具有熔合架构的复合材料翼型件制造技术

提供了一种用于控制翼型件材料损失的方法。在另一方面中，提供了一种翼型件材料损失控制结构。这种结构包括至少一个熔合区(102)，在受到外来物冲击期间，至少一个熔合区先于周围结构而失效。在另一方面中，提供了一种旋转机械。这种旋转机械包括涵道风扇燃气涡轮发动机(10)，该涵道风扇燃气涡轮发动机包括具有至少一个熔合区(102)的复合材料翼型件(100)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有熔合架构的复合材料翼型件关于联邦政府资助研究的声明无。相关申请的交叉引用本申请要求于2015年1月13日提交的、Kray等人的题目为“具有熔合架构的复合材料翼型件”的美国临时专利申请第62/102,910号的优先权，其公开内容通过参引并入本文。
本公开内容的领域总体上涉及旋转机械，并且更特别地，涉及与旋转机械一起使用的翼型件。本实施例总体上涉及用于在安装在飞行器上的燃气涡轮发动机的风扇模块中使用的翼型件。更具体地，本翼型件的实施例涉及、但不限于、复合材料翼型件，其在以较高速度旋转的同时减轻了各种不利的环境影响。
技术介绍
至少一些已知的旋转机械、诸如用于飞行器推进器的燃气涡轮发动机、包括连接至转子的多个旋转的翼型件，多个旋转翼型件作为风扇模块的一部分并向下游引导空气。这些翼型件具有对发动机摄入的外来物碎片的一定的完整性，但外来物的摄入仍然能够导致释放旋转的翼型件的部分，这产生了不期望的转子失衡并且因此可以进行改进。
技术实现思路
在一个方面中，提供了一种用于控制翼型件材料损失的方法。在另一方面中，提供了一种翼型件材料损失控制结构。这种结构包括至少一个熔合区(fusezone)，在受到外来物冲击期间，至少一个熔合区先于周围结构而失效。在另一方面中，提供了一种旋转机械。这种旋转机械包括涵道风扇燃气涡轮发动机，该涵道风扇燃气涡轮发动机包括具有至少一个熔合区的复合材料翼型件。本专利技术旨在以简化的方式介绍一些概念，这些概念在下面的具体实施方式部分中进一步描述。这个
技术实现思路
部分并非意在确定要求保护的主题的关键特征或必要特征，也并非意在被用于限制要求保护的主题的范围。上面概述的所有特征可被理解为仅是示例性的并且可从本文的公开内容中收集到结构和方法的更多的特征和目的。在下文的对附图中示出的、随附权利要求中限定的本专利技术的不同实施例的书面说明中提供了本专利技术的特征、细节、功用和优点的更全面的描述。因此，在没有进一步阅读全部说明书、权利要求书和在此包括的附图的情况下，本
技术实现思路
部分的非限制性解释可被理解。附图说明这些实施例的上述及其它特征和优点、以及实现它们的方式将变得更加明显并且通过结合附图参照下文的说明将更好地理解实施例，在附图中：图1是涵道风扇燃气涡轮发动机的侧视截面图；图2、图3、图4和图5是涵道风扇发动机在翼型件部分的释放期间的相应的时间序列主视图；图6是复合材料翼型件的叠层取向；图7是本专利技术的复合材料翼型件的示例性叠层取向；以及图8是复合材料翼型件的示例性实施例的立体图。具体实施方式将会理解，本申请中所描绘的实施例并不限于在以下说明中阐述的或在附图中示出的部件的构造和布置的细节。所描绘的实施例能够是其它实施例并且能够以不同的方式被实践或被执行。每个示例均作为说明而不是作为对所公开的实施例的限制被提供。事实上，对本领域的技术人员而言显然的是能够在这些实施例中做出不同的变型和改型而不偏离本公开内容的范围或精神。例如，作为一个实施例的一部分而示出或说明的特征能够与另一实施例一起使用以产生又一实施例。因而，意在使本公开内容覆盖落入随附权利要求及其等价权利要求的范围内的这些变型和改型。同样，将会理解，本文中使用的名词和术语是出于说明的目的并且不应当被认为是限制性的。本文中使用“包含”、“包括”或“具有”及其变型意味着包括其后所列出的项目及其等同项目以及附加的项目。除非另有限制，本文中的术语“连接”、“联接”和“安装”及其变型被广义地使用并且包括直接或间接的连接、联接和安装。此外，术语“连接”和“联接”及其变型并不局限于物理的或机械的连接或联接。本文中使用的术语“轴向”或“轴向地”指代沿发动机的纵向轴线的维度。与“轴向”或“轴向地”结合使用的术语“前部”指代在朝向发动机入口的方向上移动，或与其它部件相比相对更靠近发动机入口的部件。与“轴向”或“轴向地”结合使用的术语“后部”指代在朝向发动机喷嘴的方向上移动，或与其它部件相比相对更靠近发动机喷嘴的部件。本文中使用的术语“径向”或“径向地”指代在发动机的中央纵向轴线与发动机外周之间延伸的维度。本身独立使用或与术语“径向”或“径向地”结合使用的术语“近端”或“近端地”指代在朝向中央纵向轴线的方向上移动，或与其它部件相比相对更靠近中央纵向轴线的部件。本身独立使用或与术语“径向”或“径向地”结合使用的术语“远端”或“远端地”指代在朝向发动机外周的方向上移动，或与其它部件相比相对更靠近发动机外周的部件。