DOMAINE DE L'INVENTION

L’invention concerne les pièces statoriques d’une turbomachine comprenant une pale comme les redresseurs de flux situés en aval d’un compresseur et en particulier les redresseurs à calage fixe.

ETAT DE LA TECHNIQUE

Dans une turbomachine d’aéronef, et en particulier les aéronefs destinés au transport de passagers, c’est l'air propulsé par une soufflante et des gaz de combustion sortant de la turbomachine à travers une tuyère d’échappement qui exerce une poussée de réaction sur la turbomachine et, à travers elle, sur l’aéronef. La circulation des gaz à travers la turbomachine est influencée par des aubages en rotation et des aubages fixes. Les aubages fixes ou statoriques comptent notamment des aubes directrices de sortie (connu également sous le terme de « Outlet Guide Vane» ou « OGV >> en anglais), les aubes directrices d'entrée (connu également sous le terme de « Inlet Guide Vane» ou « IGV » en anglais), et les aubes à calage variable (connu également sous le terme de « Variable Stator Vane» ou « VSV » en anglais). Les aubes de redresseur d'un moteur aéronautique à turbine à gaz peuvent présenter chacune deux plateformes (intérieure et extérieure) qui sont rapportées sur l'aubage. Il existe également des architectures non carénées comprenant des aubes de redresseur qui ne présentent qu’une seule plateforme intérieure. Dans tous les cas, ces aubes de redresseur forment des rangées d'aubes fixes qui permettent de guider le flux gazeux traversant le moteur selon une vitesse et un angle appropriés.

Au sein d’un redresseur de flux comprenant une pluralité de pales fixes, l’écoulement des gaz s’effectue globalement entre les pales selon un sens amont-aval. Il est connu cependant que la zone du pied de pale peut être le siège d'écoulements aérodynamiques secondaires.

Pour chaque couple de pales en regard l’une de l’autre, un gradient de pression entre la face en pression (intrados) de la première pale et la face en dépression (extrados) de la deuxième pale génère un écoulement de passage (connu également sous le terme de « crossflow » en anglais) qui transporte les gaz vers l’extrados.

En extrémité de pale, c’est-à-dire à la jonction entre l’aubage et le moyeu ou entre l’aubage et le carter, un décollement de coin (connu également sous le terme de « corner separation » en anglais) et un tourbillon (connu également sous le terme de « corner vortex » en anglais) peuvent se produire. Ce décollement génère des pertes de pression ainsi qu’un blocage aérodynamique. Ce dernier est problématique en termes d’opérabilité. Pour des incidences élevées du flux arrivant sur le redresseur, c’est-à-dire lorsque la direction d’écoulement des gaz en amont du redresseur fait un angle important avec une direction du bord d’attaque de la pale, ce décollement de coin s’amplifie jusqu’à provoquer un décrochage de la couche limite sur la pale qui ne peut plus assurer la déviation de l’écoulement.

Il y a donc un besoin pour une nouvelle géométrie permettant de corriger ces problèmes et d'améliorer les performances en termes de rendement des équipements notamment à forte incidence du flux entrant dans le redresseur.

EXPOSE DE L'INVENTION

Un but de l’invention est de proposer une pièce statorique d’une turbomachine dont la géométrie améliore l’écoulement des fluides par rapport à l’art antérieur.

Le but est atteint dans le cadre de la présente invention grâce à une pièce statorique d’une turbomachine comprenant :

- une plateforme définissant une paroi d’une veine d’écoulement de gaz,

- une pale s’étendant radialement par rapport à un axe central de la turbomachine depuis la plateforme, et

- une ailette s’étendant dans la veine radialement depuis un pied d’ailette situé sur la plateforme jusqu’à une tête d’ailette, l’ailette comprenant un intrados et un extrados situés radialement entre le pied d’ailette et la tête d’ailette, chaque point de l’intrados ou respectivement de l’extrados définissant un axe radial passant par le point, chaque plan comprenant l’axe radial définissant une section de l’intrados ou respectivement de l’extrados, un angle défini dans le plan entre le profil de pied et une tangente à la section à une intersection de la section et du profil de pied étant inférieur ou égal à 45 degrés, la section étant située entre le profil de pied et la tangente.

