Domaine de l'invention

L'invention concerne une roue aubagée à calages variables, ainsi qu'une turbomachine comprenant une telle roue aubagée.

Etat de l'art Les roues aubagées de turbomachine comprenant au moins un rotor et des pales à calage géométrique variable sont connues de l'état de la technique.

Dans le cas de moteurs à hélice comprenant une ou plusieurs hélices, chaque hélice comprend une pluralité de pales d'une roue aubagée, les pales étant disposées circonférentiellement à la périphérie de la roue aubagée, les pales présentant la même configuration géométrique autour de l'axe de la turbomachine ou axe de l'hélice, les pales étant entraînées en rotation par le rotor autour cet axe.

Le système de pales à calage variable permet de modifier le calage de toutes les pales de manière identique de sorte à adapter le fonctionnement aérodynamique des pales de l'hélice à la variation des conditions de vol. Cette variation peut résulter soit d'un changement de point de vol couple (z altitude, Mn Mach) ou de régime de rotation des hélices.

Le moteur à hélice est par exemple un moteur de type turbopropulseur.

Il peut également s'agir d'un moteur du type à soufflante non carénée (en anglais « open rotor» ou « unducted fan »), typiquement à soufflante non carénée et à hélices contrarotatives (en anglais « contra rotative open rotor ». La soufflante d'une turbomachine de ce type comprend typiquement deux hélices externes coaxiales correspondant à deux roues aubagées, respectivement amont et aval, dont au moins une est entraînée en rotation et qui s'étendent sensiblement radialement à l'extérieur de la nacelle de cette turbomachine, de sorte à avoir des vitesses de rotations différentes. Par exemple, une seule des hélices peut être entraînée, ou les hélices peuvent être contrarotatives.

Le calage géométrique est typiquement l'angle formé par la corde du profil de la pale et le plan de rotation de l'hélice, défini comme le plan orthogonal à l'axe de rotation de l'hélice de la roue aubagée.

A cet effet, comme illustré sur la Figure 1 , on connaît un rotor comprenant pour chaque pale 2 de l'hélice un arbre 6 radial dont une tête 601 est liée à la pale 2 par un pivot 8 dans lequel un pied de la pale 201 est logé.

La rotation de l'arbre 6 radial peut être commandée par le déplacement axial d'une biellette 9. Un vérin (non représenté) peut commander le déplacement axial des biellettes 9, et ainsi régler de manière uniforme le calage de l'ensemble des pales 2 de sorte à obtenir systématiquement le même calage pour toutes les pales.

La certification acoustique d'un avion se base sur le critère EPNL (« Effective Perceived Noise Level », niveau de bruit perçu effectif en terminologie anglo-saxonne), qui vise à évaluer les niveaux de bruit de l'avion dans les phases d'approche et de décollage.

L'EPNL prend également en compte la gêne perçue par l'oreille humaine, et occasionnée par les différentes composantes des spectres de bruit mesurés.

Les moteurs à hélice, tels que décrits plus haut, génèrent pour l'oreille humaine un bruit important lors des phases d'approche et de décollage, ce qui limite leur possibilité de certification acoustique et donc leur mise en œuvre. Présentation générale de l'invention

Un objectif de l'invention est de proposer une roue aubagée à calage variable permettant de diminuer le bruit effectif perçu par un observateur au sol lors des phases de décollage et d'approche à basse vitesse et produit par la turbomachine en fonctionnement.

Afin de pallier les inconvénients de l'état de la technique, l'invention propose une roue aubagée à calages variables comprenant :

- une pluralité de pales, chacune à calage variable selon un axe de rotation de pale et chacune présentant un pied, la pluralité de pales comprenant au moins une première pale et au moins une deuxième pale,

- une pluralité d'arbres de liaison de rotor, chaque arbre présentant un pied et une tête, le pied de chaque pale étant monté sur la tête d'un arbre correspondant de liaison de rotor par l'intermédiaire d'un pivot de manière à permettre la rotation de chaque pale selon l'axe de rotation de pale,

dans laquelle la première pale présente une première inclinaison d'axe de rotation, telle que l'axe de rotation de pale de la première pale est incliné de manière fixe par rapport à un axe radial de la roue aubagée passant par le pied de l'arbre correspondant, et la deuxième pale présente une deuxième inclinaison d'axe de rotation différente de la première inclinaison d'axe de rotation.

Une telle roue aubagée permet de diminuer le bruit produit par la turbomachine en fonctionnement et perçu par l'oreille humaine

En effet, le bruit global produit par un avion en fonctionnement comprend une première composante tonale, générée par les parties tournantes de l'avion et/ou par des mécanismes de génération de vortex, et une deuxième composante large bande générée principalement par l'interaction de structures turbulentes (par exemple en présence de vortex ou de sillages, typiquement au niveau de couches limites) avec les surfaces portantes de l'avion.

L'émergence des niveaux acoustiques de raies de la première composante tonale par rapport au niveau de bruit de la deuxième composante large bande occasionne une forte gêne perçue par l'oreille humaine. Une telle émergence est ainsi fortement pénalisée lors de l'évaluation du critère EPNL.

Lorsque toutes les pales sont réparties de manière uniforme sur l'aubage, comme dans les moteurs existants, le bruit propre de la roue aubagée se compose ainsi de la raie fondamentale et de ses harmoniques.

La roue aubagée selon l'invention présente à sa circonférence une périodicité modifiée de répartition des pales, de sorte à répartir l'énergie acoustique constituant le bruit propre sur plusieurs fréquences distinctes.

L'invention permet ainsi de diminuer l'émergence des raies du bruit propre de la roue aubagée par rapport au niveau large bande, et donc de réduire les niveaux d'EPNL calculés ainsi que la gêne perçue.

L'invention est avantageusement complétée par les caractéristiques suivantes, prises seules ou en une quelconque de leurs combinaisons techniquement possibles :

- la première inclinaison d'axe de rotation comprend une composante d'inclinaison tangentielle dans le plan de la roue aubagée ;

- la première inclinaison d'axe de rotation comprend une composante d'inclinaison vers l'amont ou l'aval par rapport au plan de l'hélice ;

- chaque arbre correspondant à une première pale est incliné par rapport à l'axe radial, inclinant la première pale correspondante selon la première inclinaison d'axe de rotation chaque arbre correspondant à une première pale présente une articulation inclinant la tête de l'arbre par rapport au reste de l'arbre, et inclinant ainsi la première pale correspondante selon la première inclinaison d'axe de rotation ;

la première pale et la deuxième pale ont la même forme géométrique ;

la première pale présente une première inclinaison de pale, telle que la première pale est inclinée de manière fixe par rapport à l'axe de rotation de pale de la première pale, et la deuxième pale présente une deuxième inclinaison de pale différente de la première inclinaison de pale ;

la première pale et la deuxième pale sont configurées pour que les calages respectifs selon les axes de rotation de pale correspondants soient modifiés simultanément, et de sorte que : o lorsque la roue aubagée est calée dans une position de haute vitesse, la position de la première pale relativement à l'axe radial correspondant est la même que la position de la deuxième pale relativement à l'axe radial correspondant,

o lorsque la roue aubagée est calée dans une position de basse vitesse, la position de la première pale relativement à l'axe radial correspondant est différente de la position de la deuxième pale relativement à l'axe radial correspondant.

L'invention concerne également une turbomachine comprenant une telle première roue aubagée.

