TITRE : DISPOSITIF DE GUIDAGE D’UN ARBRE DE TURBOMACHINE D’AERONEF

Domaine technique de l'invention

La présente invention concerne un dispositif de guidage d’un arbre de turbomachine d’aéronef ainsi qu’une turbomachine d’aéronef comportant un tel dispositif.

Arrière-plan technique

L’état de l’art comprend notamment les documents FR-A1 -2 876 758, FRAI -3 085 242, FR-A1 -3 088 680, US-A1 -202/284298, FR-A1 -3 093 531 , FRAI -2 664 330, US-A1 -2017/248033 et US-A1 -2016/369652.

De manière générale, une turbomachine comprend des organes rotatifs tels que des arbres qui sont guidés par des paliers de guidage par rapport à une structure fixe de la turbomachine. Chacun de ces paliers de guidage comprend une bague interne et une bague externe enserrant des éléments roulants, par exemple des rouleaux ou des billes. Classiquement, la bague externe est montée de manière solidaire sur un support de palier de la turbomachine et la bague interne est montée de manière solidaire sur un arbre rotatif de la turbomachine.

Certains paliers de guidage peuvent être associés à des systèmes d’amortissement à compression de film d’huile, connu sous la désignation anglaise « squeeze film damper ». Un film d’huile est plus ou moins emprisonné dans un espace annulaire qui s’étend autour du palier de manière à amortir les mouvements de l’arbre rotatif et à réduire les vibrations de ce dernier qui sont transmises au support palier et à la structure fixe de la turbomachine et à l’aéronef. Ces systèmes d’amortissement permettent également de diminuer, par l’amortissement des modes de rotor, les consommations de jeux rotor / stator au niveau de chaque étage de compresseur et de turbine, et par conséquent, de gagner en performance moteur. Enfin, les systèmes d’amortissement permettent de réduire le risque d’apparition de vibrations non synchrones ou NSV (acronyme de Non Synchronous Vibrations), qui peuvent endommager le moteur, notamment lorsque l’arbre sur lequel le système d’amortissement est placé est un rotor supercritique (possédant son premier mode de flexion dans la plage de fonctionnement du moteur). De manière générale, le film d’huile permet d’améliorer la réponse dynamique de la turbomachine à un régime de fonctionnement donné et par conséquent les performances de la turbomachine.

L’espace annulaire de formation du film d’huile est délimité d’une part, radialement entre la bague externe du palier de guidage (qui est bloquée en rotation) et le support de palier et d’autre part, axialement par des segments annulaires d’étanchéité. Ces segments permettent de maintenir le film d’huile sous pression (ce qui permet d’apporter l’amortissement souhaité), tout en assurant l’évacuation de l’huile.

Traditionnellement, les segments d’étanchéité sont des éléments annulaires métalliques, élastiquement déformables, résistant à des températures élevées et possèdent une fente ou coupe droite ou à recouvrement dans la direction tangentielle du segment. Cette coupe permet d’évacuer l’huile, avec un débit d’huile spécifié par la dynamique d’ensemble. Ce débit doit être suffisant pour évacuer les calories générées par amortissement dans le film d’huile, mais pas trop important pour que le film d’huile reste sous pression.

A titre indicatif, ce débit peut être de l’ordre de quelques dizaines de litres par heure, et le jeu à la coupe de chaque segment de quelques dixièmes de millimètres à quelques millimètres. Lorsqu’ils sont montés, ces segments s’appuient radialement sur le support de palier ou une frette montée dans ce support, ainsi qu’axialement sur les parois des gorges qui sont formées dans la bague externe du palier (correspondant à la bague interne du film d’huile) et qui accueillent ces segments. L’huile ne peut donc passer qu’à travers le jeu tangentiel à la coupe de chaque segment.

Le jeu à la coupe des segments varie en fonctionnement, du fait du gradient thermique entre le segment (qu’on peut considérer en première approche à la température de l’huile) et le support palier ou la frette sur lequel il s’appuie. Ce gradient thermique évolue en fonctionnement, du fait des conditions de température de l’huile et des pièces au cours des différentes phases de la mission du moteur :

- du démarrage au décollage, l’huile est plus chaude que le support palier : le gradient entre l’huile (et donc le segment, directement au contact de l’huile), et le support palier sur lequel s’appuie le segment, est négatif. Le segment étant plus chaud que le support (car au contact de l’huile), il va vouloir se dilater axialement ce qui va entraîner la fermeture du jeu à la coupe du fait du contact avec le support plus froid ;

- du décollage à la fin de la mission, le support palier est plus chaud que l’huile arrivant dans le film et donc ce gradient est positif. Le segment étant plus froid que le support (car au contact de l’huile), il va vouloir se comprimer axialement ce qui va entraîner une ouverture du jeu à la coupe du fait du contact avec le support plus chaud.