Une telle pièce statorique est avantageusement et optionnellement complétée par les différentes caractéristiques suivantes prises seules ou en combinaison :

- la plateforme est une première plateforme, la pièce comprenant une deuxième plateforme de sorte à définir la veine d’écoulement entre la première plateforme et la deuxième plateforme, la veine s’étendant radialement sur une hauteur de veine, l’ailette s’étendant radialement sur une hauteur d’ailette, un rapport de la hauteur d’ailette sur la hauteur de veine étant supérieur ou égal à 0,01 et inférieur ou égal à 0,25 ;

- la pale comprend un bord d’attaque et un bord de fuite séparés d’une corde de pale, l'ailette comprenant une pluralité de profils empilés radialement entre le pied d’ailette et la tête d’ailette, chaque profil définissant une corde entre le bord d’attaque de l’ailette et le bord de fuite de l’ailette, la corde du profil de tête étant inférieure à la corde du profil de pied ; un rapport de la corde du profil de tête sur la corde de pale étant supérieur ou égal à 0,1 et inférieur ou égal à 0,6 ; un rapport de la corde du profil de pied sur la corde de pale étant supérieur ou égal à 0,3 et inférieur ou égal à 1 ,1 ;

- chaque profil d’ailette définit une épaisseur maximale du profil entre l’intrados et l’extrados dans une direction perpendiculaire à une ligne de corde, un rapport de l’épaisseur maximale du profil de pied sur la corde du profil de pied étant supérieur ou égal à 0,05 et inférieur ou égal à 0,25 ; et un rapport de l’épaisseur maximale du profil de tête sur la corde du profil de tête étant supérieur ou égal à 0,05 et inférieur ou égal à 0,25 ;

- la pale comprend un intrados en regard de l’extrados de l’ailette, l’ailette comprenant un bord de fuite, le bord de fuite comprenant un point de fuite situé sur la plateforme, une tangente au bord de fuite au point de fuite s’étendant depuis la plateforme en s’éloignant de l’axe entre la pale et un plan radial de fuite passant par l’axe et le point de fuite ;

- le bord de fuite comprend un point d’asymétrie de sorte que pour tout point courant du bord de fuite situé entre le point d’asymétrie et le point de fuite, une tangente au bord de fuite au point courant s’étend depuis le bord de fuite en s’éloignant de l’axe entre la pale et un plan radial de fuite passant par l’axe et le point courant ;

L’invention porte également sur une turbomachine comprenant une pièce statorique telle qu’on vient de la présenter et sur un aéronef comprenant une telle turbomachine.

DESCRIPTION DES FIGURES

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

- la figure 1 est une représentation schématique d’une turbomachine ;

- la figure 2 est une représentation schématique d’une pièce statorique selon un premier mode de réalisation ;

- la figure 3 est une vue schématique en section dans un plan perpendiculaire à un axe radial de la turbomachine d’une pièce statorique selon le premier mode de réalisation ;

- la figure 4 est une vue schématique en section dans un plan perpendiculaire à l’axe de la turbomachine d’une pièce statorique selon le premier mode de réalisation. DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION

Turbomachine

En référence à la figure 1 , une turbomachine est représentée de manière schématique, plus spécifiquement un turboréacteur axial 1 à double flux. Le turboréacteur 1 illustré s’étend selon un axe A et comporte successivement, dans le sens d’écoulement des gaz dans la turbomachine, une soufflante 2, une section de compression pouvant comprendre un compresseur basse pression 3 et un compresseur haute pression 4, une chambre de combustion 5, et une section de turbine pouvant comprendre une turbine haute pression 6 une turbine basse pression 7 et une tuyère d’échappement.

La soufflante 2 et le compresseur basse pression 3 sont entraînés en rotation par la turbine basse pression 7 par l’intermédiaire d’un premier arbre de transmission 9, tandis que le compresseur haute pression 4 est entraîné en rotation par la turbine haute pression 6 par l’intermédiaire d’un deuxième arbre de transmission 10.

En fonctionnement, un écoulement d'air comprimé par les compresseurs basse et haute pression 3 et 4 alimente une combustion dans la chambre de combustion 5, dont l'expansion des gaz de combustion entraîne les turbines haute et basse pression 6, 7. L'air propulsé par la soufflante 2 et les gaz de combustion sortant du turboréacteur 1 à travers une tuyère d’échappement en aval des turbines 6, 7 exercent une poussée de réaction sur le turboréacteur 1 et, à travers lui, sur un véhicule ou engin tel qu'un aéronef (non illustré).