L'invention est avantageusement complétée par les caractéristiques suivantes, prises seules ou en une quelconque de leurs combinaisons techniquement possibles : une deuxième roue aubagée, la deuxième roue aubagée comprenant une pluralité de pales, la première roue aubagée étant disposée en amont ou en aval de la deuxième roue aubagée le long de l'axe de la turbomachine, de sorte à permettre, lors du fonctionnement de la turbomachine, un déphasage temporel et/ou spatial de

o l'interaction entre la première pale de la première roue aubagée et les pales de la deuxième roue aubagée, par rapport à

o l'interaction entre la deuxième pale de la première roue aubagée et les pales de la deuxième roue aubagée;

les deux aubages ont des vitesses et/ou des sens de rotation différents.

Brève description des figures

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront lors de la description ci-après d'un mode de réalisation. Aux dessins annexés :

- la figure 1 est une représentation partielle d'une roue aubagée de l'art antérieur ;

- la figure 2 est une représentation partielle d'une turbomachine sur laquelle la roue aubagée est apte à être intégrée ; - la figure 3a est une représentation schématique d'une première inclinaison d'axe de rotation tangentielle dans le plan de l'hélice d'une roue aubagée selon un exemple de mode de réalisation de l'invention ;

- la figure 3b est une représentation schématique d'une première inclinaison de pale d'une roue aubagée selon un exemple de mode de réalisation de l'invention ; la figure 3c est une représentation schématique d'une roue aubagée selon un autre exemple de mode de réalisation de l'invention ;

la figure 3d est une représentation schématique d'une roue aubagée selon encore un autre exemple de mode de réalisation de l'invention ;

la figure 4 représente schématiquement les raies propres du rayonnement acoustique d'une roue aubagée selon l'art antérieur par rapport à la roue aubagée de la figure 3d ;

la figure 5 représente un détail d'une roue aubagée comprenant un arbre de liaison incliné selon encore un autre exemple de mode de réalisation de l'invention ;

la figure 6 représente un détail d'une roue aubagée comprenant un soufflet selon encore un autre exemple de mode de réalisation de l'invention ;

la figure 7 représente un détail d'une roue aubagée comprenant un joint de cardan selon encore un autre exemple de mode de réalisation de l'invention ;

la figure 8 représente un détail d'une deuxième pale d'une roue aubagée selon exemple de mode de réalisation de l'invention ; la figure 9 représente un détail d'une roue aubagée comprenant une inclinaison de pale selon encore un autre exemple de mode de réalisation de l'invention ;

la figure 10 représente un détail d'une roue aubagée comprenant une inclinaison d'axe de rotation et une inclinaison de pale selon encore un autre exemple de mode de réalisation de l'invention ;

la figure 1 1 est une représentation partielle d'une turbomachine à aubages contrarotatifs indiquant des sources de bruit d'interaction entre les aubages ; - la figure 12 représente schématiquement des roues aubagées selon l'art antérieur et selon des exemples de mode de réalisation de l'invention ;

- la figure 13a représente schématiquement une pale vue de profil ; et

- la figure 13b représente schématiquement une vue en coupe d'une section de la pale de la figure 13a.

Description détaillée de l'invention

Turbomachine En référence à la figure 2, on a représenté une portion de turbomachine 12. La turbomachine 12 est typiquement un turbopropulseur.

La turbomachine 12 comprenant typiquement une soufflante 3, dans laquelle les aubes ou pales 2 appartiennent à au moins une roue aubagée, par exemple une hélice simple (non représentée) ou deux hélices, typiquement deux hélices contrarotatives.

Par roue aubagée on entend par exemple un ensemble de pales, réparties sur une même couronne, la couronne s'étendant autour de l'axe moteur.

Les pales sont par exemple réparties de manière régulière en azimuth, par exemple par espacement tangentiel de 2π/Ν _ρ3 ΐβ ₈ radians où Npaies est le nombre de pales de la roue aubagée.

Dans le cas d'un moteur à hélice simple, le système propulsif est constitué d'une seule hélice.

Dans le cas d'un moteur à plusieurs roues, il s'agit par exemple d'une turbomachine de type à soufflante non carénée (en anglais « open rotor » ou « unducted fan »), typiquement d'une telle turbomachine à aubages contrarotatifs.

De manière classique, un flux d'air à haute pression et température par rapport à l'écoulement externe au moteur permet d'entraîner en rotation le rotor 5.

Le rotor 5 présente alors un mouvement de rotation autour d'un axe A4 longitudinal de la soufflante 3, qui est transmis aux pales 2 de la roue simple ou des roues, pour leur mise en rotation autour d'un axe A longitudinal.

Aubaqe Calage variable

En référence aux figures 5 à 10, sont décrites des roues aubagées

1 comprenant des pales 2 selon l'invention.

Comme énoncé précédemment, le calage géométrique est par exemple l'angle formé par la corde du profil d'une pale 2 et le plan de rotation de l'hélice 4 correspondante. Par la suite, on emploiera uniquement le terme « calage », comme cela est couramment utilisé dans l'état de la technique.

On note que le calage est une valeur algébrique. Par exemple, un calage à -90° correspond à un calage pour lequel le bord d'attaque de la pale 2 est situé vers l'arrière.

Le calage des pales 2 de la roue aubagée ou de l'hélice est adapté en fonction des conditions de vol : par exemple, au sol, le calage est proche de 10°, au décollage, entre 35° et 45°, et en montée, entre 45° et

60°. En croisière, le calage est proche de 65°.

Le calage à 90° est classiquement dénommé position « drapeau » ou en anglais « feather » par l'homme du métier, le calage à 0°, position « à plat », et le calage à -30°, position « reverse » (cette position permet de freiner l'aéronef).

La roue aubagée 1 comprend une pluralité de pales 2 de roue aubagée ou pales d'hélice. Chaque pale 2 est à calage variable selon un axe de rotation Ai de pale. Chaque pale 2 présente un pied 201 .

La pluralité de pales 2 comprend au moins une première pale 21 et au moins une deuxième pale 22. La pluralité de pales 2 comprend ainsi une ou plusieurs premières pales 21 et une ou plusieurs deuxièmes pales 22.

La roue aubagée 1 comprend une pluralité d'arbres 6 de liaison de rotor. Chaque arbre 6 de liaison est typiquement adapté pour que sa rotation modifie le calage d'une des pales 2. Chaque arbre 6 de liaison présente un pied 602 et une tête 601 . Les arbres 6 sont par exemple disposés au niveau d'un bras de carter tournant 702, entre une veine venant de la turbine 701 et une veine dirigée vers la tuyère 703.

Le pied 201 de chaque pale 2 est typiquement monté sur la tête 601 d'un arbre 6 de liaison de rotor.

De manière classique, chaque pale 2 est liée à l'arbre 6 de liaison correspondant par un pivot 8 dédié de manière à permettre la rotation de chaque pale 2 selon l'axe de rotation Ai de pale 2. Le pied 201 de chaque pale 2 est par exemple monté sur la tête 601 d'un arbre 6 de liaison de rotor par l'intermédiaire du pivot 8. Le pivot 8 peut comprendre des contrepoids 801 . Ainsi le pied 201 de la pale 2 peut être logé dans le pivot 8. Les pivots 8 sont par exemple montés dans un anneau 802 axisymétrique présentant une pluralité de logements radiaux sensiblement cylindriques, cet anneau 802 étant couramment dénommé anneau polygonal. Des roulements 803 disposés entre l'anneau polygonal 802 et le pivot 8 permettent de conserver un degré de liberté de rotation du pivot 8 par rapport à l'anneau polygonal 802.