Au cours d’une mission de vol classique, on peut par exemple constater un gradient thermique entre l’huile et la température du support palier au droit du roulement, de plusieurs dizaines de degrés. Lors de phases très transitoires (accélérations ou décélérations rapides) en dehors de la mission classique, ce gradient peut également être amené à varier de manière importante.

L’objectif de la présente invention est de fournir un dispositif d’amortissement optimisé permettant de réduire le gradient thermique entre les segments d’étanchéité et le support de palier ou la frette avec qui ils sont en contact dans le cas de segments d’étanchéité à coupe droite. Le document FR-A1-2 876 758 décrit un segment d’étanchéité à coupe à recouvrement, qui comporte des encoches de passage d’huile à sa périphérie externe.

Cette solution permet de réduire l’effort statique tournant créé par la fuite unique au niveau de la coupe, mais ne permet pas de réduire le gradient thermique p récité. Par ailleurs, la réalisation des encoches peut s’avérer complexe d’un point de vue industriel, avec un coût deux à trois fois plus élevé que des segments à coupe droite classique. Enfin, la définition de la géométrie de ces encoches (hauteur et largeur) demande des calculs complexes, et des essais de validation pour s’assurer que le débit de fuite généré par ces segments est bien conforme aux attentes.

Résumé de l'invention

L’invention concerne un dispositif de guidage d’un arbre de turbomachine d’aéronef, ce dispositif comportant :

- un palier à roulement comportant deux bagues, respectivement première bague et seconde bague, entre lesquelles sont montés des éléments roulants,

- un support annulaire de palier qui s’étend autour du palier, et

- un système d’amortissement à compression de film d’huile monté entre le support de palier et la seconde bague, ce système d’amortissement comportant :

- une frette annulaire intercalée entre le support de palier et la seconde bague,

- deux segments annulaires d’étanchéité, respectivement amont et aval, qui sont logés dans des rainures annulaires formées dans une surface cylindrique externe de la seconde bague et qui sont aptes à prendre appui radialement sur une surface cylindrique interne de la frette, ces surfaces externe et interne définissant entre elles un espace annulaire de formation d’un film d’huile qui est délimité axialement par les segments d’étanchéité, chacun de ces segments étant fendu par une coupe droite pour permettre l’évacuation de l’huile de cet espace, et

- un premier circuit d’alimentation en huile, ce premier circuit étant relié à une gorge annulaire d’alimentation qui s’étend autour de l’espace et qui est relié à cet espace par des orifices formés dans la frette, caractérisé en ce que le système d’amortissement comprend en outre :

- un second circuit d’alimentation en huile, ce second circuit étant relié à au moins une gorge annulaire de mise en température qui est indépendante de ladite gorge d’alimentation et qui s’étend autour de l’espace et au droit de l’un des segments d’étanchéité.

L’invention propose ainsi d’équiper le dispositif de guidage d’au moins une gorge de mise en température, qui est indépendante de la gorge d’alimentation, et qui est dédiée à la diminution du gradient thermique précité. On comprend donc que le dispositif comprend deux circuits d’huile ayant des fonctions différentes, contre un seul dans la technique antérieure. Dans la présente demande, on distingue donc les gorges par leurs fonctions. Une gorge d’alimentation en huile a pour fonction d’alimenter en huile, alors qu’une gorge de mise en température a pour fonction de réguler la température et donc d’apporter ou de retirer des calories, dans le but de limiter l’apparition d’un gradient thermique en particulier.

L’huile qui circule dans le premier circuit, et en particulier dans la gorge annulaire d’alimentation, dans les orifices et dans l’espace, ne circule ainsi pas dans le second circuit, en particulier dans la gorge de mise en température, et inversement.

Le dispositif selon l’invention peut comprendre une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément les unes des autres, ou en combinaison les unes avec les autres :

- la gorge d’alimentation est formée dans le support annulaire ou dans la frette ;

- la ou chaque gorge de mise en température est formée dans le support annulaire et/ou dans la frette ; - la gorge d’alimentation a une étendue axiale supérieure à une étendue axiale desdits orifices ;

- la ou chaque gorge de mise en température a une étendue axiale supérieure à une étendue axiale du segment d’étanchéité autour duquel elle s’étend ;

- le second circuit d’alimentation en huile est relié à deux gorges de mise en température, respectivement amont et aval, qui sont situées respectivement au droit desdits segments d’étanchéité ;

- la ou chaque gorge de mise en température est reliée à au moins un orifice de sortie d’huile qui est formé dans la frette ;

- ledit au moins un orifice de sortie d’huile est axialement décalé dudit espace pour éviter que l’huile qui sort de cet orifice pénètre dans l’espace ;

- l’orifice de sortie d’huile relié à la gorge de mise en température amont débouche en amont du segment d’étanchéité amont, voire en amont de la seconde bague ;

- l’orifice de sortie d’huile relié à la gorge de mise en température aval débouche en aval du segment d’étanchéité aval ;

