用于桨距可变的叶片的涡轮机多球形毂制造技术

本发明专利技术涉及一种涡轮机毂，该涡轮机毂旨在被安装成能够围绕涡轮机的纵向轴线(X)旋转，该毂包括主体(1)以及多个平台(3)，主体围绕纵向轴线(X)布置，主体的外表面具有多个凹槽，多个平台包括由具有半径r的圆形外边缘界定的外表面，每个平台(3)被布置在主体(1)的多个凹槽中的对应的凹槽中，并且旨在接纳桨距可变的叶片(2)，桨距可变的叶片的桨距能根据桨距改变轴线(Z)变化，平台(3)以桨距改变轴线(Z)为中心并且能围绕桨距改变轴线旋转；其特征在于，对于每个平台，毂的主体(1)和平台(3)的外表面的至少一部分包括由具有半径R和中心C的相同的球形部分限定的曲率，至少一部分在毂的主体(1)和平台(3)之间的联接区域中位于平台(3)的外边缘处，球形部的中心C位于桨距改变轴线(Z)上、在平台(3)的外表面和纵向轴线(X)之间界定的半球形区域的外侧。的半球形区域的外侧。的半球形区域的外侧。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于桨距可变的叶片的涡轮机多球形毂


[0001]本专利技术涉及用于飞行器，特别是用于涡轮机的推进系统的领域，更特别地涉及这种推进系统的推进效率的提高。

技术介绍

[0002]为了减少与航空运输有关的污染排放，必须设法提高飞行器的所有推进系统的所有效率，更特别地提高推进系统的推进效率，即提高将传递给穿过发动机的空气的能量转化为可用于推进飞行器的推力的效率。
[0003]推进系统的推进效率首先取决于连接到推进系统的低压部分的机械元件，这些元件以直接的方式促进推力的产生。例如在双流涡轮机的领域内，推进效率特别取决于低压涡轮(也被称为LP涡轮)、低压传动系统、风扇以及引导穿过风扇的空气流的次级流。
[0004]为了提高推进效率，已知的解决方案包括设法降低风扇的压缩比，从而降低发动机的出口流动速度以及与该出口流动速度相关的动能损失。然而，这导致涡轮机的热力学循环参数在地面条件和飞行条件之间发生大幅变化，特别是关于高压涡轮(也被称为HP涡轮)的运行温度以及主喷管和次级喷管的膨胀比发生大幅变化。
[0005]为了补偿这些变化，并保证在飞行中较高的推进效率以及在地面上足够的推进效率，需要使用用于风扇叶片的桨距改变系统。
[0006]此外，涡轮机的出口速度的降低导致低压部分必须处理更大质量流量的次级空气，以确保相同水平的推力，这由飞行器的特性决定。
[0007]因此，这导致了涡轮机的涵道比的增大，并导致次级流量的增大，其结果是必须增大风扇的直径。因此，该解决方案需要增大围绕风扇的保持壳体的外部尺寸并且增大构成所讨论的壳体的空气动力学外壳的机舱的尺寸。
[0008]除了尺寸方面，特别地通过非常显著地增大风扇壳体(该风扇壳体的尺寸用于在叶片射出的情况下进行离心保持)的质量，涵道比的增大强烈地损害了推进系统的质量。
[0009]因此注意到，最高的涵道比虽然导致更好的推进效率，但是伴随着极大的质量损害、阻力以及在机翼下方安装的困难，因此预期增益的主要部分被这些严重的损害因素所抵消。
[0010]为了尝试使负面影响最小化，第一解决方案包括使护罩和机舱的结构简化并减轻。该第一解决方案包括例如通过推力反向门或围绕风扇的护罩上的栅格来实现消除产生反推力的功能，以及通过极大地缩短空气入口(即实现引导风扇上游的流的功能的部件)和次级喷管(该次级喷管实现控制风扇下游(次级喷管)的压力场的功能)，从而仅赋予该第一解决方案在风扇周围的空气动力学屏障的功能。
[0011]第一解决方案提出了一种涡轮机架构，该涡轮机架构包括压力比非常低的风扇、用于叶片的桨距改变系统以及长度显著减小的机舱，该机舱具有空气入口和长度减小的次级喷管并且没有集成推力反向栅格。
[0012]用于叶片的桨距改变机构的引入使得能够根据飞行条件对风扇的运行点进行控
制。
[0013]然而，当为风扇叶片提供可变桨距时，可能会出现多个问题。
[0014]与圆柱形的或截头圆锥形的流互补的传统的叶片尖端切口导致叶片尖端和护罩之间的大的间隙，这是在没有接触的情况下使得桨距能够变化所必需的，但是这通过特别地降低了在叶片上的空气动力学流的量而导致不可忽视的效率损失。同样，在叶片根部处可能需要间隙，以使得叶片能够旋转。
[0015]特别是在具有慢的风扇转子和非常低的压力比的涡轮机的情况下，这些效率损失是不可接受的。
[0016]此外，通常在涡轮机中，叶片固定在其上的旋转的毂表面形成了圆形的弧的形状，使得当桨距改变时，重要的间断可能以台阶的形式形成。
[0017]该台阶也是效率损失的来源。
[0018]使得能够实现更大的涵道比的第二解决方案是完全取消壳体，并使用带有螺旋桨的构型。这样构成的推进架构的名称为涡轮螺旋桨(单个无护罩的低压转子的情况被称为螺旋桨)或根据现在使用的术语“开式转子”(两个反向旋转的低压转子的情况被称为反向旋转螺旋桨)。
[0019]这种替代的架构虽然使得能够免除现在不存在的次级部分的护罩的摩擦阻力和质量的限制，然而也带来了其他问题。低压部分周围没有护罩造成转子的空气动力学运行对飞行条件(特别是速度)的变化非常敏感，并且限制了飞行器允许的最大飞行速度极限。
[0020]为了使螺旋桨无论在任何条件下都以该螺旋桨的最大效率运行，第二解决方案提出了一种包括可变桨距、低速螺旋桨并且没有壳体的架构。
[0021]桨距可变的叶片的使用虽然是必要的，但给提出的第二架构增加了技术困难，因为如前所述的，当叶片的桨距变化时，使用可变的桨距使得在旋转期间对在每个叶片和毂之间的间隙和台阶进行控制变得困难。特别是在后方有空气入口(空气入口的流必须尽可能少地扰动)的上游螺旋桨架构(或桨距可变的风扇架构)的情况下就是这样。这种扰动问题也必须在双流发动机中的桨距可变的风扇的范围内考虑，在双流发动机中，次级流在壳体内被引导。