La roue aubagée peut comprendre en outre des pièces aptes à être déplacées conjointement selon une direction axiale de sorte à entraîner la rotation de l'arbre 6 de liaison. Les pièces comprennent en général une biellette 9, dont une extrémité est liée à l'arbre 6 de liaison. Chaque biellette 9 est liée à un arbre 6 de liaison d'une pale 2.

Le dispositif 1 peut comprendre en outre au moins un vérin (non représenté) commandant le déplacement de la biellette 9 selon la direction axiale.

Le calage de la pale 2 peut être modifié par l'extension axiale de la tige du vérin, qui agit sur la biellette 9 en translation axiale. Inclinaison d'axe de rotation

La première pale 21 présente une première inclinaison d'axe de rotation, telle que son axe de rotation de pale Ai est incliné de manière fixe par rapport à un axe radial A ₂ , l'axe radial A ₂ passant par le pied 602 de l'arbre 6 correspondant, c'est-à-dire l'arbre 6 adapté pour que sa rotation modifie le calage de la première pale 21 . La première inclinaison d'axe de rotation est non nulle de par son inclinaison par rapport à l'axe radial A ₂ .

La deuxième pale 22 présente une deuxième inclinaison d'axe de rotation, typiquement par rapport à l'axe radial A ₂ , qui soit différente de la première inclinaison d'axe de rotation. L'axe de rotation de la deuxième pale 22 est typiquement incliné de manière fixe par rapport à l'axe radial A ₂ correspondant.

Ainsi la deuxième inclinaison d'axe de rotation peut être telle que l'axe de rotation de pale Ai correspondant présente une inclinaison nulle, c'est-à-dire que son axe de rotation de pale Ai, n'est pas incliné par rapport à l'axe radial A ₂ passant par le pied 602 de l'arbre 6 correspondant, c'est-à-dire l'arbre 6 adapté pour que sa rotation modifie le calage de la deuxième pale 22, la deuxième pale 22 étant montée de sorte que cette absence d'inclinaison soit maintenue.

Alternativement, la deuxième pale 22 peut être montée de sorte à présenter un axe de rotation de pale Ai incliné de manière fixe par rapport à l'axe radial A ₂ passant par le pied 602 de l'arbre 6 correspondant, c'est- à-dire l'arbre 6 adapté pour que sa rotation modifie le calage de la deuxième pale 22, la deuxième inclinaison d'axe de rotation se décomposant cependant en composantes ayant des valeurs différentes de celles de la première inclinaison d'axe de rotation, c'est-à-dire que l'une au moins des composantes n'a pas la même valeur pour l'inclinaison d'axe de rotation de la première pale et pour l'inclinaison d'axe de rotation de la deuxième pale.

Une composante d'inclinaison tangentielle et/ou une composante d'inclinaison vers l'amont ou vers l'aval par rapport au plan de l'hélice est ainsi typiquement différente de la composante correspondante de la première inclinaison d'axe de rotation. Il en résulte un désaccordage entre l'au moins une première pale 21 et l'au moins une deuxième pale 22 pour au moins un calage. Par désaccordage, on entend que les pales d'une même roue aubagée, ne sont plus régies par une symétrie cyclique par rotation d'un angle constant autour de l'axe moteur. Par angle constant autour de l'axe moteur, on entend un angle égal à 360/N degrés où N représente le nombre de pales de la roue.

Une telle roue aubagée permet de diminuer le bruit perçu effectif produit par la turbomachine en fonctionnement.

En effet, le bruit global produit par un avion en fonctionnement comprend une première composante tonale, générée par les parties tournantes de l'avion et/ou par des mécanismes de génération de vortex, et une deuxième composante large bande générée principalement par l'interaction de structures turbulentes avec les surfaces portantes de l'avion.

Comme indiqué précédemment, la certification acoustique d'un avion se base sur le critère EPNL, qui est représentatif des niveaux de bruit de l'avion dans les phases d'approche et de décollage. L'EPNL prend également en compte la gêne perçue par l'oreille humaine, et occasionnée par les différentes composantes, la composante tonale et la composante large bande, des spectres de bruit mesurés.

L'émergence des niveaux acoustiques de raies de la première composante tonale par rapport au niveau de bruit de la deuxième composante large bande occasionne une forte gêne perçue par l'oreille humaine. Une telle émergence est ainsi fortement pénalisée lors de l'évaluation du critère EPNL.

Le bruit propre d'une hélice rayonne par exemple à des fréquences de rotation qui sont des multiples de la vitesse de rotation et du nombre de pales réparties uniformément sur la roue aubagée. De telles fréquences sont ainsi de la forme k.co.N, où k est un entier, ω la vitesse de rotation, exprimée par exemple en Hertz ou en tours/s, et N le nombre de pales uniformément réparties. De telles fréquences sont appelées fréquences de passage de pale (« Blade Passing Frequency » en terminologie anglo- saxonne, BPF).

Ainsi pour la i ^eme roue aubagée comprenant N, aubes et tournant à un régime de rotation en tours/min RPM,, on obtient la fréquence de passage de pale de la i ^eme roue BPF, par une formule du type :

BPFi=Ni*RPMi/60

Lorsque toutes les pales sont réparties de manière uniforme sur la roue aubagée ou hélice, comme dans les moteurs existants, le bruit propre de l'hélice peut ainsi être composé de la raie fondamentale à la fréquence BPF, et de ses harmoniques.

Ainsi, les contributions acoustiques de chaque pale, sur le bruit propre total de la roue aubagée, s'additionnent en amplitude et en phase et l'amplitude du bruit propre rayonné est principalement proportionnelle à la charge globale de la roue aubagée et au volume fluide déplacé. Chaque pale contribue ainsi par exemple à une fraction de la traction globale selon une formule du type :

= T/Nj où Tj est la traction générée par la j ^eme pale, T la traction globale et N, le nombre de pale de la i ^eme roue aubagée.

Lorsque les pales sont uniformément réparties en azimut sur l'hélice, l'énergie acoustique rayonnée est localisée aux fréquences n ^* BPFi de la rotation.

La roue aubagée selon l'invention présente une périodicité modifiée de par l'inclinaison de l'axe de rotation de la première pale 21 ou des premières pales 21 qui est différente de l'inclinaison de l'axe de rotation de la deuxième pale 22 ou des deuxièmes pales 22, de sorte à répartir pour un calage donné l'énergie acoustique constituant le bruit propre sur plusieurs fréquences distinctes et à obtenir un désaccordage en fréquence.

En considérant par exemple des charges réparties de la même manière entre chacune des pales, la roue aubagée hétérogène décrite, qui présente une périodicité de roue aubagée modifiée d'une pale à l'autre pour au moins un calage, de par l'inclinaison de l'axe de rotation, préférentiellement tangentiellement en azimut, alternativement ou en complément vers l'amont ou vers l'aval par rapport au plan de l'hélice, contribue à répartir l'énergie acoustique constituant le bruit propre sur plusieurs fréquences distinctes. L'amont et l'aval sont typiquement définis par rapport à l'amont et à l'aval du moteur.

L'invention permet ainsi de diminuer l'émergence des raies du bruit propre hélice par rapport au niveau large bande, et donc de réduire les niveaux d'EPNL calculés ainsi que la gêne perçue.

Comme illustré à la figure 3a, la première inclinaison d'axe de rotation peut comprendre une composante d'inclinaison tangentielle β dans le plan de la roue aubagée, c'est-à-dire une telle composante non nulle. La direction tangentielle est typiquement définie par le plan de rotation autour de l'arbre moteur.