- la ou chaque gorge de mise en température est reliée à au moins un orifice d’entrée d’huile qui est formé dans le support de palier ;

- les orifices d’entrée et de sortie d’huile de la ou chaque gorge de mise en température sont situés à un angle l’un de l’autre qui est inférieur ou égal à 30°, et de préférence inférieur ou égal à 20° ; cet angle est mesuré par rapport à l’axe du palier ;

- l’orifice d’entrée d’huile de la ou chaque gorge de mise en température est situé dans une zone angulaire s’étendant entre 12h et 1 h autour d’un axe principal du dispositif par analogie avec le cadran d’une horloge selon une première configuration, ou entre 11 h et 12h autour de l’axe selon une seconde configuration, et l’orifice de sortie d’huile de la ou chaque gorge de mise en température est situé dans une zone angulaire s’étendant entre 11 h et 12h autour de l’axe selon la première configuration, ou entre 12h et 1 h autour de l’axe selon la seconde configuration ;

- les orifices d’entrée et de sortie d’huile de la ou chaque gorge de mise en température sont inclinés par rapport à des directions radiales ;

-- les première et seconde bagues sont respectivement des bagues interne et externe, ou inversement des bagues externe et interne ;

-- le dispositif comprend un axe principal autour duquel s’étend le palier ;

-- la coupe de chaque segment s’étend dans un plan parallèle audit axe ;

- la seconde bague du dispositif de guidage est associée à une cage souple et comprend un voile annulaire ajouré et relié à une bride annulaire de fixation ;

-- la pression de l’huile dans le premier circuit d’alimentation est supérieure à la pression d’huile dans le second circuit d’alimentation ;

-- la pression d’huile dans la ou les gorges de mise en température est comprise entre 1 ,5 et 10 bars ;

-- chacun des segments définit un jeu à la coupe qui est compris entre 0,05 et 5mm en position de montage dans le dispositif ;

- la ou chaque gorge de mise en température a une étendue axiale qui représente une à cinq fois une étendue axiale du segment associé à cette gorge ;

-- le film d’huile ou l’espace de formation de ce film d’huile a une épaisseur radiale compris entre 0,05 et 1 mm ;

-- la distance axiale entre les segments ou la longueur du film d’huile ou de l’espace de formation du film d’huile, est comprise entre 10 et 50mm ;

-- le film d’huile ou l’espace de formation du film d’huile a un diamètre compris entre 100 et 500 mm ;

-- la ou chaque gorge d’alimentation est du type centré et est située à mi- distance des segments d’étanchéité ;

- la ou chaque gorge d’alimentation est du type décentré et est situé à proximité de l’un des segments d’étanchéité ; - lorsque la gorge d’alimentation est du type centré, le dispositif comprend exactement deux gorges de mise en température ;

- lorsque la gorge d’alimentation est du type décentré, le dispositif comprend une unique gorge de mise en température.

L’invention concerne en outre une turbomachine d’aéronef, comportant un dispositif tel que décrit ci-dessus.

Brève description des figures

D’autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description qui suit d’un mode de réalisation non limitatif de l’invention en référence aux dessins annexés sur lesquels :

[Fig.1] la figure 1 est une demi vue schématique en coupe axiale d’une turbomachine d’aéronef,

[Fig.2] la figure 2 est une vue schématique en coupe axiale et en perspective d’un dispositif de guidage selon la technique antérieure,

[Fig.3] la figure 3 est une vue schématique en coupe transversale du dispositif de guidage de la figure 2,

[Fig.4] la figure 4 est une vue schématique en coupe axiale du dispositif de guidage de la figure 2,

[Fig.5] la figure 5 est une vue schématique en perspective d’un segment d’étanchéité à coupe droite,

[Fig.6] la figure 6 est une vue schématique en perspective d’un segment d’étanchéité à coupe à recouvrement,

[Fig.7] la figure 7 est une vue schématique en coupe axiale similaire à celle de la figure 4 et illustre un mode de réalisation d’un dispositif de guidage selon l’invention,

[Fig.8] la figure 8 est une vue similaire à celle de la figure 7 et illustre une variante de réalisation de l’invention,

[Fig.9] la figure 9 est une vue similaire à celle de la figure 7 et illustre une autre variante de réalisation de l’invention, et [Fig.10] la figure 10 est une vue très schématique d’une gorge de mise en température d’un dispositif de guidage selon l’invention, et montre les positions d’orifices d’entrée et de sortie d’huile de cette gorge.

Description détaillée de l'invention

La figure 1 est une vue en coupe axiale et partielle d’une turbomachine 1 d’axe longitudinal X à laquelle s’applique l’invention. La turbomachine 1 représentée est une turbomachine à double flux destinée à être montée sur un aéronef.

