具有环形壳的风扇壳体制造技术

本发明专利技术提供了用于围绕风扇的多层风扇壳体的设备和方法，所述风扇具有可围绕旋转轴线旋转的多个周向间隔开的叶片；所述多层风扇壳体具有限定叶片冲击区的子部分，所述多层包括：面对所述叶片的内纤维层；覆盖内碳层的外纤维层；夹在所述内复合纤维层和所述外复合纤维层之间的玻璃层。

Fan case with annular shell

The invention provides a device and a method for a multi-layer fan shell around a fan, which has a plurality of circumferentially spaced blades that can rotate around a rotating axis; the multi-layer fan shell has a sub-part defining the impact zone of the blade, and the multi-layer includes: an inner fiber layer facing the blade; an outer fiber layer covering the inner carbon layer; an inner composite fiber layer and an outer fiber layer clamped with the inner composite fiber layer. The glass layer between the outer composite fiber layers.

【技术实现步骤摘要】
具有环形壳的风扇壳体
本专利技术主要涉及涡轮发动机，特别是涉及涡轮发动机的风扇壳体。
技术介绍
对于飞行器发动机，例如涡轮发动机，空气通过入口被吸入到发动机的前部，通过压缩机压缩，并在燃烧器中与燃料混合。混合物燃烧，并通过涡轮。燃烧气体流通过涡轮膨胀，涡轮又使轴自旋，给压缩机提供动力。热废气还通过发动机后面的喷嘴膨胀，生成强有力的推力，这驱动飞行器向前。风扇壳体可限定入口和由多个叶片形成的风扇。在发动机操作中存在变化的条件。外来物体，例如鸟、冰雹、冰、沙子和雨水可夹带到发动机的入口中，可能发生与发动机部分的冲击，包括与风扇壳体内部的冲击。在一些情况下，冲击可能引起叶片的一部分撕开，这通常称作风扇叶片脱落。松动的风扇叶片也可能冲击风扇壳体的内部。风扇壳体可部分由复合材料形成，复合材料成形为抵御由外来物体或风扇叶片脱落引起的冲击。取决于风扇壳体的厚度以及其中的复合材料，复合材料可能为发动机增加相当大的重量。
技术实现思路
在一方面，本公开涉及一种涡轮发动机，包括：风扇，所述风扇具有多个可绕旋转轴线旋转的周向间隔开的叶片；多层风扇壳体，所述多层风扇壳体围绕所述风扇，并具有限定叶片冲击区的子部分，所述多层包括：面对所述叶片的内复合纤维层；覆盖内碳层的外复合纤维层；夹在所述内复合纤维层和所述外复合纤维层之间的编织玻璃层；其中，所述内复合纤维层、所述外复合纤维层和所述编织玻璃层覆盖所述叶片冲击区，并且在所述叶片冲击区之外，所述外复合纤维层邻接所述内复合纤维层。在另一方面，本公开涉及一种围绕风扇的多层风扇壳体，所述风扇具有多个可绕旋转轴线旋转的周向间隔开的叶片；所述多层风扇壳体具有限定叶片冲击区的子部分，所述多层包括：面对所述叶片的内复合纤维层；覆盖所述内碳层的外复合纤维层；夹在所述内复合纤维层和所述外复合纤维层之间的编织玻璃层；其中，所述内复合纤维层、所述外复合纤维层和所述编织玻璃层覆盖所述叶片冲击区，并且在所述叶片冲击区之外，所述外复合纤维层邻接所述内复合纤维层。在另一方面，本公开涉及一种制造多层风扇壳体的方法，所述方法包括：制造具有固定厚度的环形壳；用环形壳体包裹来包裹所述环形壳，所述环形壳体包裹具有至少一个碳层和至少一个编织玻璃层；将所述至少一个编织玻璃层局限到叶片冲击区；以及在所述叶片冲击区内产生环形壳体包裹的最大厚度的点。具体地，本申请技术方案1涉及一种涡轮发动机，包括：风扇，所述风扇具有多个可绕旋转轴线旋转的周向间隔开的叶片；多层风扇壳体，所述多层风扇壳体围绕所述风扇，并具有限定叶片冲击区的子部分，所述多层包括：面对所述叶片的内复合纤维层；覆盖所述内复合纤维层的外复合纤维层；以及夹在所述内复合纤维层和所述外复合纤维层之间的编织玻璃层；其中，所述内复合纤维层、所述外复合纤维层和所述编织玻璃层覆盖所述叶片冲击区，并且在所述叶片冲击区之外，所述外复合纤维层邻接所述内复合纤维层。本申请技术方案2涉及根据技术方案1所述的涡轮发动机，其中，所述内复合纤维层和所述外复合纤维层的至少一个与所述风扇壳体共同延伸。