Alternativement ou en complément, comme illustré aux figures 5, 6 et 7, la première inclinaison d'axe de rotation peut comprendre une composante d'inclinaison vers l'amont ou vers l'aval a par rapport au plan de la roue aubagée, c'est-à-dire une telle composante axiale non nulle.

Par plan de la roue aubagée ou plan de l'hélice, on entend par exemple le plan orthogonal à l'axe de la turbomachine au niveau duquel se positionne la roue aubagée. Le plan de la roue aubagée est ainsi par exemple le plan dans lequel s'étend sensiblement la roue aubagée. Il s'agit alors du plan orthogonal à l'axe moteur et dans lequel est situé le centre de gravité de la roue aubagée.

Par convention, on considérera a positif pour une bascule amont- aval vers l'amont et β positif pour une bascule tangentielle dans le sens défini par la rotation de l'hélice, typiquement autour de l'arbre moteur, c'est-à-dire vers l'intrados.

De la même manière, la deuxième inclinaison d'axe de rotation peut comprendre une composante d'inclinaison tangentielle β dans le plan de l'hélice, c'est-à-dire une telle composante non nulle, et/ou une composante d'inclinaison vers l'amont ou vers l'aval a par rapport au plan de l'hélice, c'est-à-dire une telle composante non nulle.

Alternativement, comme indiqué précédemment, la deuxième inclinaison d'axe de rotation peut comprendre une inclinaison tangentielle dans le plan de l'hélice nulle, et/ou une inclinaison vers l'amont ou vers l'aval par rapport au plan de l'hélice nulle comme illustré figure 8.

L'axe de rotation de pale Ai de la première pale 21 , éventuellement de la deuxième pale 22, est typiquement incliné de manière fixe par rapport à l'axe radial A ₂ correspondant. La composante d'inclinaison tangentielle β et/ou la composante d'inclinaison vers l'amont ou vers l'aval a de la première inclinaison d'axe de rotation, éventuellement de la deuxième inclinaison d'axe de rotation, peut être fixe par rapport à l'axe radial A ₂ . En d'autres termes, l'inclinaison de l'axe de rotation de la première pale 21 , éventuellement de la deuxième pale 22, peut être fixée par rapport à l'axe radial A ₂ de sorte à ne permettre, lors du fonctionnement de l'aubage, une rotation de la première pale 21 , éventuellement de la deuxième pale 22, que selon l'axe de rotation Ai de pale correspondant, l'axe de rotation Ai étant ainsi incliné tangentiellement et/ou vers l'amont ou vers l'aval de manière fixe par rapport à l'axe radial A ₂ correspondant. Ainsi, la pale 2 ne présente qu'un seul degré de liberté en rotation, typiquement un degré de liberté en rotation selon un axe unique, celui selon l'axe de rotation Ai , aucune rotation selon d'autres axes de rotation n'étant possible.

La composante d'inclinaison tangentielle β et/ou la composante d'inclinaison vers l'amont ou vers l'aval a, autrement dit l'angle d'inclinaison tangentielle et l'angle d'inclinaison vers l'amont ou vers l'aval sont par exemple déterminés au cours de la conception, et peuvent donc être figées par la construction de la roue aubagée.

Ainsi, au cours du processus de conception, on détermine par exemple la combinaison de composante d'inclinaison vers l'amont a et de composante d'inclinaison tangentielle β pour satisfaire des objectifs aéroacoustiques et mécaniques déterminés.

Cette combinaison de composante d'inclinaison vers l'amont a et de composante d'inclinaison tangentielle β, c'est-à-dire cette combinaison d'angles, est alors par exemple appliquée aux roulements 803. Le seul degré de liberté restant est alors l'angle de rotation de la pale 2, par exemple de la première pale 21 et/ou de la deuxième pale 22, autour de l'axe qui est défini par le roulement (et qui est piloté par la commande de changement de calage via l'arbre radial). Les angles a et β sont par exemple figés à la fabrication de l'anneau 802. Comme illustré à la figure 5, chaque arbre 6 de liaison correspondant à une première pale 21 , éventuellement à une deuxième pale 22, peut être incliné par rapport à l'axe radial A ₂ , inclinant ainsi la première pale 21 , éventuellement la deuxième pale 22, correspondante selon l'inclinaison d'axe de rotation voulue. Une telle mise en œuvre est particulièrement adaptée pour les inclinaisons dont les composantes tangentielles et vers l'amont ou l'aval ne dépassent pas 5° en valeur absolue. L'inclinaison de l'arbre 6 de liaison correspondant à la première pale 21 , éventuellement à la deuxième pale 22, est par exemple une inclinaison fixe par rapport à l'axe radial A ₂ correspondant, typiquement à une inclinaison comprenant une composante tangentielle β et/ou la composante d'inclinaison vers l'amont ou vers l'aval a fixe par rapport à l'axe radial A ₂ .

Alternativement, ou en complément, chaque arbre 6 de liaison de rotor correspondant à une première pale 21 , éventuellement à une deuxième pale 22, peut présenter une articulation inclinant la tête 602 de l'arbre de liaison par rapport au reste de l'arbre 6, et inclinant ainsi la première pale 21 , éventuellement la deuxième pale 22, correspondante selon l'inclinaison d'axe de rotation voulue.

L'articulation peut maintenir la tête 602 de l'arbre selon une inclinaison fixe par rapport à l'axe radial A ₂ , typiquement une inclinaison comprenant une composante tangentielle β et/ou la composante d'inclinaison vers l'amont ou vers l'aval a fixe par rapport à l'axe radial A ₂ .

En référence à la figure 6, une telle articulation peut comprendre un soufflet 10, par exemple un soufflet métallique. Un tel soufflet 10 est adapté pour mettre en œuvre une première inclinaison d'axe de rotation, éventuellement une deuxième inclinaison d'axe de rotation, dont les composantes peuvent présenter des valeurs de plusieurs degrés.

En référence à la figure 7, une telle articulation peut comprendre un joint de cardan 1 1 . Un tel joint de cardan 1 1 est adapté pour mettre en œuvre une première inclinaison d'axe de rotation, éventuellement une deuxième inclinaison d'axe de rotation, dont les composantes peuvent présenter des valeurs de plusieurs dizaines de degrés.

La première pale et la deuxième pale ont par exemple la même forme géométrique. Ainsi, la différence d'inclinaison d'axe de rotation entre la première pale 21 ou les premières pales 21 et la deuxième pale 22 ou les deuxièmes pales 22 permet de diminuer le bruit produit par la roue aubagée en ayant la même forme géométrique pour toutes les pales. Il en résulte un dimensionnement plus aisé car il n'est pas nécessaire de réaliser la roue aubagée avec deux types de pales différents et donc une diminution des coûts de développement et de production de la roue aubagée.

Les performances mécaniques peuvent également être améliorées par une première et/ou deuxième inclinaison d'axe de rotation comprenant une composante d'inclinaison vers l'amont ou vers l'aval a par rapport au plan de l'hélice.

Par ailleurs, les aubages sont amenés à fonctionner dans des conditions aérodynamiques variées selon les points de vol tels que le décollage, la montée ou la croisière. Il est connu que ces différents points de vol impliquent des géométries de roue aubagée différentes par variation du calage.

La variation de calage par rotation des pales 2 selon l'art antérieur limite les possibilités de compromis sur une géométrie de la roue aubagée adaptée pour les différents points de vol.

