带有叶片的涡轮发动机制造技术

本发明专利技术涉及带有叶片的涡轮发动机。具体而言，用于涡轮发动机的风扇区段的叶片包括，限定压力侧和吸力侧的复合芯，其在芯前缘与芯后缘之间沿轴向延伸以限定翼弦方向且在芯根部与芯末梢之间沿径向延伸以限定翼展方向，以及安装至芯前缘的前缘条。

Turbine Engine with Blades

【技术实现步骤摘要】
带有叶片的涡轮发动机
涡轮发动机包括安装至轴且由护罩和壳包绕的旋转构件，护罩和壳提供结构支撑和穿过机器的空气流引导。本公开内容大体上涉及一种带有风扇区段的涡轮发动机，且具体地，旋转构件中的一者为具有复合芯的风扇叶片。风扇叶片可包括安装至复合芯的金属前缘构件。
技术介绍
风扇叶片和其它旋转构件（例如，包括压缩机和涡轮）旋转，其中相应构件的末梢很接近护罩或壳经过。在一些事件期间，例如，鸟吸入燃气涡轮发动机，叶片可能接触护罩或壳。另外，在至少一些此类事件期间，叶片可从燃气涡轮发动机释放，即“风扇叶片脱落”（FBO），且作为弹射物对操作者和旁观者构成威胁。此类事件还通常引起对叶片的护罩或壳和燃气涡轮发动机的其它构件的破坏。破坏还可能引起燃气涡轮发动机以较小能力操作，从而需要维修。
技术实现思路
一方面，本公开内容涉及一种用于涡轮发动机的叶片，其包括复合芯，复合芯在芯前缘与芯后缘之间沿轴向延伸以限定翼弦方向，以及在芯根部与芯末梢之间沿径向延伸以限定翼展方向，以及前缘条，前缘条安装至芯前缘且具有由第一材料制成且邻近芯根部的第一部分以及由具有小于第一材料的弹性模量的第二材料制成且从第一部分延伸的第二部分。另一方面，本公开内容涉及一种用于涡轮发动机的叶片，叶片在叶片前缘与叶片后缘之间沿轴向延伸以限定翼弦方向且具有轴向宽度，且在叶片根部与叶片末梢之间沿径向延伸以限定翼展方向，叶片包括从叶片根部沿径向延伸至叶片末梢且在芯前缘与芯后缘之间沿轴向延伸的复合芯，以及安装至芯前缘以限定叶片前缘的至少一部分的前缘条，前缘条具有易碎区，其带有限定在由第一材料制成的第一部分连结由第二材料制成的第二部分之处的熔断器（fuse）。又一方面，本公开内容涉及一种用于形成具有易碎区的叶片的方法，该方法包括，形成在芯前缘与芯后缘之间沿轴向延伸以限定翼弦方向且在芯根部与芯末梢之间沿径向延伸以限定翼展方向的复合芯，形成具有由第一材料形成的第一部分和由具有比第一材料低的弹性模量的第二材料制成的第二部分的前缘条，将前缘条安装至复合芯，以及形成由第一部分与第二部分之间的熔断器限定的易碎区。技术方案1.一种用于叶片的前缘条，包括：u形，其具有实心鼻部区域和至少一个侧壁，所述侧壁从根部部分沿限定翼展方向的长度沿径向延伸且从所述实心鼻部区域沿小于所述长度的限定翼弦方向的宽度沿轴向延伸；由第一材料制成且从所述根部部分延伸的第一部分，以及由与所述第一材料不同的第二材料制成且从所述第一部分延伸并具有小于所述第一材料的弹性模量的第二部分。技术方案2.根据技术方案1所述的前缘条，其中，由第三材料制成的第三部分从所述第二部分沿所述翼展方向延伸以限定所述叶片末梢的至少一部分。技术方案3.根据技术方案2所述的前缘条，其中，所述第三材料具有与所述第二材料不同的弹性模量，且所述第二材料在所述第一材料与所述第三材料之间延伸以限定熔断器。技术方案4.根据技术方案1所述的前缘条，其中，所述第二部分从所述第一部分沿所述翼展方向延伸来限定末梢的至少一部分。技术方案5.根据技术方案1所述的前缘条，其中，所述第二部分限定条宽度，所述条宽度从所述实心鼻部区域沿所述翼弦方向延伸至少与所述第一部分相同的宽度。技术方案6.根据技术方案5所述的前缘条，其中，所述第二部分限定的从所述实心鼻部区域沿所述翼弦方向延伸的条宽度大于所述第一部分。技术方案7.根据技术方案1所述的前缘条，其中，所述第一部分遇到所述第二部分之处限定熔断器。技术方案8.根据技术方案7所述的前缘条，其中，所述熔断器是对接接头或搭接接头。技术方案9.一种用于涡轮发动机的叶片，所述叶片在叶片前缘与叶片后缘之间沿轴向延伸以限定翼弦方向且具有轴向宽度，且在叶片根部与叶片末梢之间沿径向延伸以限定翼展方向，所述叶片包括：复合芯，其从所述叶片根部沿径向延伸至所述叶片末梢且在芯前缘与芯后缘之间沿轴向延伸；以及前缘条，其安装至所述芯前缘来限定所述叶片前缘的至少一部分，所述前缘条具有在由第一材料制成的第一部分连结由第二材料制成的第二部分之处的易碎区。技术方案10.根据技术方案9所述的叶片，其中，所述第一材料具有与所述第二部分不同的弹性模量。技术方案11.根据技术方案9所述的叶片，其中，由第三材料制成的第三部分从所述第二部分沿所述翼展方向延伸以限定所述叶片末梢的至少一部分。技术方案12.