Pièce statorique

En aval de la soufflante ou d’un étage de compression, la turbomachine peut comprendre un étage d’aubes de redressement. Un tel étage d’aubes de redressement peut comprendre une pièce statorique 20 comme présentée en référence à la figure 2.

La pièce statorique 20, ou l’ensemble 20 de pièces statoriques si elle n'est pas monobloc, présente au moins une pale 24, 26 et une plateforme 22 à partir de laquelle s'étend la pale 24, 26. La pièce statorique peut par exemple comprendre deux pales adjacentes 24, 26 qui s’étendent à partir de la plateforme 22.

Le terme "plateforme" désigne ici tout élément de la turbomachine à partir duquel des pales 24, 26 sont aptes à être montées. La plateforme peut être en particulier un moyeu ou un carter qui entoure l’axe de la turbomachine. La plateforme peut présenter une surface cylindrique à distance radiale constante à l’axe A de la turbomachine. La plateforme 22 présente une paroi interne ou bien une paroi externe contre laquelle l'air circule, c’est à dire que la plateforme 22 définit une paroi d’une veine d’écoulement de gaz. Les pales 24, 26 s’étendent à partir de la plateforme 22 dans la veine soit radialement vers l’extérieur en s’éloignant de l’axe de la turbomachine A soit radialement vers l’intérieur en s’approchant de l’axe de la turbomachine A.

La figure 2 est une représentation schématique de la pièce statorique 20 en perspective. L’axe A de la turbomachine y est représenté orienté de manière positive dans le sens des écoulements des gaz dans la turbomachine. La figure 2 représente également un axe radial r et un axe circonférentiel 0 passant par un point 34 de la plateforme 22. En chaque point de l’espace et par exemple en un point 34 de la plateforme 22, on peut définir un axe radial r qui est perpendiculaire à l'axe A de la turbomachine et qui passe par le point et l'axe A de la turbomachine. L’axe radial est orienté positivement dans la direction qui s’éloigne de l'axe A de la turbomachine. On peut également définir un axe circonférentiel 0 qui passe par le point et qui est perpendiculaire à l’axe radial r et à l'axe A de la turbomachine. L’axe circonférentiel est orienté positivement dans la direction qui s’éloigne de l'axe A de la turbomachine.

Dans l’exemple de la figure 2, les pales 24, 26 s’étendent radialement depuis la plateforme 22 en s’éloignant de l’axe de la turbomachine, mais l’invention n’est pas limitée à cette seule situation.

La figure 3 est une représentation schématique de la pièce statorique 20 dans un plan circonférentiel passant par la plateforme 22, plan circonférentiel qui est à une distance constante à l’axe A de la turbomachine. Un tel plan circonférentiel parallèle à l’axe A de la turbomachine permet de définir une coupe des pales 24, 26

La direction de l’axe A est donnée sur la figure 3 par l’axe x dont l’orientation est le sens d’écoulement des gaz. L’axe radial r est perpendiculaire au plan de la figure 3 et dirigé vers le lecteur de la figure 3. L’axe 0 correspond à la direction circonférentielle perpendiculaire simultanément à l’axe A et l’axe radial.

Les pales 24 et 26 présentent chacune un intrados 624, 126 et un extrados 124, 626.

Les pales 24 et 26 comprennent chacune un bord d’attaque 224, 226 côté amont et un bord de fuite 324, 326 côté aval. Les termes amont et aval sont définis en rapport avec l’écoulement général des gaz à travers la turbomachine qui s’effectue de l’amont vers l’aval dans la direction et le sens de l’axe A de la turbomachine.

Les pales définissent une corde de pale 424 qui est la longueur du segment reliant le bord d’attaque et le bord de fuite dans un plan circonférentiel à rayon constant ou à distance constante de l’axe A, plan circonférentiel qui peut être qualifié de plan de coupe. De même dans un plan de coupe circonférentiel, chaque pale présente une ligne de cambrure 43, 41 qui est la courbe égale à la moyenne entre la courbe de l’extrados et la courbe de l’intrados. Plus précisément, la ligne de cambrure est formée de tous les points situés à égale distance de l’extrados et de l’intrados. La distance d’un point particulier à l’extrados (ou de l’intrados) est définie ici comme la distance minimale entre le point particulier et un point de l’extrados (ou de l’intrados).

