带有复合叶片的涡轮发动机制造技术

本发明专利技术涉及带有复合叶片的涡轮发动机。具体而言，一种用于涡轮发动机的叶片包括复合芯，复合芯限定在前缘与后缘之间沿轴向延伸以限定翼弦方向且在根部与末梢之间沿径向延伸以限定翼展方向的压力侧和吸力侧。复合芯由带有不同成分的两种材料形成。

Turbine Engine with Composite Blades

【技术实现步骤摘要】
带有复合叶片的涡轮发动机
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）。此类事件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翼型件，翼型件包括复合芯，复合芯具有在前缘与后缘之间沿轴向延伸以限定翼弦方向且在根部与末梢之间沿径向延伸以限定翼展方向且具有翼展长度的压力侧和吸力侧，复合芯的第一部分从根部沿径向延伸小于翼展长度的100%且由第一材料形成，复合芯的第二部分邻近第一部分且限定末梢的至少一部分且由第二材料形成，第二材料具有比第一材料低的应变能力且具有与第一材料不同的成分。另一方面，本公开内容涉及一种用于涡轮发动机的叶片，叶片包括内部复合芯，内部复合芯具有在前缘与后缘之间沿轴向延伸以限定翼弦方向且在根部与末梢之间沿径向延伸以限定翼展方向且具有翼展长度的压力侧和吸力侧，复合芯的第一部分从根部沿径向延伸小于翼展长度的100%且由第一材料形成，复合芯的第二部分邻近第一部分且限定末梢的至少一部分且由第二材料形成，第二材料具有比第一材料低的应变能力以及与第一材料不同的成分。又一方面，本公开内容涉及一种用于形成叶片的方法，叶片具有复合芯且在根部与末梢之间沿径向延伸以限定翼展方向且具有翼展长度，该方法包括形成复合芯的第一部分和第二部分，使第一部分从根部沿径向向外延伸小于翼展长度的100%，使第二部分从末梢沿径向向内延伸来遇到第一部分，以及将第一部分连结至第二部分来形成熔断器（fuse）。技术方案1.一种用于涡轮发动机的翼型件，所述翼型件包括：复合芯，所述复合芯具有在前缘与后缘之间沿轴向延伸以限定翼弦方向且在根部与末梢之间沿径向延伸以限定翼展方向且具有翼展长度的压力侧和吸力侧；从所述根部沿径向延伸小于所述翼展长度的100%且由第一材料形成的所述复合芯的第一部分；所述复合芯的第二部分，其邻近所述第一部分且限定所述末梢的至少一部分且由第二材料形成，所述第二材料具有比所述第一材料低的应变能力且具有与所述第一材料不同的成分。技术方案2.根据技术方案1所述的翼型件，其中，所述第一材料是具有大于或等于1%的应变能力的柔顺材料，且所述第二材料是具有小于或等于1%的应变能力的较不柔顺的材料。技术方案3.根据技术方案1所述的翼型件，其中，所述第二材料具有的应变能力小于所述第一材料的应变能力的85%。技术方案4.根据技术方案1所述的翼型件，其中，所述第二部分从所述第一部分沿径向延伸达到所述翼展长度的5%。技术方案5.根据技术方案1所述的翼型件，其中，所述第二材料具有大于10Msi的弹性模量。技术方案6.根据技术方案1所述的翼型件，其中，所述第一材料具有5Msi到20Msi之间的弹性模量。技术方案7.根据技术方案1所述的翼型件，还包括所述第一部分与所述第二部分之间的熔断器以限定易碎区。技术方案8.根据技术方案7所述的翼型件，其中，所述熔断器是嵌接、交织、对接或搭接接头中的一者。技术方案9.根据技术方案1所述的翼型件，还包括沿所述末梢的至少一部分延伸的末梢帽。技术方案10.根据技术方案9所述的翼型件，其中，所述末梢帽在所述翼弦方向上沿所述末梢的至少50%延伸。技术方案11.根据技术方案10所述的翼型件，其中，所述末梢帽沿所述末梢的100%延伸。技术方案12.根据技术方案1所述的翼型件，其中，所述第一材料或所述第二材料中的至少一者是复合材料。技术方案13.根据技术方案12所述的翼型件，其中，所述第二材料是环氧树脂纤维材料。技术方案14.根据技术方案1所述的翼型件，还包括由至少两种不同材料形成的前缘条。技术方案15.根据技术方案14所述的翼型件，其中，所述前缘条包括前缘易碎区。技术方案16.