本申请技术方案3涉及根据技术方案2所述的涡轮发动机，其中，所述内复合纤维层和所述外复合纤维层都与所述风扇壳体共同延伸。本申请技术方案4涉及根据技术方案1所述的涡轮发动机，其中，所述外复合纤维层比所述内复合纤维层延伸的轴向长度要少，所述内复合纤维层与所述风扇壳体共同延伸。本申请技术方案5涉及根据技术方案1所述的涡轮发动机，其中，所述编织玻璃层与所述叶片冲击区共同延伸。本申请技术方案6涉及根据技术方案1所述的涡轮发动机，其中，所述编织玻璃层在径向方向限定在轴向方向变化的厚度。本申请技术方案7涉及根据技术方案6所述的涡轮发动机，其中，所述编织玻璃层从叶片轨迹路径与所述风扇壳体相交的点逐渐变细，直到终止于所述外复合纤维层邻接所述内复合纤维层的点。本申请技术方案8涉及根据技术方案7所述的涡轮发动机，其中，所述内复合纤维层和所述外复合纤维层的至少一个具有固定厚度。本申请技术方案9涉及根据技术方案8所述的涡轮发动机，其中，所述内复合纤维层具有固定厚度。本申请技术方案10涉及根据技术方案1所述的涡轮发动机，还包括覆盖所述外复合纤维层的另一层。本申请技术方案11涉及根据技术方案1所述的涡轮发动机，其中，所述内复合纤维层和所述外复合纤维层的至少一个是碳纤维。本申请技术方案12涉及根据技术方案11所述的涡轮发动机，其中，所述碳纤维是石墨。本申请技术方案13涉及根据技术方案1所述的涡轮发动机，其中，所述内复合纤维层是纺织复合材料。本申请技术方案14涉及一种围绕风扇的多层风扇壳体，所述风扇具有多个可绕旋转轴线旋转的周向间隔开的叶片；所述多层风扇壳体具有限定叶片冲击区的子部分，所述多层包括：面对所述叶片的内复合纤维层，覆盖所述内复合纤维层的外复合纤维层；夹在所述内复合纤维层和所述外复合纤维层之间的编织玻璃层，其中，所述内复合纤维层、所述外复合纤维层和所述编织玻璃层覆盖所述叶片冲击区，并且在所述叶片冲击区之外，所述外复合纤维层邻接所述内复合纤维层。本申请技术方案15涉及根据技术方案14所述的多层风扇壳体，其中，所述内复合纤维层和所述外复合纤维层的至少一个与所述风扇壳体共同延伸。本申请技术方案16涉及根据技术方案15所述的多层风扇壳体，其中，所述外复合纤维层比所述内复合纤维层延伸的轴向长度要少，所述内复合纤维层与所述风扇壳体共同延伸。本申请技术方案17涉及根据技术方案14所述的多层风扇壳体，其中，所述编织玻璃层与所述叶片冲击区共同延伸。本申请技术方案18涉及根据技术方案17所述的多层风扇壳体，其中，所述编织玻璃层在径向方向上厚度变化。本申请技术方案19涉及根据技术方案18所述的多层风扇壳体，其中，所述编织玻璃层从叶片轨迹路径与所述风扇壳体相交的点逐渐变细，直到终止于所述外复合纤维层邻接所述内复合纤维层的点。本申请技术方案20涉及根据技术方案16所述的多层风扇壳体，其中，所述内复合纤维层具有固定厚度。本申请技术方案21涉及根据技术方案16所述的多层风扇壳体，还包括覆盖所述外复合纤维层的层。本申请技术方案22涉及根据技术方案14所述的多层风扇壳体，其中，所述内复合纤维层或所述外复合纤维层的至少一个是碳纤维。本申请技术方案23涉及一种制造多层风扇壳体的方法，所述方法包括：制造具有固定厚度的环形壳；用环形壳体包裹来包裹所述环形壳，所述环形壳体包裹具有至少一个碳层和至少一个编织玻璃层；将所述至少一个编织玻璃层局限到叶片冲击区；以及在所述叶片冲击区内产生环形壳体包裹的最大厚度的点。本申请技术方案24涉及根据技术方案23所述的方法，其中，包裹所述环形壳还包括在所述叶片冲击区外部使所述至少一个碳层与所述环形壳邻接。本申请技术方案25涉及根据技术方案23所述的方法，还包括从所述最大厚度的点到所述至少一个碳层邻接所述环形壳之处使所述碳层或玻璃层的至少一个逐渐变细。附图说明在附图中：图1是涡轮发动机的示意性剖视图。图2是用于图1的涡轮发动机的风扇壳体的放大视图。图3A是沿图2的线IIIA截取的风扇壳体的中间部分的剖视图。图3B是沿图2的线IIIB截取的风扇壳体的后面部分的剖视图。图4是根据本专利技术中所述的本公开的另一方面的图3A的剖视图的变形。图5是根据本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种涡轮发动机，包括：风扇，所述风扇具有多个可绕旋转轴线旋转的周向间隔开的叶片；多层风扇壳体，所述多层风扇壳体围绕所述风扇，并具有限定叶片冲击区的子部分，所述多层包括：面对所述叶片的内复合纤维层；覆盖所述内复合纤维层的外复合纤维层；以及夹在所述内复合纤维层和所述外复合纤维层之间的编织玻璃层；其中，所述内复合纤维层、所述外复合纤维层和所述编织玻璃层覆盖所述叶片冲击区，并且在所述叶片冲击区之外，所述外复合纤维层邻接所述内复合纤维层。