Ailette

La pièce statorique 20 comprend également une ailette 28 qui s’étend à partir de la plateforme 22 dans la même direction et le même sens d’extension que la ou les pales 24, 26. L’ailette 28 s’étend dans la veine radialement par rapport à l’axe A de la turbomachine depuis la plateforme 22.

L’ailette 28 comprend un extrados 50 qui est en regard de l’intrados 126 de la pale 26.

Lorsque la pièce comprend deux pales 24,26 l’ailette 28 est située entre les pales 24 et 26. Plus précisément l’ailette 28 se trouve en regard de l’extrados 124 de la première pale 24 et de l’intrados 126 de la deuxième pale 26.

L’ailette 28 comprend un intrados 48 qui est en regard de l’extrados 124 de la première pale et un extrados 50 qui est en regard de l’intrados 126 de la deuxième pale 26.

L’ailette 28 comprend un bord d’attaque 30 et un bord de fuite 32, le bord d’attaque 30 étant situé en amont du bord de fuite 32.

Le bord d’attaque 30 comprend un point d’attaque 34 situé sur la plateforme 22. Le point d’attaque 34 correspond à l’intersection du bord d’attaque 30 et de la plateforme 22. On définit un plan radial d’attaque Pa qui passe par l’axe A de la turbomachine et le point d’attaque 34.

Tout plan radial comprend l’axe A de la turbomachine.

Le bord de fuite 32 comprend un point de fuite 36 situé sur la plateforme 22. Le point de fuite 36 correspond à l’intersection du bord de fuite 32 et de la plateforme 22. On définit un plan radial de fuite Pf qui passe par l’axe A de la turbomachine et le point de fuite 36.

La figure 4 est une représentation schématique dans un plan Pr de certains paramètres du profil d’ailette.

Le mode de réalisation le plus général de l’invention correspond aux deux caractéristiques suivantes en rapport avec les figures 2 et 4.

Chaque point 100 de l’intrados 48 de l’ailette 28 ou respectivement de l’extrados 50 de l’ailette 28 définit un axe radial Ar passant par le point 100. L’axe radial est orthogonal à l’axe central A de la turbomachine et passe par l’axe central A de la turbomachine.

Chaque plan Pr comprenant l’axe radial Ar définit une section S de l’intrados 48 ou respectivement de l’extrados 50.

Le plan Pr est défini par la direction de l’axe radial Ar et une autre direction quelconque du plan comme la direction circonférentielle, la direction de l’axe central A de la turbomachine, ou une autre direction. Le plan Pr peut être un plan radial ou non.

En définissant ce plan Pr, on définit un plan de coupe de l’intrados 48 si le point 100 appartient à l’intrados 48, ou un plan de coupe de l’extrados 50 si le point 100 appartient à l’extrados 50. Le plan de coupe définit alors une section de l’intrados 48 ou de l’extrados 50. La section S passe par le point 100 et par un point à l’intersection 104 du profil de pied 44 et de l’intrados 48 ou de l’extrados 50. Ce point est également à l’intersection 104 de la section S et du profil de pied 44.

En référence à la figure 4, on définit dans le plan Pr un angle 106 entre le profil de pied 44 et une tangente T à la section S, la tangente étant construite au point à l’intersection 104.

Cet angle 106 est inférieur ou égal à 45 degrés.

Dans le plan Pr, la section S est située entre le profil de pied 44 et la tangente T, c’est-à-dire que chaque point de la section S définit un axe radial et sur cet axe radial ce point est situé entre un point du profil de pied 44 et un point de la tangente T.

Toute section S telle que définie plus haut se trouve située entre la plateforme 22 et une tangente T telle que présentée plus haut. Comme la tangente est relativement proche de la plateforme, en rapport avec la valeur de l’angle 106, l’ailette présente une forme ramassée et pyramidale. Cette forme permet d’agir sur :

- une première partie de l’écoulement de passage située en amont de l’ailette en guidant cette première partie sans décollement le long de l’intrados de l’ailette, et sur

- une deuxième partie de l’écoulement de passage qui est la plus proche de la pale dont l’intrados est en regard de l’ailette en confinant cette deuxième partie entre l’intrados de la pale et l’extrados de l’ailette.

Le décollement de coin est alors fortement réduit.