L'introduction d'une première inclinaison d'axe de rotation, et éventuellement d'une deuxième inclinaison d'axe de rotation, permet également d'améliorer les performances aérodynamiques de la roue aubagée. La première et/ou deuxième inclinaison d'axe de rotation permet d'améliorer des variations de calage entre le pied 201 de la pale et une tête de la pale 2 et ainsi de réadapter éventuellement l'incidence de l'écoulement sur les profils sur l'envergure de la pale considérée.

L'homme du métier comprendra que par inclinaison d'axe de rotation différente, on entend une différence allant au-delà des aléas propres à ce type de fabrication technique. Au contraire, deux inclinaisons d'axe de rotation ayant des différences de l'ordre de grandeur de ces aléas sont considérées par l'homme du métier comme étant identiques, et ne peuvent obtenir les effets techniques exposé ci-avant.

La différence en valeur absolue entre la première inclinaison d'axe de rotation et la deuxième inclinaison d'axe de rotation est par exemple de l'ordre du degré, par exemple supérieure ou égale à 1 °, par exemple supérieure ou égale à 2°, par exemple supérieure ou égale à 4°, par exemple supérieure ou égale à 5°.

Inclinaison de pale par rapport à l'axe de rotation

Chaque pale de la roue aubagée peut présenter une position fixe par rapport à l'axe de rotation de pale Ai de la pale considérée dans le référentiel tournant de la pale considérée. Cette position correspond par exemple à une inclinaison qui peut être nulle ou non nulle.

Toutes les pales peuvent ainsi être inclinées de manière fixe par rapport à leurs axes de rotations respectifs selon des inclinaisons de pale respectives.

Par inclinaison de pale on entend typiquement l'angle en valeur algébrique, formé entre l'axe d'empilage de la pale considérée et l'axe de rotation de la pale considérée. Chaque pale est par exemple formée d'une pluralité de sections de pale empilées de sorte à former ladite pale. Chaque section s'étend par exemple entre un bord d'attaque et un bord de fuite. L'axe d'empilage peut ainsi être défini comme l'axe passant par les centres de gravité des sections de pale formant la pale considérée.

Si les centres de gravités ne peuvent être reliés par une droite, l'axe d'empilage peut être une courbe d'empilage. Cette courbe d'empilage présente une tangente à l'extrémité située au niveau du pied de la pale, qui correspond ainsi à l'intersection de la courbe d'empilage et d'un moyeu de la nacelle de la turbomachine. L'inclinaison de pale peut alors être définie comme l'angle en valeur algébrique, formé entre ladite tangente de la pale considérée et l'axe de rotation de la pale considérée.

Les inclinaisons de pales de la première pale 21 et de la deuxième pale 22 peuvent être identiques, par exemple nulles ou non nulles. Dans ce cas, si la première pale 21 et la deuxième pale 22 ont des formes identiques et des inclinaisons d'axe de rotation différentes, quel que soit le calage, la roue aubagée présente un désaccordage.

Alternativement ou en complément de la différence d'inclinaison d'axe de rotation entre la première pale 21 et la deuxième pale 22, la première pale 21 peut présenter une première inclinaison de pale, telle que la première pale 21 est inclinée de manière fixe par rapport à l'axe de rotation Ai de pale de la première pale 21 , et la deuxième pale 22 peut présenter une deuxième inclinaison de pale différente de la première inclinaison de pale.

II en résulte un désaccordage entre l'au moins une première pale

21 et l'au moins une deuxième pale 22 pour au moins un calage. Par désaccordage, on entend que les pales d'une même roue aubagée, ne sont plus régies par une symétrie par rotation d'un angle constant autour de l'axe moteur.

De la même manière que pour le désaccordage obtenu par différence d'inclinaison de l'axe de rotation comme décrit ci-avant, une telle roue aubagée permet de diminuer le bruit perçu effectif produit par la turbomachine en fonctionnement.

En effet, la roue aubagée selon l'invention présente une périodicité modifiée de par l'inclinaison de pale de la première pale 21 ou des premières pales 21 qui est différente de l'inclinaison de pale de la deuxième pale 22 ou des deuxièmes pales 22, de sorte à répartir pour un calage donné l'énergie acoustique constituant le bruit propre sur plusieurs fréquences distinctes et à obtenir un désaccordage

En considérant par exemple des charges réparties de la même manière entre chacune des pales, la roue aubagée hétérogène décrite, qui présente une périodicité de roue aubagée modifiée d'une pale à l'autre pour au moins un calage, de par l'inclinaison de l'axe de pale pour au moins un calage, contribue à répartir l'énergie acoustique constituant le bruit propre sur plusieurs fréquences distinctes. L'invention permet ainsi de diminuer l'émergence des raies du bruit propre hélice par rapport au niveau large bande, et donc de réduire les niveaux d'EPNL calculés ainsi que la gêne perçue.

Comme illustré à la figure 3b, la première inclinaison d'axe de pale, c'est-à-dire l'inclinaison de la corde A ₃ du profil de la pale par rapport à l'axe de rotation Ai peut comprendre une composante d'inclinaison tangentielle dans le plan de la roue aubagée pour un calage donnée, c'est-à-dire une telle composante non nulle. En fonction de l'évolution du calage, c'est-à-dire de la rotation de la pale par rapport à son axe de rotation, cette composante peut alternativement être tangentielle, vers l'amont ou vers l'aval. La figure 9 illustre ainsi par exemple une première pale 21 , dont la corde A ₃ est inclinée par rapport à l'axe de rotation Ai, inclinant ainsi la première pale 21 selon l'inclinaison de pale voulue.

Par référentiel tournant d'une pale, on entend le référentiel lié à la pale et dans lequel cette pale est donc fixe.

L'homme du métier comprendra que par inclinaison de pale différente, on entend une différence allant au-delà des aléas propres à ce type de fabrication technique. Au contraire, deux inclinaisons de pale ayant des différences de l'ordre de grandeur de ces aléas sont considérées par l'homme du métier comme étant identiques, et ne peuvent obtenir les effets techniques exposés ci-avant.

La différence en valeur absolue entre la première inclinaison de pale et la deuxième inclinaison de pale est par exemple de l'ordre du degré, par exemple supérieure ou égale à 1 °, par exemple supérieure ou égale à 2°, par exemple supérieure ou égale à 4°, par exemple supérieure ou égale à 5°.

La représentation d'une pale sous la forme d'une pluralité de sections de pale empilées est une représentation classique pour l'homme du métier. De même, il est classique pour l'homme du métier, à partir d'une telle représentation, de déterminer le centre de gravité d'une section de pale, qui dépend de manière classique de la distribution du ou des matériau(x) constitutifs de la section et de la forme de la section considérée. Alternativement, le centre de gravité calculé peut être un centre de gravité au sens géométrique du terme, c'est-à-dire que la distribution du ou des matériau(x) n'entre pas en compte et que le centre est calculé sur la seule base de la forme de la section considérée, comme si un unique matériau était distribué de manière homogène.

En référence à la figure 13a, il est décrit une pale 2 représentée schématiquement vue de profil. La pale 2 est formée d'une pluralité de sections de pale. La figure 13b illustre schématiquement une vue en coupe d'une section 3100 de la pale de la figure 13a selon le plan W-W. La section 3100 s'étend entre un bord d'attaque 31 10 et un bord de fuite 3120 et présente un centre de gravité 3130, qui correspond ici aussi bien au centre de gravité géométrique qu'au centre de gravité au sens mécanique dans le cas d'une pale en un matériau homogène. La courbe d'empilage 3200 correspond ainsi à la courbe passant par les centres de gravité des sections de pale formant la pale considérée. L'inclinaison de pale 3400 peut alors être évaluée en considérant l'inclinaison de la tangente 3300 à la courbe située au niveau du pied 201 de la pale 2 par rapport à l'axe de rotation de la pale Ai .