Classiquement, la turbomachine 1 comprend un arbre rotatif qui est guidé en rotation via un ou plusieurs paliers de guidage par rapport à une partie fixe de la turbomachine. L’arbre rotatif peut être un arbre basse pression de la turbomachine. L’arbre rotatif peut être également un arbre haute pression ou encore tout arbre entraîné en rotation à l’aide d’un palier de guidage au sein de la turbomachine.

En référence à la figure 1 , l’arbre basse pression 2 entraîne par exemple une soufflante 3 disposée en amont de la turbomachine 1 . La turbomachine 1 comprend en aval de la soufflante 3 et successivement, un ensemble de compresseur (compresseur basse pression 4a et compresseur haute pression 4b), une chambre de combustion 5, et un ensemble de turbine (turbine haute pression 6a et turbine basse pression 6b), qui forment un générateur de gaz.

Dans la présente invention, les termes « amont » et « aval » sont définis par rapport à la circulation des gaz dans la turbomachine et ici suivant l’axe longitudinal X.

L'arbre basse pression 2 relie le compresseur basse pression 4a de l’ensemble de compresseur et la turbine basse pression 6b de l’ensemble de turbine, pour former un corps basse pression. La turbomachine 1 peut comprendre également un corps haute pression qui comprend le compresseur haute pression 4b de l’ensemble de compresseur reliant la turbine haute pression 6a de l’ensemble de turbine via un arbre haute pression 7.

L’arbre basse pression 2 est centré sur l’axe longitudinal X et est guidé à son extrémité amont par un palier de guidage 10 amont et à son extrémité aval par un palier de guidage 11 aval. Les paliers de guidage 10, 11 sont chacun logés dans une enceinte d’un carter fixe 12 par rapport auquel l’arbre basse pression 2 tourne.

En référence aux figures 2 à 4, chaque palier 10, 11 comprend une bague interne 13 annulaire montée sur l’arbre rotatif (arbre basse pression 2) et une bague externe 14 annulaire reliée à une structure fixe solidaire du carter fixe 12 de la turbomachine 1. La bague interne 13 est par exemple frettée sur l'arbre basse pression 2 de manière à empêcher toute translation et toute rotation de la bague interne 13 par rapport à l'arbre basse pression 2. La bague externe 14 est avantageusement fixée à la structure fixe à l’aide d’un dispositif anti-rotation pour la bloquer en rotation par rapport à celle-ci. Le dispositif anti-rotation est généralement formé d’une entretoise 15 radiale qui vient se loger, d’une part dans une encoche de la bague externe 14 qui s’ouvre sur l’extérieur, et d’autre part dans un trou (non représenté) de la structure fixe solidaire du carter fixe 12. La bague externe 14 entoure et est agencée à distance radialement de la bague interne 13.

Dans la présente invention, les termes « radial » et « radialement » sont définis par rapport à un axe radial R perpendiculaire à l’axe longitudinal X.

Entre les bagues interne et externe 13, 14 sont agencés des éléments roulants 16 tels que des rouleaux ou des billes, qui assurent le lien entre l’arbre rotatif et la structure fixe de la turbomachine. Les bagues interne et externe 13, 14 comprennent des surfaces internes 17, 18 qui forment des pistes de roulement interne pour les éléments roulants 16.

Sur les figures 2 à 4, nous voyons également que le palier 10, 11 est équipé d’un système d’amortissement. Ce dernier comprend un film d’amortissement qui est un film d’huile 19 et qui circule entre la bague externe 14 et la structure fixe de la turbomachine. Ce film d’huile 19 permet de limiter, amortir ou encore réguler les vibrations de la turbomachine 1 en fonctionnement. En effet, la turbomachine 1 est connue pour vibrer selon au moins un mode vibratoire donné lors de la rotation d’un ou de plusieur(s) arbre(s) rotatif(s). Ces vibrations sont dues par exemple aux défauts d’équilibrage dans la turbomachine 1 et des balourds générés en conséquence de ces défauts d’équilibrage.

Le film d’huile 19 est prévu pour occuper un espace d’amortissement 20 annulaire. Dans le cas de la figure 4, l’espace 20 est situé radialement entre la bague externe 14 du palier de guidage et une frette annulaire 21 (c’est-à- dire une pièce annulaire frettée) montée dans un support de palier 22 annulaire qui fait partie de la structure fixe ou qui est fixé à cette structure fixe. En d’autres termes, la frette 21 entoure la bague externe 14 du palier 10, 11 et est elle-même entourée par le support de palier 22.

Le support de palier 22 comprend une surface cylindrique interne 22a qui est en regard d’une surface cylindrique externe 21 a de la frette 21 . La frette 21 comprend une surface cylindrique interne 21 b qui est en regard d’une surface cylindrique externe 14a de la bague externe 14 du palier 10, 11. Les surfaces 22a et 21 a sont en contact l’une contre l’autre. Les surfaces 21 b et 14a sont espacées radialement l’une de l’autre et le jeu radial entre ces surfaces 21 b et 14a est prédéterminé pour définir la dimension radiale de l’espace 20 de formation du film d’huile 19.