Par ailleurs, la partie amont de l’ailette présente une pente relativement douce par rapport à la plateforme 22. Cela réduit le risque de blocage aérodynamique même lorsque cette partie amont est située dans la région de plus petite section de la veine la plus sujette au blocage. Cela est notamment avantageux à haut Mach où un trop fort blocage solide peut induire des ondes de chocs. L’évolution lente de la hauteur permet de ne pas faire décoller la première partie de l’écoulement : les gaz suivent l’intrados de l’ailette et sont guidés ainsi jusqu’au bord de fuite de l’ailette. Le fait de guider cette première partie de l’écoulement de passage peut annuler localement le gradient de pression transverse, ce qui limite le décrochage des aubes de stator.

Il est à noter que si le point 100 est sur le bord d’attaque 30 ou sur le bord de fuite 32 de l’ailette 28, le point 100 fait partie à la fois de l’intrados 48 et à la fois de l’extrados 50. Les caractéristiques présentées plus haut sont alors vérifiées pour l’intrados et pour l’extrados.

La figure 4 représente la situation où la section S comprend un point commun au profil de tête 46, mais ce n’est pas nécessairement le cas.

Hauteur d’ailette

La plateforme 22 telle que décrite jusqu’à présente définit une paroi radiale intérieure ou respectivement radiale extérieure de la veine d’écoulement de gaz.

Lorsque la pièce statorique 20 correspond à une architecture carénée, elle comprend une deuxième plateforme située radialement en regard de la première plateforme 22, cette deuxième plateforme définissant la paroi radiale extérieure ou respectivement radiale intérieure de la veine d’écoulement des gaz. La veine d’écoulement des gaz passe donc radialement entre la première plateforme 22 et la deuxième plateforme, la veine s’étendant radialement sur une certaine hauteur de veine désignée par la référence Hv sur la figure 4.

Lorsque la pièce statorique 20 correspond à une architecture non carénée, elle ne comprend qu’une seule plateforme 22 définissant la paroi radiale intérieure de la veine d’écoulement des gaz. La veine s’étend radialement sur une certaine hauteur de veine définie par la hauteur des pales de la pièce statorique 20, pales qui font saillie radialement à partir de la plateforme 20 vers l’extérieur.

L’ailette 28 s’étend radialement sur une hauteur d’ailette Ha indiquée en figure 4.

Selon une première variante optionnelle du mode de réalisation le plus général, un rapport de la hauteur d’ailette sur la hauteur de veine étant supérieur ou égal à 0,01 et inférieur ou égal à 0,25.

Il peut être avantageux que l’ailette décrite précédemment reste de relative petite hauteur pour ne pas bloquer l’écoulement dans la veine.

Distance circonférentielle ailette - première pale La première pale 24 et la deuxième pale 26 sont séparées dans une direction circonférentielle d’un pas 42. Le pas 42 qui sépare les pales est un angle séparant une direction radiale de la première pale 24 et une direction radiale de la deuxième pale 26. Le pas est fixé par le nombre total de pales jouant le même rôle et présentant la même position axiale que les pales 24 et 26 et qui se trouvent tout autour de l’axe A de la turbomachine. La distance séparant la première pale 24 et la deuxième pale est donnée par cet angle et le rayon à l’axe A auquel on souhaite évaluer cette distance.

On peut également définir un angle séparant la première pale 24 et l’ailette 28 dans la direction circonférentielle soit un angle séparant une direction radiale de la première pale 24 et une direction radiale de l’ailette 28.

La séparation angulaire de la première pale 24 et de l’ailette 28 dans la direction circonférentielle peut être choisie librement inférieure ou égale au pas angulaire 42. Autrement dit l’ailette peut être située entre la première pale et la deuxième pale à toute distance de la première pale.

Profils d’ailette

Comme vu précédemment, la première pale 24 définit une corde de pale 424 entre son bord d’attaque 224 et son bord de fuite 324.

On peut modéliser ou représenter l'ailette 28 comme un empilement de profils selon une direction radiale entre un pied d’ailette 44 et une tête d’ailette 46. Le pied d’ailette 44 se trouve sur la plateforme 22 et correspond à l’intersection de l’ailette 28 et de la plateforme 22. La tête d’ailette se trouve à distance de la plateforme 22 dans la veine d’écoulement des gaz. Chaque profil d’ailette s’étend dans un plan circonférentiel parallèle à l’axe A de la turbomachine, comme une coupe de l’ailette réalisée dans ce plan circonférentiel à rayon constant ou distance constante de l’axe A, plan circonférentiel qui peut être qualifié de plan de coupe.