【技术特征摘要】
2017.11.07 US 15/805,4671.一种涡轮发动机，包括：风扇，所述风扇具有多个可绕旋转轴线旋转的周向间隔开的叶片；多层风扇壳体，所述多层风扇壳体围绕所述风扇，并具有限定叶片冲击区的子部分，所述多层包括：面对所述叶片的内复合纤维层；覆盖所述内复合纤维层的外复合纤维层；以及夹在所述内复合纤维层和所述外复合纤维层之间的编织玻璃层；其中，所述内复合纤维层、所述外复合纤维层和所述编织玻璃层覆盖所述叶片冲击区，并且在所述叶片冲击区之外，所述外复合纤维层邻接所述内复合纤维层。2.根据权利要求1所述的涡轮发动机，其中，所述内复合纤维层和所述外复合纤维层的至少一个与所述风扇壳体共同延伸。3.根据权利要求2所述的涡轮发动机，其中，所述内复合纤维层和所述外复合纤维层都与所述风扇壳体共同延伸。4.根据权利要求1所述的涡轮发动机，其中，所述外复合纤维层比所述内复合纤维层延伸的轴向长度要少，所述内复合纤维层与所述风扇壳体共同延伸。5.根据权利要求1所述的涡轮发动机，其中，所述编织玻璃层与所述叶片冲击区共同延伸。6.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：F·沃瑟夫，S·R·菲恩，B·J·罗比，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国,US