技术实现思路

[0022]本专利技术的一个目的是通过提出一种涡轮机毂来至少部分地弥补前面提到的缺点，该涡轮机毂包括旨在接纳桨距可变的叶片的多个平台，消除了在桨距旋转期间，在叶片根部和固定有叶片的毂之间的台阶和间隙，同时保证了在毂处的空气动力学流动性能。平台旨在通过使所述叶片例如通过中心孔穿过平台来接纳桨距可变的叶片，叶片根部穿过中心孔。在这种情况下，每个平台可以包括至少一个部分，至少一个部分与其对应的叶片不同，并且围绕所述叶片安装。这被称为“施加”平台。作为替代方案，每个平台可以是对应的叶片的根部的延伸部，即平台和相关联的叶片一体地制成。因此，这被称为“集成”平台。
[0023]因此，根据第一方面，本专利技术涉及一种涡轮机毂，所述涡轮机毂旨在被安装成沿着所述涡轮机的纵向轴线旋转，所述毂包括
[0024]主体，该主体围绕纵向轴线布置，主体的外表面具有多个凹槽；
[0025]多个平台，多个平台包括由具有半径r的圆形外边缘界定的外表面，每个平台被布
置在主体的多个凹槽中的对应的凹槽中，并且旨在根据桨距改变轴线来接纳桨距可变的叶片，所述平台以所述桨距改变轴线为中心并且能沿着所述桨距改变轴线旋转移动；
[0026]其特征在于，对于每个平台，
[0027]毂的主体的外表面和平台的外表面的至少一部分包括由具有半径R和中心C的相同的球形部分限定的曲率，至少一部分在毂的主体和平台之间的联接区域中位于平台的外边缘处，
[0028]球形部的中心C位于桨距改变轴线上、在平台的外表面和纵向轴线之间界定的半球形区域的外侧。
[0029]毂的主体与平台之间的联接区域被理解为毂的主体与平台的连接部。因此，在毂的主体的表面与平台的表面是连续的情况下，该区域包括毂的主体与平台的联接部。
[0030]根据第一方面的专利技术通过单独采用的或者以其任一种技术上可能的组合来采用的以下特征被有利地完成：
[0031]‑
平台的外表面完全由具有半径R和中心C的球形部分限定；
[0032]‑
联接区域由联接区域到与桨距改变轴线正本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种涡轮机毂，所述涡轮机毂旨在被安装成沿着所述涡轮机(10)的纵向轴线(X)旋转，所述毂包括主体(1)以及多个平台(3)，所述主体围绕所述纵向轴线(X)布置，所述主体的外表面具有多个凹槽，所述多个平台包括由具有半径r的圆形外边缘界定的外表面，每个平台(3)被布置在所述主体(1)的所述多个凹槽中的对应的凹槽中，并且旨在根据桨距改变轴线(Z)接纳桨距可变的叶片(2)，所述平台(3)以所述桨距改变轴线(Z)为中心并且能沿着所述桨距改变轴线旋转移动；其特征在于，对于每个平台，所述毂的所述主体(1)的外表面和所述平台(3)的外表面的至少一部分包括由具有半径R和中心C的相同的球形部分限定的曲率，所述至少一部分在所述毂的所述主体(1)和所述平台(3)的联接区域中位于所述平台(3)的外边缘处，球形部的中心C位于所述桨距改变轴线(Z)上、在所述平台(3)的外表面和所述纵向轴线(X)之间界定的半球形区域的外侧。2.根据权利要求1所述的涡轮机毂，其中，所述平台(3)的外表面完全由具有半径R和中心C的球形部分限定。3.根据权利要求1所述的涡轮机毂，其中，所述联接区域由所述联接区域到与所述桨距改变轴线(Z)正交的平面中的投影限定，所述投影是如下的环：所述环以所述桨距改变轴线(Z)为中心，并且被界定在具有内部半径ri的圆和具有外部半径re的圆之间，该内部半径小于所述平台(3)的所述外边缘的半径r，该外部半径大于所述平台(3)的所述外边缘的半径r。4.根据权利要求3所述的涡轮机毂，其中，每个平台(3)的外表面包括中心部分...

【专利技术属性】
技术研发人员：安东尼，
申请(专利权)人：赛峰飞机发动机公司，
类型：发明
国别省市：