En référence à la figure 3, chaque profil d’ailette définit une corde d’ailette 54 entre le bord d’attaque 30 de l’ailette et le bord de fuite 32 de l’ailette. Plus précisément la corde d’ailette 54 est définie entre d’une part un premier point à l’intersection du bord d’attaque 30 et du plan de coupe et d’autre part un deuxième point à l’intersection du bord de fuite 32 et du plan de coupe. La corde d’ailette désigne la longueur du segment reliant le premier point et le deuxième point. La ligne de corde désigne le segment reliant le premier point et le deuxième.

Chaque profil d’ailette définit également une épaisseur maximale 52 entre l’intrados 48 de l’ailette et l’extrados 50 de l’ailette dans une direction perpendiculaire à la ligne de corde. Chaque profil d’ailette permet de définir une ligne de cambrure qui est la courbe égale à la moyenne entre la courbe de l’extrados 50 de l’ailette et la courbe de l’intrados 48 de l’ailette. Plus précisément, dans un profil donné de l’ailette la ligne de cambrure est formée de tous les points situés à égale distance entre d’une part l’intersection de l’extrados 50 et du plan de coupe et d’autre part l’intersection de l’intrados 48 et du plan de coupe. La ligne de cambrure de l’ailette peut être choisie proche de la ligne de cambrure de la première pale 24.

L’ailette présente une variation continue des profils dans la direction radiale, c’est-à-dire que tous les paramètres de cambrure, corde, épaisseur varient continûment du profil de pied au profil de tête.

Une deuxième variante optionnelle du mode de réalisation le plus général et/ou de sa variante comprend les trois caractéristiques suivantes :

- la corde du profil de tête est inférieure à la corde du profil de pied ;

- un rapport de la corde du profil de tête sur la corde de pale est supérieur ou égal à 0,1 et inférieur ou égal à 0,6 ;

- un rapport de la corde du profil de pied sur la corde de pale est supérieur ou égal à 0,3 et inférieur ou égal à 1 ,1.

La corde de profil de pied est alors relativement importante ce qui permet un blocage de l’écoulement de passage sur une grande partie de la longueur de corde de la pale.

Une troisième variante optionnelle du mode de réalisation le plus général et/ou de ses variantes comprend les deux caractéristiques suivantes :

- un rapport de l’épaisseur maximale du profil de pied sur la corde du profil de pied est supérieur ou égal à 0,05 et inférieur ou égal à 0,25 ; et

- un rapport de l’épaisseur maximale du profil de tête sur la corde du profil de tête étant supérieur ou égal à 0,05 et inférieur ou égal à 0,25.

L’ailette est alors relativement épaisse ce qui facilite sa fabrication et sa tenue mécanique, notamment en cas d’ingestion de particules ou de corps étrangers par le moteur.

Angles « métal » de l’ailette et de la première pale

Pour la première pale 24 et la deuxième pale 26, on peut définir :

- un angle métal d’attaque de pale comme l’angle entre la tangente à la ligne de cambrure au bord d’attaque de la pale et l’axe A de la turbomachine, l’angle étant orienté depuis l’axe A vers la tangente, et - un angle métal de fuite de pale comme l’angle entre la tangente à la ligne de cambrure au bord de fuite de la pale et l’axe A, l’angle étant orienté depuis l’axe A vers la tangente.

Pour chaque profil d’ailette on peut définir :

- un angle métal d’attaque d’ailette comme l’angle entre la tangente 61 à la ligne de cambrure au bord d’attaque de l’ailette et l’axe A de la turbomachine, l’angle étant orienté depuis l’axe A vers la tangente 61 , et

- un angle métal de fuite d’ailette comme l’angle entre la tangente 63 à la ligne de cambrure au bord de fuite de l’ailette et l’axe A, l’angle étant orienté depuis l’axe A vers la tangente 63.

Dans le cas particulier des ailettes décrites dans cette invention, on peut choisir d’estimer les angles métaux en fonction de l’angle de cambrure local de la pale 24 ou 26.

Pour cela, on peut associer à chaque point de chaque ligne de cambrure de chaque profil d’ailette une position axiale et une position radiale. Le point d’ailette est associé à un point référence d’une ligne de cambrure 43 d’un profil de la première pale 24, le point de référence présentant la position axiale et la position radiale du point d’ailette.