L’espace d’amortissement 20 est également délimité axialement par des segments d’étanchéité 24 qui régulent ou autorisent les « fuites » d’huile du film d’amortissement vers l’extérieur de l’espace 20. Ces segments maîtrisent le débit de fuite du film d’amortissement afin d’assurer un amortissement efficace des vibrations. Dans la présente invention, les termes « axial » et « axialement » sont définis par rapport à l’axe longitudinal X.

Un premier segment 26 annulaire est situé à l’amont de l’espace 20 et un deuxième segment 27 annulaire est situé à l’aval de l’espace 20. Les segments 26, 27 s’étendent radialement entre la bague externe 14 et la frette 21. La bague externe 14 comprend une première rainure 28 annulaire, à l’amont, et une deuxième gorge 29 annulaire, à l’aval, destinées à recevoir respectivement les segments 26, 27. Les rainures 28, 29 sont formées dans la surface 14a de la bague externe 14 et sont disposées axialement à distance l’une de l’autre. Les segments 26, 27 s’étendent radialement depuis leurs rainures 28, 29 et sont aptes à prendre appui radialement sur la surface 21 b de la frette. Elles sont en outre destinées à prendre appui sur des parois latérales des gorges (le segment amont 26 sur la paroi amont de la rainure amont 28, et le segment aval 27 sur la paroi aval de la rainure aval 29) du fait de la pression exercée par l’huile du film en fonctionnement.

Les segments 26, 27 sont fendus et comprennent chacun une coupe ou fente 30 qui forme des extrémités 31 en regard l’une de l’autre (cf. figure 5). Cette coupe est appelée coupe droite. Chaque extrémité 31 est définie dans un plan qui est parallèle à un plan RX. Le plan RX est formé des axes longitudinal X et radial R. Les segments 26, 27 présentent une section générale carrée ou rectangulaire.

Dans la technique actuelle représentée à la figure 6, les segments 26, 27 peuvent également être fendus et comprendre chacun une coupe 30 à recouvrement. Dans ce cas, chaque extrémité comprend une langue s’étendant suivant une direction circonférentielle (axe transversal T). L’axe transversal T est perpendiculaire aux axes longitudinal X et radial R. Les deux langues présentent chacune une surface destinée à être en appui axial l’une contre l’autre et une surface opposée axialement qui est affleurante avec un côté du segment. Les segments 26, 27 peuvent être également pourvus d’encoches 32 sur leur périphérie externe. Ces encoches sont régulièrement réparties autour de l’axe du segment (parallèle à l’axe longitudinal X en situation d’installation) et permettent d’évacuer la puissance dissipée par amortissement dans le film d’huile 19. Dans la présente invention, les segments 26, 27 sont du type à coupe droite tel qu’illustré à la figure 4. Le jeu à la coupe J, c’est-à-dire la distance entre les extrémités circonférentielles d’un segment, lorsqu’il est monté dans le dispositif, est de préférence compris entre 0,5 et 5mm.

La turbomachine 1 est également équipée d’un premier circuit d’alimentation

33 qui est connecté à une source d’alimentation (non représentée) de manière à alimenter en huile sous pression l’espace 20 et à former le film d’huile 19 dans cet espace. Ce premier circuit 33 peut également alimenter en huile les paliers de guidage en vue de leur lubrification.

Pour cela, comme illustré à la figure 4, le support de palier 22 comprend une gorge d’alimentation 34 annulaire qui s’étend autour de l’espace 19 et qui est relié à cet espace par des orifices 35 formés dans la frette 21 . La gorge 34 est reliée à une conduite 36 qui est ici schématique représentée. La gorge

34 s’étend autour de l’espace 19, entre les segments 26, 27, et à une position axiale prédéterminée vis-à-vis de ces segments 26, 27. La gorge 34, les orifices 35 et la conduite 36 font partie du circuit d’alimentation 33.

Les orifices 35 sont calibrés et leur nombre est compris entre 1 et 12. Ils sont de préférence régulièrement répartis autour de l’axe X

Dans l’exemple représenté à la figure 4, la gorge 34 est du type décentré ou l’alimentation du film d’huile 19 est du type décentré. On définit par H, un plan médian perpendiculaire à X et passant sensiblement par le milieu du film d’huile. On constate que la gorge 34 n’est pas traversée par ce plan H et est au contraire à distance de ce plan H et ici en aval de ce plan, à proximité du segment aval 27.

En variante, la gorge d’alimentation pourrait être du type centré ou l’alimentation du film d’huile 19 pourrait être du type centré. Pour cela, la gorge serait traversée par le plan H et serait donc sensiblement à mi-distance des segments 26, 27.