一种用于涡轮发动机的叶片，所述叶片包括：内部复合芯，所述内部复合芯具有在前缘与后缘之间沿轴向延伸以限定翼弦方向且在根部与末梢之间沿径向延伸以限定翼展方向且具有翼展长度的压力侧和吸力侧；从所述根部沿径向延伸小于所述翼展长度的100%且由第一材料形成的所述复合芯的第一部分；所述复合芯的第二部分，其邻近所述第一部分且限定所述末梢的至少一部分且由第二材料形成，所述第二材料具有比所述第一材料低的应变能力以及与所述第一材料不同的成分。技术方案17.根据技术方案16所述的叶片，其中，所述第二材料具有的应变能力小于所述第一材料的应变能力的85%。技术方案18.根据技术方案16所述的叶片，其中，所述第二材料具有大于10Msi的弹性模量。技术方案19.根据技术方案16所述的叶片，其中，所述第一材料具有5Msi到20Msi之间的弹性模量。技术方案20.根据技术方案16所述的叶片，还包括所述第一部分与所述第二部分之间的熔断器以限定易碎区。技术方案21.根据技术方案20所述的叶片，其中，所述熔断器是嵌接、交织、对接或搭接接头中的一者。技术方案22.根据技术方案16所述的叶片，还包括沿所述末梢的至少一部分延伸的末梢帽。技术方案23.根据技术方案16所述的叶片，其中，所述第一材料或所述第二材料中的至少一者是复合材料。技术方案24.根据技术方案16所述的翼型件，还包括由至少两种不同材料形成的前缘条。技术方案25.根据技术方案24所述的翼型件，其中，所述前缘条包括前缘易碎区。技术方案26.一种用于形成叶片的方法，所述叶片具有复合芯且在根部与末梢之间沿径向延伸以限定翼展方向且具有翼展长度，所述方法包括：形成所述复合芯的第一部分和第二部分；使所述第一部分从所述根部沿径向向外延伸小于所述翼展长度的100%；使所述第二部分从所述末梢沿径向向内延伸来遇到所述第一部分；以及将所述第一部分连结至所述第二部分来形成熔断器。技术方案27.根据技术方案26所述的方法，其中，形成所述熔断器包括将所述第一部分嵌接、交织、对接或搭接至所述第二部分中的一者。技术方案28.根据技术方案26所述的方法，还包括使末梢帽围绕所述末梢的至少一部分延伸。技术方案29.根据技术方案26所述的方法，其中，形成所述第二部分包括由刚性非柔顺材料形成所述第二部分。技术方案30.根据技术方案26所述的方法，还包括形成前缘条，所述前缘条具有制成的第一部分和由与制成所述第一部分的材料不同的材料制成且具有比所述第一部分低的弹性模量的第二部分。附图说明在附图中：图1为包括风扇叶片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。图3为沿来自图2的风扇叶片的末梢沿线III-III截取的截面视图。图4为根据本文公开内容的另一个方面的图3的截面的变型。图5为根据本文公开内容的又一个方面的图3的截面的另一个变型。图6为根据本文公开内容的一个方面的带有前缘条的来自图2的风本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于涡轮发动机的翼型件，所述翼型件包括：复合芯，所述复合芯具有在前缘与后缘之间沿轴向延伸以限定翼弦方向且在根部与末梢之间沿径向延伸以限定翼展方向且具有翼展长度的压力侧和吸力侧；从所述根部沿径向延伸小于所述翼展长度的100%且由第一材料形成的所述复合芯的第一部分；所述复合芯的第二部分，其邻近所述第一部分且限定所述末梢的至少一部分且由第二材料形成，所述第二材料具有比所述第一材料低的应变能力且具有与所述第一材料不同的成分。

【技术特征摘要】
2018.02.08 US 15/8914231.一种用于涡轮发动机的翼型件，所述翼型件包括：复合芯，所述复合芯具有在前缘与后缘之间沿轴向延伸以限定翼弦方向且在根部与末梢之间沿径向延伸以限定翼展方向且具有翼展长度的压力侧和吸力侧；从所述根部沿径向延伸小于所述翼展长度的100%且由第一材料形成的所述复合芯的第一部分；所述复合芯的第二部分，其邻近所述第一部分且限定所述末梢的至少一部分且由第二材料形成，所述第二材料具有比所述第一材料低的应变能力且具有与所述第一材料不同的成分。2.根据权利要求1所述的翼型件，其中，所述第一材料是具有大于或等于1%的应变能力的柔顺材料，且所述第二材料是具有小于或等于1%的应变能力的较不柔顺的材料。3.根据权利要求1...

【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，林玟玲，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国,US