L'angle en valeur algébrique peut être exprimé selon les méthodes utilisées classiquement par l'homme du métier. L'inclinaison peut être décomposée en trois rotations par la méthode des angles d'Euler, chaque rotation étant exprimée par une valeur algébrique. Le choix du signe pour la valeur algébrique peut être fait selon toute convention connue de l'homme du métier.

Inclinaison d'axe de rotation et inclinaison de pale

La première pale 21 et la deuxième pale 22 peuvent être configurées pour que leurs calages respectifs selon l'axe de rotation soient modifiés simultanément. La première pale et la deuxième pale peuvent être configurées pour présenter des inclinaisons d'axe de rotation différentes et des inclinaisons de pale différentes. Une telle combinaison des deux différences d'inclinaison permet un dimensionnement plus précis de la roue aubagée en fonction du désaccordage à obtenir.

En particulier, la première pale et la deuxième pale peuvent être configurées pour présenter des inclinaisons d'axe de rotation différentes et des inclinaisons de pale différentes de sorte que dans une première position de calage, par exemple lorsque la roue aubagée est calée une position à haute vitesse, la première pale et la deuxième pale ont chacune la même position relativement aux axes radiaux correspondants, et de sorte à ce que dans une deuxième position de calage, par exemple une position à basse vitesse, la première pale et la deuxième pale ont des positions différentes par rapport aux axes radiaux correspondants.

Ainsi il est possible, en conservant la même forme géométrique de pale 2, d'obtenir un aubage dont le bruit lors du fonctionnement au décollage et à l'atterrissage est réduit tout en conservant son efficacité en fonctionnement en haute altitude pour lequel le positionnement des pales au sein de la roue aubagée sera inchangé par rapport à la configuration classique avec des pales ayant un axe de changement de calage radial, c'est-à-dire reproduisant la configuration de symétrie cyclique accordée.

Ceci est particulièrement intéressant car les différences d'inclinaison d'axe de rotation et/ou de pale entre la première pale 21 et la deuxième pale 22 peuvent provoquer des écarts particulièrement marqués en tête de pale 2, c'est à dire précisément dans la zone où les pales sont les plus chargées en condition de vol basse vitesse et où les sources acoustiques sont les plus intenses.

En effet, de cette manière, à haute vitesse, les pales ont la même position spatiale autour de la roue aubagée, en particulier en ce qui concerne la partie de la pale utile au cours du vol en haute altitude, mais pour les points de fonctionnement basse vitesse, pertinents pour l'acoustique, pour lesquels les pales 2 doivent être recalées, typiquement de l'ordre de 25°, la modification du calage, quoique simultanée pour la première pale 21 et la deuxième pale 22, typiquement par une commande unique, permet d'obtenir des positions spatiales différentes entre la première pale 21 et la deuxième pale 22 au sein de la roue aubagée.

Selon un exemple, la deuxième pale présente une inclinaison d'axe de rotation nulle et une inclinaison de pale nulle, la première pale présentant une inclinaison d'axe de rotation non nulle, typiquement vers l'aval, et une inclinaison de pale non nulle également, typiquement vers l'amont en position de calage à basse vitesse, de sorte que la première pale soit accordée à la deuxième pale dans la position de calage à basse vitesse, et désaccordée dans une position de calage à haute vitesse.

La figure 10 illustre ainsi par exemple une première pale 21 dans une position de calage à haute vitesse, dont la corde A ₃ n'est alors pas inclinée par rapport à l'axe radial A ₂ , de sorte à être accordée avec une deuxième pale 22 selon la figure 8, mais dont l'axe de rotation Ai est cependant incliné. Ainsi la modification de la position de calage selon l'axe de rotation Ai incliné permet de modifier l'inclinaison de la corde A ₃ de la première pale 21 par rapport à la deuxième pale 22 et donc d'obtenir une position basse vitesse désaccordée par rapport à une deuxième pale 22 selon la figure 8.

Répartition de l'au moins une première pale et de l'au moins une deuxième pale

Comme indiqué plus haut, l'au moins une première pale 21 comprend typiquement une ou plusieurs premières pales 21 et l'au moins une deuxième pale 22 comprend typiquement une ou plusieurs deuxièmes pales 22, qui sont différenciées par leur inclinaison d'axe de rotation et/ou leur inclinaison de pale telles que décrites ci-avant pour au moins un calage. La roue aubagée peut comprendre au moins une troisième pale, typiquement une ou plusieurs troisièmes pales, typiquement inclinée de manière fixe de sorte à présenter une troisième inclinaison d'axe de rotation ou d'axe de pale qui soit différente de la première inclinaison et de la deuxième inclinaison.

Ainsi la roue aubagée peut comprendre plusieurs autres ensembles de pales présentant chacun une inclinaison différente de celle des autres ensemble de pales ainsi définis.

Les premières pales 21 et les deuxièmes pales 22 peuvent être placées le long de la roue aubagée selon une organisation spatiale désaccordée telle que décrite plus haut, permettant de compenser la dissymétrie des efforts résultante et donc de prévenir des problèmes de balourd.

Une telle correction peut par exemple comprendre une organisation périodique par secteurs des premières pales 21 et éventuellement des deuxièmes pales 22 de sorte à compenser la variation des efforts sur les pales désaccordées, c'est-à-dire les premières pales 21 , par rapport aux pales standards, typiquement les deuxièmes pales 22.

Les pales 2 peuvent être réparties uniformément les unes par rapport aux autres à la périphérie de la roue aubagée.

Les premières pales 21 peuvent être réparties uniformément les unes par rapport aux autres à la périphérie de la roue aubagée.

En référence à la figure 3c, il est décrit une roue aubagée telle que décrite précédemment, comprenant par exemple douze pales 2, dont une partie, par exemple un quart, des pales de la pluralité de pales 2 sont des premières pales 21 qui présentent une première inclinaison d'axe de rotation et/ou une première inclinaison de pale telles que décrites précédemment, la première inclinaison étant différente de la deuxième inclinaison d'une partie des autres pales, par exemple de toutes les autres pales, par exemple des trois quart des pales de la pluralité de pales 2, ces autres pales étant des deuxièmes pales 22. Les pieds des arbres de toutes les pales de la pluralité de pale 2 sont par exemple répartis uniformément le long de la roue aubagée. Les pieds des arbres de toutes les premières pales de la pluralité de pale 2 sont par exemple répartis uniformément autour de l'axe moteur. Les premières pales 21 et les deuxièmes pales 22 ont par exemple des formes géométriques identiques, la différence entre les premières pales 21 et les deuxièmes pales 22 résultant de l'inclinaison différente de leur axe de rotation Ai par rapport à l'axe radial A ₂ correspondant de chacune des pales.

En référence à la figure 3d, il est décrit une roue aubagée telle que décrite précédemment, comprenant par exemple douze pales 2, dont une partie, par exemple un tiers, des pales de la pluralité de pales 2 sont des premières pales 21 qui présentent une première inclinaison d'axe de rotation et/ou une première inclinaison de pale telles que décrites précédemment, cette première inclinaison étant différente de la deuxième inclinaison d'une partie des autres pales, par exemple de toutes les autres pales, par exemple des deux tiers des pales de la pluralité de pales 2, ces autres pales étant des deuxièmes pales 22.