On peut associer à l’angle métal d’attaque d’ailette l’angle de cambrure local qui est l’angle orienté depuis l’axe A à la tangente à la ligne de cambrure du profil de la première pale 24 au point référence associé. On peut choisir de décrire l’angle métal d’attaque d’ailette en référence à cet angle de cambrure local comme la différence entre cet angle métal et cet angle de cambrure local.

On peut associer à l’angle métal de fuite d’ailette l’angle de cambrure local qui est l’angle orienté depuis l’axe A à la tangente à la ligne de cambrure du profil de la première pale 24 au point référence associé. On peut choisir de décrire l’angle métal de fuite d’ailette en référence à cet angle de cambrure local comme la différence entre cet angle métal et cet angle de cambrure local.

D’une manière générale, les ailettes décrites dans cette invention présentent en bord d’attaque et en bord de fuite du profil de tête et du profil de pied des angles métaux proches de l’angle de cambrure local. Plus précisément :

- l’angle formé par une première tangente à la ligne de cambrure du profil de tête d’ailette au bord d’attaque 30 et par une deuxième tangente à la ligne de cambrure du profil de la première pale au point référence associé au bord d’attaque du profil de tête d’ailette est inférieur ou égal en valeur absolue à 10 degrés ;

- l’angle formé par une troisième tangente à la ligne de cambrure du profil de tête d’ailette au bord de fuite 32 et une quatrième tangente à la ligne de cambrure du profil de la première pale au point référence associé au bord de fuite du profil de tête d’ailette est inférieur ou égale en valeur absolue à 10 degrés ;

- l’angle formé par une cinquième tangente à la ligne de cambrure du profil de pied d’ailette au point d’attaque 34 et une sixième tangente à la ligne de cambrure du profil de la première pale au point référence associé au point d’attaque 34 est inférieur ou égale en valeur absolue à 10 degrés ; et

- l’angle formé par une septième tangente à la ligne de cambrure du profil de pied d’ailette au point de fuite 36 et une huitième tangente à la ligne de cambrure du profil de la première pale au point référence associé au point de fuite 36 est inférieur ou égale en valeur absolue à 10 degrés.

Le profil de tête et le profil de pied présentent alors un angle métallique au bord de fuite dont la valeur est proche de la cambrure locale des pales. De cette manière l’ailette guide l’écoulement en bord de fuite comme les pales.

Position axiale de l’ailette par rapport à la première pale

Pour caractériser la position de l’ailette dans la direction de l’axe A de la turbomachine, on utilise une coordonnée axiale d’un point à mi-corde d’un profil d’ailette.

Le point à mi-corde est situé à égale distance du bord d’attaque 30 de l’ailette et du bord de fuite 32 de l’ailette.

La coordonnée axiale du point à mi-corde peut être choisie supérieure ou égale à une position axiale du bord d’attaque 224 de la première pale et inférieure ou égale à une somme de la position axiale du bord d’attaque de la première pale et de la corde de pale 424.

En particulier on peut utiliser comme point à mi-corde, le point à mi-corde du profil de tête de l’ailette.

Le profil de pied de l’ailette est quant à lui positionné axialement par rapport au profil de tête grâce à la loi d’empilement de l’ailette qui donne le positionnement relatif du profil de tête d’ailette par rapport au profil de pied d’ailette.

Pour ce positionnement relatif, il est choisi comme référence de positionnement de chaque profil de l’empilement le point à mi-corde. Deux axes sont définis :

- un premier axe « t >> dirigé selon la direction de la corde du profil de pied et orienté dans le même sens que l’axe A de la turbomachine d’amont en aval ; - un deuxième axe « n >> perpendiculaire au premier axe « t >> et orienté dans le même sens que l’axe circonférentiel 0 de la première pale 24 vers la deuxième pale 26.

Deux angles sont définis :

- un angle de flèche (également connu sous le terme anglais « sweep >>) qui est l’angle entre l’axe « t >>, et une direction définie par le point à mi- corde du profil de pied et le point à mi-corde du profil de tête ;

- un angle de dièdre (également connu sous le terme anglais « lean >>) qui est l’angle entre l’axe « n >>, et la direction définie par le point à mi-corde du profil de pied et le point à mi-corde du profil de tête.