根据技术方案11所述的叶片，其中，所述第三材料具有与所述第二材料不同的弹性模量，且所述第二材料在所述第一材料与所述第三材料之间延伸以限定熔断器。技术方案13.根据技术方案9所述的叶片，其中，所述第二部分限定所述叶片末梢的至少一部分。技术方案14.根据技术方案13所述的叶片，其中，所述第二部分限定的从所述叶片前缘沿所述翼弦方向延伸的条宽度是所述轴向宽度的至少5%。技术方案15.根据技术方案13所述的叶片，其中，所述第二部分限定的从所述叶片前缘沿所述翼弦方向延伸的条宽度大于所述轴向宽度的50%。技术方案16.根据技术方案9所述的叶片，还包括安装至所述芯后缘的至少一部分的后缘条。技术方案17.根据技术方案9所述的叶片，还包括安装至所述芯末梢的至少一部分的叶片末梢帽。技术方案18.根据技术方案9所述的叶片，其中，所述第一部分遇到所述第二部分之处限定熔断器。技术方案19.一种用于形成具有易碎区的叶片的方法，所述方法包括：形成复合芯，所述复合芯在芯前缘与芯后缘之间沿轴向延伸以限定翼弦方向且在芯根部与芯末梢之间沿径向延伸以限定翼展方向；形成前缘条，所述前缘条具有由第一材料制成的第一部分以及由具有比所述第一材料低的弹性模量的第二材料制成的第二部分；将所述前缘条安装至所述复合芯；以及形成在所述第一部分与所述第二部分之间的熔断器以限定所述易碎区的至少一部分。技术方案20.根据技术方案19所述的方法，还包括，由第三材料形成从所述第二部分延伸的所述前缘条的第三部分。技术方案21.根据技术方案19所述的方法，还包括，使所述第二部分沿所述翼弦方向延伸来包围所述芯末梢的大于50%。技术方案22.根据技术方案19所述的方法，还包括，使所述第一部分与所述第二部分重叠。技术方案23.根据技术方案19所述的方法，其中，所述安装发生在熔断器的形成之前。技术方案24.根据技术方案19所述的方法，其中，所述形成发生在所述前缘条的安装之前。附图说明在附图中：图1为包括带有风扇叶片的风扇组件的涡轮发动机组件的示意图。图2为来自图1的风扇叶片的放大透视图，其中风扇叶片包括前缘条。图3为来自图2的前缘条的透视图。图4为根据本文的公开内容的另一个方面的来自图3的前缘条的一部分的放大透视图。图5为示出根据本文的公开内容的一个方面的形成风扇叶片的方法的流程图。图6为根据本文的公开内容的另一个方面的用于来自图2的风扇叶片的前缘条的透视图。图7为根据本文的公开内容的又一个方面的用于来自图2的风扇叶片的前缘条的透视图。附图标记10发动机组件12发动机中心线14风扇组件16机舱18涡轮发动机20低压压缩机22高压压缩机24燃烧器组件26高压涡轮28低压涡轮30风扇叶片32转子盘34进气侧36排气侧38转子轴40空气42第一部分44第二部分45间隙46前缘46c芯前缘48后缘48c芯后缘50根部50c芯根部52末梢52c芯末梢54叶片末本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于叶片的前缘条，包括：u形，其具有实心鼻部区域和至少一个侧壁，所述侧壁从根部部分沿限定翼展方向的长度沿径向延伸且从所述实心鼻部区域沿小于所述长度的限定翼弦方向的宽度沿轴向延伸；由第一材料制成且从所述根部部分延伸的第一部分，以及由与所述第一材料不同的第二材料制成且从所述第一部分延伸并具有小于所述第一材料的弹性模量的第二部分。

【技术特征摘要】
2018.02.08 US 15/8914151.一种用于叶片的前缘条，包括：u形，其具有实心鼻部区域和至少一个侧壁，所述侧壁从根部部分沿限定翼展方向的长度沿径向延伸且从所述实心鼻部区域沿小于所述长度的限定翼弦方向的宽度沿轴向延伸；由第一材料制成且从所述根部部分延伸的第一部分，以及由与所述第一材料不同的第二材料制成且从所述第一部分延伸并具有小于所述第一材料的弹性模量的第二部分。2.根据权利要求1所述的前缘条，其中，由第三材料制成的第三部分从所述第二部分沿所述翼展方向延伸以限定所述叶片末梢的至少一部分。3.根据权利要求2所述的前缘条，其中，所述第三材料具有与所述第二材料不同的弹性模量，且所述第二材料在所述第一材料与所述第三材料之间延伸以限定熔断器。4.根据权利要求1所述的前缘条，其中，所述第二部分从所述第一部分沿所述翼展方向延伸来限定末梢的至少一部分。5.根据权利要求1所述的前缘条，其中，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：NJ克雷，GC格梅因哈德特，DD沃德，DW克拉尔，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国,US