La figure 4 montre en outre la circulation de l’huile dans le circuit 33, depuis la conduite 36 jusqu’à la gorge 34 (flèche F1 ), à travers les orifices 35 de la frette 21 , puis de l’espace 20 à travers les coupes droites des segments 26, 27. Au droit des orifices 35, la surface externe 14a de la bague 14 peut comprendre une rainure annulaire 37 de récupération de l’huile sortant des orifices 35 et de distribution de cette huile dans l’espace 20 tout autour de l’axe X.

Le gradient thermique entre les segments 26, 27 et la frette 21 sur laquelle ils s’appuient radialement n’est pas mesuré en fonctionnement et est donc mal connu. Il peut être compris entre 5 et 100°C par exemple. Ce gradient est néanmoins utilisé comme hypothèse de définition du jeu tangentiel dit « jeu à la coupe » des segments 26, 27.

En présence d’un gradient négatif (la température du segment est similaire à la température de l’huile et est supérieure à la température de la frette), le segment va vouloir s’allonger par dilatation thermique, et sa fente va donc se fermer du fait du gradient imposé.

On distingue trois cas distincts. Dans le premier cas, on constate un fonctionnement qui ne remet pas en cause le fonctionnement du film, le segment se ferme au niveau du jeu à la coupe, mais le jeu de fermeture imposé par ce gradient est inférieur au jeu à la coupe, et l’évacuation de l’huile peut donc se faire normalement. Ce cas ne remet pas en cause le fonctionnement du film.

Dans un second cas où le jeu à la coupe (jeu tangentiel) est mal défini ou que le gradient thermique utilisé pour définir ce jeu est sous-estimé, le segment va vouloir se fermer au-delà de la valeur du jeu prévu. En conséquence, l’huile du film d’huile 19 ne pourra plus être évacuée, et va donc monter très fortement en température (du fait des calories générées par amortissement du film d’huile), ce qui va réduire sa viscosité, et donc le pouvoir amortissant du film. En cas de gradient beaucoup trop important et de segment fermé de manière prolongé, il peut y avoir un risque également de cokéfaction de l’huile, rendant le film absolument non fonctionnel, et nécessitant alors un démontage pour le nettoyer. Dans le troisième cas où le gradient thermique négatif est encore supérieur en valeur absolue à celui du second cas, le segment va vouloir se fermer encore plus. Du fait de la présence d’un jeu radial entre le segment 26, 27 et la rainure 28, 29 qui accueille le segment, les deux extrémités du segment vont vouloir se plaquer radialement en fond de gorge. En conséquence, l’huile sera évacuée via l’espace laissé entre le diamètre extérieur du segment et la frette, ce qui peut conduire à des fuites très importantes, plus importantes qu’en cas de fonctionnement normal. Si ces fuites sont trop importantes, il ne sera pas possible d’atteindre une pression d’alimentation suffisante dans le film d’huile, ce qui va réduire l’amortissement apporté par celui-ci.

Par ailleurs, dans les deuxième et troisième cas, une fois le retour à un gradient positif, le segment va vouloir retrouver sa position avec un jeu ouvert. Ces deux cas avec ces cycles de compression / décompression du segment, répétés à chaque mission de l’aéronef (ou pour des variations transitoires en dehors de la mission classique de l’aéronef), peuvent donc générer un risque de plastification du segment, qui garderait donc sa forme déformée au lieu de sa forme initiale, et ne serait donc plus fonctionnel.

Les conséquences dans les deuxième et troisième cas sont d’avoir un film non-fonctionnel ou avec un fonctionnement dégradé (voir très dégradé) par rapport à son fonctionnement nominal, avec une diminution voire une perte de l’amortissement apporté par ce film.

Les conséquences sont les suivantes :

- augmentation des vibrations,

- dégradation des consommations de jeux relatives entre le rotor et le stator au droit des différents étages de compresseur et turbine, et dégradations des performances, voire augmentation du risque de pompage,

- apparition de vibrations non-synchrones (NSV), qui peuvent endommager le moteur, notamment si le film est placé sur un rotor supercritique.

Il existe donc un besoin de réduire ou du moins de maîtriser ce gradient thermique, ce qui est proposé par l’invention. La présente invention propose ainsi d’ajouter un second circuit d’alimentation en huile, qui est dédiée à la mise en température des segments 26, 27. Pour cela, le second circuit est relié à au moins une gorge annulaire de mise en température qui s’étend autour de l’espace 20 et au droit de l’un des segments 26, 27.

Les figures 7 à 9 illustrent plusieurs modes de réalisation du dispositif de guidage selon l’invention. Les différences entre ces modes de réalisation reposent notamment sur le nombre et la position des gorges de mise en température 40, et sur la position de la gorge d’alimentation 34.

Bien que cela ne soit pas forcément visible ou décrit dans ce qui suit, le dispositif de guidage selon l’invention peut comprendre tout ou partie des caractéristiques d’un dispositif de guidage de la technique antérieure, tel que celui illustré aux figures 2 à 5 et décrit dans ce qui précède. En particulier, sa bague externe 14 pourrait être associée à une cage souple C1 ou cage d’écureuil, c’est-à-dire une cage ajourée reliée à une bride annulaire de fixation C2, comme illustré à la figure 2.

