amortisseur 2 sur les rotors 12, 140 ne sont pas trop importants, afin de garantir que l’amortisseur 2 puisse osciller entre un état collé et un état glissant sur les rotors 12, 140, et ainsi amortir par frottements. A hautes fréquences, en revanche, il est nécessaire de s’assurer que les efforts centrifuges C1 , C2 exercées par l’amortisseur 2 sur les rotors 12, 140 sont suffisamment importants pour que la précontrainte de l’amortisseur 2 sur les rotors 12, 140 soit suffisante, afin de garantir que l’amortisseur 2 puisse être le siège de cisaillement viscoélastique. L’usure des rotors 12, 140 est notamment limitée par traitement des surfaces de l’amortisseur 2 en appui sur les rotors 12, 140, par exemple pour les doter d’un revêtement à faible coefficient de frottement.