本文中使用的术语“横向”或“横向地”指代垂直于轴向维度和径向维度二者的维度。所有的方向性的关系(例如、径向、轴向、近端、远端、上、下、向上、向下、左、右、横向、前、后、顶部、底部、上方、下方、竖向、水平、顺时针、逆时针)仅用于识别的目的以帮助读者理解本专利技术，并不产生限制、特别是不对本专利技术的位置、取向、或用途产生限制。连接关系(例如、附接、联接、连接、或连结)可以做广义的解释，并且、除非另有指示、可包括元件集合之间的中间构件以及元件之间的相对运动。因此，连接关系并不必然推断出两个元件直接连接并呈相对彼此固定的关系。示例性的附图仅是为了进行说明，并且在下文所附的附图中反映的尺寸、位置、顺序以及相对的大小可以改变。翼型件具有对来自鸟类、碎片以及发动机摄入的其它物品的外来物损害的一定的完整性(integrity)。然而，外来物的摄入可导致翼型件的多个部分的释放并且可在保持并驱动翼型件的转子上引起失衡。这种转子的失衡可以是用于发动机支柱、支座及轴承的构造和重量的主要标准。目前的发动机可使用两倍的风扇叶片质量评估并设定用于这种转子失衡的标准，这意味着发动机部件可被定大小并被构建为承受等同于当两个风扇叶片围绕翼型件内部流动路径释放时出现的失衡的转子失衡。两风扇叶片失衡标准的降低将会导致支承结构、支座和轴承的重量减轻。重量减小可通过允许在发动机的其它区域中附加重量而允许飞行器承载用于更长的路程或增加的鲁棒性的更多的燃料。通过控制或最小化复合材料翼型件材料损失，减小这种失衡标准以及由此导致的益处可以是可能的。根据本专利技术的复合材料翼型件允许这些益处并且在下文对该复合材料翼型件进行了详细的说明。在图示的简要说明、本自然段及下文中使用的术语“翼型件”被理解为包括、但不限于、风扇叶片和轮叶并且术语“复合材料”被理解为包括、但不限于、增强聚合物基复合材料，包括热固性或热塑性的基体和增强材料，增强材料包括、但不限于、具有任何长度、大小或取向的玻璃、石墨、芳纶或有机纤维或这些增强材料的组合，并且进一步被理解为包括、但不限于、通过注射成型、树脂转移成型、预浸带叠层(手工或自动)、拉挤成型、或用于制造增强聚合物基复合材料结构的任何其它合适的方法或这些制造方法的组合而制造。附加地，“复合材料”被理解为包括、但不限于、增强聚合物基复合材料与金属结合的混杂复合材料或不只一种增强聚合物基复合材料的组合或不只一种金属的组合。复合材料翼型件可包括用于控制翼型件材料损失的方法。示例性翼型件材料损失控制结构可包括、但不限于、一个或多个熔合区，其在受到外来物的冲击期间控制翼型件的可能因先于与熔合区相邻的翼型件区域失效而被损失或被释放的部分。非限制性示例性熔合区可按弦向方向、或沿翼型件的弦长、或沿翼型件的弦长的任何部分延伸，或者可沿本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种旋转机械，所述旋转机械包括：复合材料翼型件(100)，所述复合材料翼型件具有材料损失控制结构。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.01.13 US 62/1029101.一种旋转机械，所述旋转机械包括：复合材料翼型件(100)，所述复合材料翼型件具有材料损失控制结构。2.根据权利要求1所述的旋转机械，其特征在于，所述翼型件材料损失控制结构是复合材料。3.根据权利要求1所述的旋转机械，其特征在于，所述翼型件材料损失控制结构是熔合部。4.根据权利要求3所述的旋转机械，其特征在于，所述熔合部进一步包括熔合区(102)。5.根据权利要求4所述的旋转机械，其特征在于，所述熔合部进一步包括过渡区(106)。6.根据权利要求4所述的旋转机械，其特征在于，所述复合材料翼型件具有根部(70)、尖端(72)、前缘(74)和后缘(76)，其中，翼展(78)从所述根部(70)到所述尖端(72)径向地分布，并且弦(80)从所述前缘(74)到所述后缘(76)地分布，所述熔合区位于所述翼展(78)的约50％处与所述翼展(78)的约90％处之间。7.根据权利要求4所述的旋转机械，其特征在于，所述复合材料翼型件(100)构造为在选自由以下机械组成的组的机械中运行，即，涵道燃气涡轮发动机、开放式转子燃气涡轮发动机、涡轮螺旋桨式燃气涡轮发动机、分布式推进器、远程推进器和风扇模块。8.根据权利要求4所述的旋转机械，进一步包括减速装置，所述减速装置联接于低压涡轮机与转子之间。9.根据权利要求4所述的旋转机械，进一步包括约8个到约24个的复合材料翼型件。10.一种复合材料翼型件，所述复合材料翼型件包括：根部(70)、尖端(72)、前缘(74)和后缘(76)，其中，翼展(78)从所...

【专利技术属性】
技术研发人员：NJ克雷，K布杜穆鲁，N贾因，MH施奈德，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国,US