La figure 7 illustre un premier mode de réalisation d’un dispositif de guidage selon l’invention, dans lequel les gorges 40 de mise en température sont formées dans le support de palier 22 et en particulier dans la surface interne 22a du support 22. C’est également le cas de la gorge d’alimentation 34 qui est formée dans le support 22 et en particulier dans la surface interne 22a du support 22.

La gorge 34 est ici du type centré et est donc traversée par le plan H. Les gorges 40 sont au nombre de deux et sont respectivement une gorge amont située en amont du plan H et une gorge aval située en aval du plan H.

La gorge 34 a par exemple en section une forme rectangulaire ou carrée.

Dans l’exemple représenté, la gorge 34 a une étendue axiale supérieure à une étendue axiale des orifices 35. La gorge amont 40 s’étend autour de l’espace 20 et autour et au droit du segment amont 26. La gorge aval 40 s’étend autour de l’espace 20 et autour et au droit du segment aval 27.

Chaque gorge 40 a par exemple en section une forme rectangulaire ou carrée. La forme et les dimensions des gorges 40 sont identiques et définissent chacune un volume qui peut être inférieur au volume défini par la gorge 34.

Dans l’exemple représenté, chaque gorge 40 a une étendue axiale supérieure à une étendue axiale du segment 26, 27 autour duquel elle s’étend. Chaque gorge 40 a de préférence une étendue axiale représentant une à cinq fois l’étendue axiale du segment correspondant, et de préférence deux à cinq fois.

Les gorges 40 font partie d’un circuit 41 qui comprend en une ou plusieurs conduites 42 d’alimentation en huile des gorges 40. Chacune des gorges 40 est alimentée en huile par une conduite 42 dans l’exemple représenté, les conduites étant indépendantes de la conduite 36.

Le nombre de conduites 42 qui alimentent une gorge 40 est par exemple compris entre 1 et 3. Les conduites 42 d’alimentation d’une même gorge 40 étant de préférence régulièrement réparties autour de l’axe X.

Chaque conduite 42 a une extrémité qui débouche dans la gorge 40 correspondante pour former un orifice d’entrée d’huile 43. La frette 21 comprend au moins un orifice radial, et de préférence un unique orifice radial, qui forme un orifice de sortie d’huile 44.

En ce qui concerne la gorge amont 40a, l’orifice de sortie d’huile 44 communique avec l’extrémité amont de la gorge 40 et est située en amont du segment 26, voire également en amont de la bague 14. Les flèches montrent le cheminement de l’huile dans cette zone.

En ce qui concerne la gorge aval 40b, l’orifice de sortie d’huile 44 communique avec l’extrémité aval de la gorge 40b et est située en aval du segment 27. Les flèches montrent le cheminement de l’huile dans cette zone. Les circuits 33, 41 sont de préférence indépendants. Cela signifie que l’huile qui circule dans le premier circuit d’alimentation 33, et en particulier dans la gorge annulaire 34 d’alimentation, dans les orifices 35 et dans l’espace 20, ne circule pas dans le second circuit d’alimentation 41 , en particulier dans la gorge de mise en température 40 et l’orifice de sortie d’huile 44, et inversement.

Dans la variante de réalisation de la figure 8, la gorge 34 est du type décentré et est éloignée du plan H. Elle est située en aval du plan H et à proximité du segment 27. Elle peut être considérée comme s’étendant en partie autour et au droit du segment 27. Dans ce cas, il n’y a pas de gorge 40 de mise en température dans cette zone. En effet, une fermeture de ce segment, du fait de l’apparition d’un gradient de température avec la frette, serait moins problématique, car cela favoriserait la circulation de l’huile vers le segment opposé, ce qui augmenterait l’amortissement.

Le dispositif de guidage de la figure 8 comprend ainsi une unique gorge 40, 40a qui est située en amont du plan H et autour du segment 26. Dans l’exemple représenté, cette gorge 40 est formée dans la frette 21 et en particulier dans la surface externe 21 de la frette 21. La conduite 42 d’alimentation de cette gorge 40 est similaire à celle la conduite d’alimentation de la gorge 40a dans la figure 7.

Le circuit 33 est similaire à celui de la figure 4. La gorge 34, les orifices 35 et la conduite 36 du circuit 33 de la figure 8 sont similaires à la gorge amont 40a, aux orifices 35, et à la conduite 36 reliée à cette gorge de la figure 4.

La variante de réalisation de la figure 9 diffère du mode de réalisation de la figure 7 en ce que les gorges 40 sont formées dans la frette 21 et non pas le support 22 et en particulier dans la surface externe 21 a de la frette 21 .

