VSV

Une aube de stator à géométrie variable (VSV) est un ensemble d'aubes de turbine fixes à l'intérieur d'un moteur à réaction ou d'une turbine à gaz qui peuvent pivoter pour modifier l'angle sous lequel elles dirigent le flux d'air ou de gaz entrant. Contrairement aux aubes de stator fixes, qui restent dans une position, les VSV pivotent sur un arbre commun ou un mécanisme à levier, permettant au système de commande du moteur d'ajuster leur pas en continu pendant le fonctionnement. Cela permet au compresseur ou à la turbine de fonctionner à un rendement maximal sur une large plage de vitesses et de charges.

Les VSV se trouvent le plus souvent dans les étages de compresseur des moteurs à double flux et des turboréacteurs, où elles sont situées entre les aubes de rotor tournantes. À mesure que le régime moteur augmente, la vitesse de l'air entrant change ; si les aubes de stator restaient fixes, le flux se séparerait des surfaces des aubes à basse vitesse, provoquant un décrochage et une perte de poussée. En se fermant (réduisant l'angle de pas) à basse vitesse et en s'ouvrant à haute vitesse, les VSV maintiennent l'angle de flux correct par rapport aux aubes du rotor sur toute l'enveloppe de fonctionnement. Certains moteurs militaires utilisent des VSV à plusieurs étages pour un contrôle encore plus précis.

La tringlerie mécanique qui actionne les VSV s'étend généralement autour du carter du moteur et se connecte à chaque aube via des bras individuels ou un anneau commun. Un actionneur hydraulique ou un moteur électrique reçoit un signal de l'unité de commande du moteur et déplace cette tringlerie en fonction du régime moteur, de la température d'entrée et du rapport de pression du compresseur. Les aubes elles-mêmes doivent résister à des températures élevées, à des cycles rapides et à de fortes charges centrifuges, elles sont donc généralement fabriquées à partir d'alliages de titane ou de superalliages à base de nickel.

Modes de défaillance courants et maintenance

Les défaillances des VSV proviennent généralement du grippage (frottement statique provoquant le blocage du mécanisme), de la corrosion dans le palier ou la tringlerie, ou de la fracture de l'emplanture de l'aube où le stress se concentre. Une aube de VSV bloquée peut provoquer un pompage du compresseur, une condition dangereuse dans laquelle le flux s'inverse et le moteur perd momentanément de la poussée. L'ingestion de débris peut également endommager les jeux fins autour des aubes. Les moteurs modernes incluent des capteurs de position pour détecter si une VSV est bloquée ou s'est désynchronisée avec le signal de commande.

Les VSV ajoutent de la complexité et du poids à un moteur, c'est pourquoi certaines conceptions utilisent des stators fixes ou n'emploient des aubes directrices d'entrée qu'au premier étage. Cependant, les gains d'efficacité des VSV sur une gamme de conditions de vol ou de profils de charge justifient souvent le coût et la charge de maintenance supplémentaires, en particulier dans les moteurs à double flux à fort taux de dilution où de larges plages de fonctionnement sont requises pendant les phases de montée, de croisière et de descente.