Dans le cas particulier des ailettes décrites ici, les angles de flèche et de dièdre tels que l’on vient de les définir prennent des valeurs supérieures ou égales à - 10 degrés et inférieures ou égales à + 10 degrés. Ces angles sont suffisamment faibles pour que l’on considère la position axiale de l’ailette bien décrite par une coordonnée axiale 78 d’un point à mi-corde 76 d’un profil d’ailette.

Effet de dièdre positif en bord de fuite

Un deuxième mode de réalisation dépendant du mode le plus général ou de sa première variante comprend la caractéristique suivante.

L’ailette 28 présente une tangente au bord de fuite 32 au point de fuite 36 qui s’étend dans la veine depuis la plateforme 22 entre la deuxième pale 26 et le plan radial de fuite Pf. Autrement dit dans un plan radial orthogonal à l’axe A de la turbomachine et passant par le point de fuite, la tangente au bord de fuite en s’éloignant de la plateforme 22 du côté veine de la plateforme se rapproche de la deuxième pale 26. Formulé de manière différente encore, le bord de fuite 32 est incliné au point de fuite 36 vers la deuxième pale 26. Il est à noter que par ailleurs cette tangente au bord de fuite peut présenter une projection non nulle selon l’axe A de la turbomachine

L’inclinaison vers la deuxième pale côté bord de fuite permet un effet de dièdre en bord de fuite qui bloque plus efficacement l’écoulement de passage. Cela permet d’éviter que l’écoulement de passage provenant de la deuxième pale 26 remonte l’extrados de l’ailette 28 et passe au-delà de l’ailette pour rejoindre l’intrados de la première pale 24. L’ailette est donc « couchée >> côté bord de fuite de sorte à présenter une paroi penchée vers l’intrados de la deuxième pale 26. C’est l’effet de dièdre positif. L’écoulement de passage est alors fortement repoussé vers l’intrados de la deuxième pale 26. Il est à noter que l’ailette peut présenter un bord de fuite 32 qui est droit et donc confondu avec la tangente au bord de fuite 32 au point de fuite 36.

De manière plus générale, l’ailette 28 peut comprendre un point d’asymétrie et la caractéristique suivante : en tout point courant du bord de fuite situé entre ce point d’asymétrie et le point de fuite 36, la tangente au bord de fuite qui s’étend dans la veine depuis la plateforme 22 se trouve entre la deuxième pale 26 et un plan radial passant le point courant. Autrement dit dans un plan radial passant par le point courant, le bord de fuite en s’éloignant du point courant vers le point d’asymétrie se rapproche de la deuxième pale 26. Formulé de manière différente encore, le bord de fuite 32 est incliné entre le point de fuite 36 et le point d’asymétrie vers la deuxième pale 26.

Le bord de fuite en amont du point d’asymétrie peut être quant à lui symétrique, c’est-à-dire que chaque tangente au bord de fuite est contenue dans un plan radial qui comprend l’axe de la turbomachine.

Le bord d’attaque peut être également symétrique, c’est-à-dire que chaque tangente au bord d’attaque est contenue dans un plan radial qui comprend l’axe de la turbomachine.

Dans cette situation, l’ailette peut être qualifiée de symétrique en amont du point d’asymétrie et asymétrique en aval.

Lorsque le point d’asymétrie se trouve sur le profil de tête, ce point d’asymétrie peut être un premier point d’asymétrie et l’ailette peut comprendre un deuxième point d’asymétrie compris cette fois sur le bord d’attaque.

En tout point courant du bord d’attaque situé entre ce point d’asymétrie et le profil de tête, la tangente au bord d’attaque qui s’étend dans la veine depuis le bord d’attaque se trouve entre la deuxième pale 26 et le plan radial passant par le point courant. Autrement dit dans un plan radial passant par le point courant, le bord de fuite en s’éloignant du point courant vers le profil de tête se rapproche de la deuxième pale 26. Formulé de manière différente encore, le bord d’attaque 30 est incliné entre le deuxième point d’asymétrie et le profil de tête vers la deuxième pale 26 L’ailette peut être alors qualifiée de symétrique en amont du deuxième point d’asymétrie et asymétrique en aval. Eventuellement le deuxième point d’asymétrie peut être le point d’attaque 34 auquel l’ensemble de l’ailette peut être qualifiée d’asymétrique.