Les circuits 36, 41 sont de préférence indépendants et peuvent fournir de l’huile, par exemple d’une même source d’huile, à des pressions différentes. La pression d’alimentation en huile du second circuit 41 est de préférence inférieure à celle du premier circuit 36. Pour cela, le circuit 41 peut être relié à la source d’huile par une pompe fournissant une pression inférieure à celle fournie par une autre pompe reliant le circuit 36 à la source d’huile. En variante, les circuits 36, 41 pourraient être reliés à la source d’huile par une même pompe et le circuit 41 pourrait être configuré pour réduire la pression de l’huile fournie par la pompe, par exemple par des pertes de charge maitrisées dans la conduite 42.

La pression d’huile dans le circuit 41 ou la ou chaque gorge 40 est de préférence comprise entre 1 ,5 et 10 bars. La pression d’huile dans le circuit 36 ou la gorge 34 est de préférence supérieure à 10 bars.

La figure 10 montre de manière très schématique une des gorges 40 de mise en température et les positions respectives de ses orifices d’entrée et de sortie d’huile 43, 44.

Les orifices d’entrée et de sortie d’huile 43, 44 de la ou chaque gorge de mise en température 40 sont situés à un angle l’un de l’autre qui est inférieur ou égal à 30°, et de préférence inférieur ou égal à 20° (mesuré autour de l’axe X).

Dans l’exemple représenté, l’orifice d’entrée d’huile 43 est formé par le débouché de la conduite 42 dans la gorge 40 et est par exemple située proche de la position 12h (12 heures) par analogie avec le cadran d’une horloge (autour de l’axe X). Dans l’exemple représenté, l’orifice d’entrée d’huile 43 est située dans une zone angulaire s’étendant entre 12h et 1 h autour de l’axe X. L’orifice de sortie d’huile 44 est formée par l’orifice précité et est située à 11 h et 12h autour de l’axe X.

En variante, c’est l’orifice de sortie d’huile 44 qui pourrait être située dans la zone angulaire s’étendant entre 12h et 1 h, et l’orifice d’entrée d’huile 43 pourrait être située dans zone angulaire s’étendant entre 11 h et 12h autour de l’axe X.

Comme autre variante possible, en fonction des contraintes d’intégration, les orifices peuvent être situés à des azimuts différents, en conservant le « clockage » (position azimutale relative) entre les orifices d’entrée d’huile et de sortie d’huile (+/- 1 h), avec par exemple des orifices inclinés (au lieu de purement radiaux) pour forcer la direction de la circulation du flux d’huile entre l’orifice d’entrée d’huile et l’orifice de sortie d’huile, couplée à la pression d’alimentation imposée à ce flux d’huile.

Les segments 26, 27 sont par exemple réalisés dans un alliage métallique. Un exemple d’alliage métallique est un mélange de cuivre ou de fer.

Le film d’huile 19 a de préférence une épaisseur radiale comprise entre 0,05 et 1 mm. Les segments 26, 27 sont séparés l’un de l’autre d’une distance comprise entre 10 et 50mm, ce qui correspond à la longueur du film d’huile. Le film d’huile 19 peut être situé à un rayon d’implantation (mesuré par rapport à l’axe X) qui est compris entre 100 et 500mm.

En fonctionnement, en début de mission, de l’huile est donc destinée à arriver à la fois dans l’espace 20 pour la formation du film d’huile 19 et dans la ou les gorges 40 de mise en température. Cette huile va donc augmenter plus rapidement la température de la frette 21 , et donc mathématiquement réduire le gradient entre le ou les segments 26, 27 et la frette 21 .

L’huile arrivant dans cette gorge 40 est ensuite évacuée via l’orifice de sortie 44, afin de s’assurer que l’huile parcourt toute la circonférence de la gorge 40 (flèches à la figure 10).

Les dimensions précitées de la ou des gorges 40, leur forme (rectangulaire ou non), ainsi que des orifices d’entrée et de sortie 43, 44 peuvent être définies via des calculs thermiques standards.

L’invention propose donc une manière simple et passive de réduire le gradient thermique entre les segments 26, 27 et la frette 21 ou le support de palier 22 sur lequel les segments s’appuient radialement, ce qui va donc réduire le risque de « sur-fermeture » du segment en cas de jeu tangentiel à la coupe ou de gradient thermique sous-estimés lors de la conception.

Cela permet de garantir une meilleure maîtrise de l’amortissement du film quelle que soit la phase de fonctionnement du moteur, et cette variation de gradient réduite permet de minimiser l’évolution de ce jeu à la coupe, ce qui garantit une moins grande variation du débit de fuite et donc une meilleure maîtrise / robustesse sur l’amortissement du film d’huile.

Contrairement à ce qui précède, le support de palier 22 et l’arbre 13 pourrait avoir une disposition inverse, le support de palier 22 étant situé à l’intérieur du palier 10, 11 et l’arbre 13 étant situé à l’extérieur du palier 10, 11.