En référence à la figure 4, il est décrit un diagramme représentant l'intensité sonore (dB en ordonnées) en fonction de la fréquence de passage de pale BPF dans le cas d'une roue aubagée selon l'art antérieur par rapport au cas d'une roue aubagée selon l'invention, en particulier d'une roue aubagée selon la figure 3d.

On remarque que la distinction des pales 2 de la roue aubagée entre des premières pales 21 et des deuxièmes pales 22 permet de diminuer le niveau de bruit perçu. En effet, dans l'art antérieur, toutes les pales identiques disposées uniformément participent à former une composante tonale 420. Avec une roue aubagée selon l'invention, telle que celle décrite figure 3d, la composante tonale 420 est remplacée, pour au moins un calage, par plusieurs composantes tonales distinctes de niveaux plus faibles, typiquement une première composante tonale 421 pour les premières pales 21 qui présentent une première inclinaison telle que décrite précédemment et une deuxième composante tonale 422 pour les deuxièmes pales 22 présentant une deuxième inclinaison telle que décrite précédemment, typiquement une deuxième inclinaison nulle. Il en résulte une diminution du bruit perçu dans le calcul de l'EPNL.

La périodicité des pales 2 le long de la roue aubagée étant modifiée, la signature acoustique de la raie fondamentale ne sera plus localisée sur une seule fréquence mais sur au moins deux.

L'amplitude de chaque raie de la roue aubagée désaccordée tend également à diminuer car, le bruit propre étant proportionnel à la charge de l'aubage, la charge des pales signant sur chaque fréquence distincte diminue.

Ce mécanisme permet donc, en l'appliquant de manière pertinente pour créer l'hétérogénéité de la roue aubagée, de diminuer la valeur du critère EPNL, utilisé pour la certification acoustique des avions en phase de décollage et d'atterrissage.

Turbomachine associée

La turbomachine peut ainsi comprendre une telle roue aubagée à calage variable. La turbomachine peut en particulier comprendre deux telles roues aubagées à calage variable, les roues aubagées étant par exemple des roues aubagées contrarotatives.

Turbomachine à deux roues aubagées

Disposition de la première roue aubagée et de la deuxième roue aubagée

La turbomachine peut comprendre une première roue aubagée 1000 telle que décrite précédemment.

En référence à la figure 1 1 , 1a turbomachine peut comprendre en outre une deuxième roue aubagée 2000. La deuxième roue aubagée 2000 comprend typiquement une pluralité de pales 2002. La première roue aubagée 1000 peut être disposée en amont ou en aval de la deuxième roue aubagée 2000 le long de l'axe de la turbomachine.

La première roue aubagée 1000 et la deuxième roue aubagée 2000 ont typiquement des vitesses et/ou des sens de rotation différents. La première roue aubagée 1000 et la deuxième roue aubagée 2000 sont typiquement contrarotatives.

La première roue aubagée 1000 et la deuxième roue aubagée 2000 peuvent ainsi être disposées l'une par rapport à l'autre de sorte à permettre, lors du fonctionnement de la turbomachine, par exemple lors d'un fonctionnement à basse vitesse, un déphasage temporel et/ou spatial de l'interaction entre la première pale 21 et les pales 2002 de la deuxième roue aubagée 2000 et l'interaction entre la deuxième pale 22 et les pales 2002 de la deuxième roue aubagée 2000.

Dans le cas d'une turbomachine à deux aubages disposés le long de l'axe de la turbomachine selon l'art antérieur, les pales de chaque roue aubagée présentant la même inclinaison, typiquement dans le cas d'une soufflante non carénée et/ou d'aubages contrarotatifs, il résulte du fonctionnement des deux aubages un bruit d'interaction qui est la conséquence de l'impact des sillages 81 et des tourbillons 82 issus des pales de la roue aubagée disposée en amont avec les pales de la roue aubagée disposée en aval.

Ce bruit d'interaction est une des sources principales du bruit perçu dans les phases d'approche et de décollage. Ce bruit d'interaction est très marqué, en particulier dans le cas des turbomachines à soufflante non carénée et à roues aubagées contrarotatives, encore plus dans le cas particulier où toutes les pales sont identiques.

L'interaction entre les aubages amont et aval de la turbomachine se reproduit à chaque croisement entre les pales de la roue aubagée en amont et de la roue aubagée en aval . Il en résulte une signature acoustique marquée sur des fréquences discrètes correspondant à des combinaisons des fréquences de passage des pales de la roue aubagée amont et de la roue aubagée aval du type n ^* BPFi+m ^* BPF ₂ avec BPF, la fréquence de passage des pales de la roue aubagée i telle que décrite plus haut avec n et m entiers naturels.

Ceci est d'autant plus marqué pour les soufflantes non carénées, dont le bruit est estimé comme sensiblement supérieur à celui émis par une soufflante carénée classique. Une des raisons en est l'absence de nacelle entourant les roues aubagées, nacelle qui permet classiquement de masquer et/ou d'atténuer une partie de rayonnement acoustique généré par les pales de même que les phénomènes d'interaction marqués entre les roues aubagées grâce à l'utilisation des traitements acoustiques disposés dans le conduit, sur les parois de la nacelle.

Afin de réduire ce bruit d'interaction les possibilités classiquement offertes à l'homme du métier consistent selon l'art antérieur à optimiser le profil aérodynamique identique pour chacune des pales d'une roue aubagée. Il s'agit de jouer sur l'intensité des fluctuations de pressions résultant des interactions entre pales 2 en optimisant la forme des profils ou la répartition de charge sur l'envergure de la pale 2 pour modifier l'influence du tourbillon de tête. Il est par exemple possible d'éviter l'impact du tourbillon de tête de l'hélice amont avec les pales de l'hélice aval en tronquant celles-ci mais cela se fait au détriment des performances aérodynamiques en haute vitesse. De plus, l'optimisation des profils pour minimiser les sillages issus de la roue aubagée amont sur les points de fonctionnement critiques vis-à-vis de la certification acoustique implique une modification de la forme des profils en augmentant leur cambrure pour réduire l'incidence de travail des profils sur ces points de mission basse vitesse. Cette adaptation des profils à vocation acoustique va à encontre de l'optimisation aérodynamique en haute vitesse pour laquelle le comportement transsonique des profils requiert une faible cambrure de ceux-ci. Les adaptations des profils selon les méthodes connues de l'art antérieur pour minimiser le bruit d'interaction s'avèrent donc complexes et délicates car elles impactent de manière défavorable le rendement haute vitesse des hélices dégradant ainsi la consommation de carburant sur une mission.

La turbomachine ici décrite selon un exemple de mode de réalisation de l'invention avec la première roue aubagée 1000 et la deuxième roue aubagée 2000 permet de diminuer l'intensité du bruit d'interaction par une modification des interactions aérodynamiques entre la première roue aubagée 1000 et la deuxième roue aubagée 2000.

Il est ainsi possible de modifier des caractéristiques spatiotemporelles de l'interaction des sillages provenant de la roue aubagée disposée en amont avec les pales de la roue aubagée disposée en aval . Cette modification des interactions se fait par l'introduction du déphasage spatial et/ou temporel des interactions différenciant les influences issues ou reçues des premières pales 21 par rapport aux deuxièmes pales 22 de la même première roue aubagée 1000.

Si la première roue aubagée 1000 est disposée en amont, il s'agit d'influences issues des pales car les sillages en proviennent. Ces différences d'inclinaison permettent de créer des sillages différents entre une première pale 21 et une deuxième pale 22 de sorte à générer à la fois une interaction différente lors du croisement avec les pales de la deuxième roue aubagée 2000 en aval mais aussi un déphasage spatial et/ou temporel par rapport à une interaction identique sur toutes les pales 2 de la deuxième roue aubagée 2000 en aval.

Si la première roue aubagée 1000 est disposée en aval il s'agit d'influences reçues par les pales car les sillages provenant de la deuxième roue aubagée 2000 en amont interagissent différemment avec les premières pales 21 et avec les deuxièmes pales 22. Ces différences d'inclinaison permettent aux sillages de créer des interactions différentes entre une première pale 21 et une deuxième pale 22 et un déphasage spatial et/ou temporel par rapport à une interaction identique sur toutes les pales de la roue aubagée en aval.

Dans les deux cas, ce déphasage spatio temporel peut permettre de réduire la signature globale acoustique du doublet d'hélices en autorisant des recombinaisons différentes des sources sonores suivant la direction de l'observation. On peut ainsi obtenir une réduction notable du niveau de bruit perçu.

La roue aubagée amont et la roue aubagée aval peuvent tous les deux être des premières roues aubagées 1000 tels que décrits précédemment, c'est-à-dire que chacun comprend au moins une première pale 21 présentant une première inclinaison telle que décrit plus haut et au moins une deuxième pale présentant une deuxième inclinaison différente de la première inclinaison. Il est ainsi possible de profiter des différences d'inclinaison aussi bien sur la roue aubagée amont que sur la roue aubagée aval pour diminuer d'autant le bruit perçu issu de chaque roue aubagée individuellement comme des interactions entre les deux roues aubagées.

Par rapport aux configurations de l'art antérieur la turbomachine ici décrite permet une désorganisation spatiale et temporelle des interactions entre les sillages issus de la roue aubagée amont et les pales de la roue aubagée aval. Une telle désorganisation permet une réduction potentielle du bruit d'interaction à moindre coût puisque les pales utilisées pour une même roue aubagée peuvent rester de forme géométrique identique. Ainsi il n'est pas nécessaire de réaliser deux formes de pales différentes et il n'est pas nécessaire de recourir à un double référencement lors du montage de la turbomachine.

De plus, comme décrit plus haut, ce désaccordage peut n'être sensiblement actif que pour les configurations de vol nécessitant une attention particulière pour l'acoustique, typiquement à basse vitesse.

En outre, une telle modification des aubages est aisée à mettre en œuvre car la modification du positionnement spatial des pales au sein de la roue aubagée en basse vitesse est produite simplement par la rotation autour d'axe de changement de calage ayant une composante tangentielle et/ou une composante vers l'amont ou vers l'aval. Cette modification du positionnement spatial s'opère toutefois sans modifier de manière sensible le calage des profils à rayon constant, ce qui assure une modification mineure du fonctionnement aérodynamique.

Exemples de mode de réalisation

En référence à la figure 12, des roues aubagées contrarotatives selon l'art antérieur et selon des exemples de mode de réalisation de l'invention sont décrits, dans le cas où la roue aubagée amont est la première roue aubagée 1000 comprenant au moins une première pale 21 et au moins une deuxième pale 22, la première pale 21 étant par exemple disposée entre deux deuxièmes pales 22.

La première roue aubagée 1000 en amont tourne à une première vitesse et dans un premier sens coi . La deuxième roue aubagée 2000 tourne à une deuxième vitesse et dans un deuxième sens C02 opposé au premier sens coi .

La première pale présente deux positions possibles correspondant à deux exemples de désaccordage par la première inclinaison de l'axe de rotation Ai . La pale 210 représente l'emplacement pour une roue aubagée de l'art antérieur de la pale disposée entre les deux deuxièmes pales 22, à distance égale des deux et sans que son axe de rotation Ai ne soit incliné par rapport à l'axe radial correspondant A ₂ .

Selon le premier exemple, la première pale 21 1 présente une première inclinaison comprenant une composante tangentielle β de sorte à être inclinée vers l'arrière par rapport au sens de rotation de la première roue aubagée 1000.

Selon le deuxième exemple, la première pale 212 présente une première inclinaison comprenant une composante tangentielle β de sorte à être inclinée vers l'avant par rapport au sens de rotation de la première roue aubagée 1000.

Deux pales consécutives 2010 et 2020 de la deuxième roue aubagée 2000 en aval sont également représentées. Les pales de la roue aubagée 2000 sont par exemple identiques en forme et en inclinaison et réparties uniformément de manière azimutale pour la roue aubagée 2000, c'est à dire sans désaccordage.

La pale 2020 est représentée à trois instants t, t + Δί et t - Δί' dans le référentiel moteur.

Ainsi la pale référencée 2020 représente la pale 2020 à l'instant t, la pale 2010 et la première roue aubagée étant également représentées à l'instant t. A cet instant t, le sillage issu de la pale 210 non désaccordée de la roue aubagée amont de l'art antérieur croiserait la pale 2020.

La pale référencée 2021 représente la pale 2020 à l'instant t + Δί. A cet instant t + Δί, le sillage issu de la première pale 21 1 de la première roue aubagée 1000 du premier exemple, qui présente une première inclinaison de l'axe de rotation de pale comprenant une composante tangentielle β vers l'arrière, croise la pale 2020.

La pale référencée 2022 représente la pale 2020 à l'instant t - Δί'. A cet instant t - Δί', le sillage issu de la première pale 212 de la première roue aubagée 1000 du deuxième exemple, qui présente une première inclinaison de l'axe de rotation de pale comprenant une composante tangentielle β vers l'avant, croise la pale 2020.

La pale 2020 de la deuxième roue aubagée 2000 disposée en aval croise ainsi les sillages des premières pales 21 désaccordées de la première roue aubagée 1000 disposée en amont soit plus tôt (deuxième exemple avec la première pale 212) ou plus tard (premier exemple avec la première pale 21 1 ) par rapport au croisement d'un sillage issu d'une pale 210 non désaccordée. Il y a donc bien un déphasage temporel de l'interaction entre les premières pales 21 de la première roue aubagée 1000 disposée en amont et les pales de la deuxième roue aubagée 2000 disposée en aval, ce qui se traduit par une fréquence d'interaction différente.

Les sillages issus de la pale 210 de l'art antérieur, de la première pale 21 1 et de la première pale 212 sont différents car bien que ces pales conservent une incidence proche du fait de leur calage identique, d'une part les volumes de celles-ci seront différents car du fait de l'inclinaison, l'empilage présenté est différent, et d'autre part le trajet du sillage avant impact sur la pale amont sera plus ou moins long en raison de la première inclinaison qui présente une composante tangentielle et/ou une composante vers l'amont ou vers l'aval.

La fluctuation de pression résultant du croisement des pales de la première roue aubagée 1000 et de la deuxième roue aubagée 2000 est donc différente suivant le désaccordage des premières pales 21 et présente donc un déphasage temporel lui aussi différent.

De plus, le croisement du sillage avec les pales de la roue aubagée en aval ayant lieu à des instants différents (t ; t + Δί, t - Δί'), la fluctuation de pression prendra naissance spatialement à des positions différentes de la roue aubagée aval.

Un déphasage des sources acoustiques d'une pale à l'autre, sur la même roue aubagée, assure ainsi une réduction potentielle du niveau du bruit d'interaction.