风扇叶片及航空发动机的风扇制造技术

本实用新型专利技术提供一种风扇叶片，风扇叶片在叶片型面上包括流动失稳区域，流动失稳区域包括流动转捩位置、激波发生位置和流动分离区域，其特征在于，风扇叶片设置有由多个吸气孔限定的吸气区，吸气区沿弦向设置于风扇叶片的前缘和流动失稳区域之间。本实用新型专利技术还提供一种包括上述风扇叶片的航空发动机的风扇。上述风扇叶片可以提高运行效率。风扇叶片可以提高运行效率。风扇叶片可以提高运行效率。

【技术实现步骤摘要】
风扇叶片及航空发动机的风扇


[0001]本技术涉及一种风扇叶片，还涉及一种包括该风扇叶片的航空发动机的风扇。

技术介绍

[0002]一直以来，风扇部件是大涵道比商用涡扇发动机关键部件之一，作为航空发动机的增压部件之一，对于发动机的推力、耗油率、重量等指标有着决定性影响。以涵道比10量级的涡扇发动机为例，风扇部件提供了约75％的起飞推力和68％的巡航推力。风扇部件的重量在发动机中占有较大比重，约占发动机的18％，且风扇部件的重量直接影响风扇轴、包容机匣等部件的重量。
[0003]风扇气动性能对大涵道比涡扇发动机的耗油率有重要的影响，巡航状态下，风扇效率降低1％，推力降低约0.68％，耗油率增加0.67％以上。而风扇中，风扇叶片是组成风扇部件的重要零件。风扇叶片的性能对于风扇的性能的影响至关重要。
[0004]因此，为满足日益苛刻的民机经济性、安全性、可靠性、环保性等要求，需要提供一种风扇叶片，可以进一步提高风扇叶片及其所在航空发动机的风扇的运行效率。

技术实现思路

[0005]本技术的目的是提供一种风扇叶片，可以提高运行效率。
[0006]本技术提供一种风扇叶片，所述风扇叶片在叶片型面上包括流动失稳区域，所述流动失稳区域包括流动转捩位置、激波发生位置和流动分离区域，所述风扇叶片设置有由多个吸气孔限定的吸气区，所述吸气区沿弦向设置于所述风扇叶片的前缘和所述流动失稳区域之间。
[0007]在一个实施方式中，所述叶片型面是所述风扇叶片的吸力面。
[0008]在一个实施方式中，所述风扇叶片中设置有内部通道，所述吸气孔抽吸的气体经由所述内部通道导入风扇盘腔。
[0009]在一个实施方式中，所述风扇叶片为空心叶片，所述吸气孔连通所述空心叶片的内部空腔。
[0010]在一个实施方式中，所述多个吸气孔呈阵列布置。
[0011]在一个实施方式中，所述吸气区的弦向尺寸小于所述吸气区的展向尺寸。
[0012]在一个实施方式中，所述吸气区沿弦向的中心线位于所述前缘和流动稳定边界之间的中心线之后，所述流动稳定边界在弦向上将稳定流动区域和所述流动失稳区域界限开。
[0013]在一个实施方式中，所述吸气孔的直径在0.5
‑
5mm。
[0014]本技术还提供一种航空发动机的风扇，包括上述风扇叶片。
[0015]在一个实施方式中，所述风扇还包括风扇盘腔，所述风扇盘腔中设置有吸气设备，用于从所述风扇叶片的吸气孔抽吸。
[0016]上述风扇叶片中，考虑了流动转捩、激波发生和流动分离这三种流动现象，并且在包含这三种区域的流动失稳区域之前设置吸气孔，通过抽吸的方式可以吸除风扇叶片及风扇壁面附近的低能流体，可以降低风扇叶片的流动损失，从而提高风扇叶片及风扇的运行效率。
[0017]上述航空发动机的风扇中，包括有上述风扇叶片，因而可以提高运行效率。此外，通过在风扇盘腔中设置吸气设备，充分利用风扇内部的空间，结构紧凑，还可以避免对风扇叶片的性能产生不利影响。
附图说明
[0018]本技术的上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变得更加明显，其中：
[0019]图1是示例性风扇叶片的示意图。
[0020]图2是示例性风扇叶片的另一示意图，其中示出有吸气区。
具体实施方式
[0021]下面结合具体实施方式和附图对本技术作进一步说明，在以下的描述中阐述了更多的细节以便于充分理解本技术，但是本技术显然能够以多种不同于此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本技术内涵的情况下根据实际应用情况作类似推广、演绎，因此不应以此具体实施方式的内容限制本技术的保护范围。
[0022]例如，在说明书中随后记载的第一特征在第二特征上方或者上面形成，可以包括第一特征和第二特征通过直接联系的方式形成的实施方式，也可包括在第一特征和第二特征之间形成附加特征的实施方式，从而第一特征和第二特征之间可以不直接联系。进一步地，当第一元件是用与第二元件相连或结合的方式描述的，该说明包括第一元件和第二元件直接相连或彼此结合的实施方式，也包括采用一个或多个其他介入元件加入使第一元件和第二元件间接地相连或彼此结合。
[0023]需要理解，文中使用“第一”、“第二”等词语来限定特征，仅仅是为了便于对相应特征进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此也不能理解为对本技术保护范围的限制。
[0024]根据本专利技术的示例性风扇叶片10如图1和图2所示，其中，图1未示出吸气区1，而图2示出了吸气区1。
[0025]为了方便描述，图1中示出了风扇叶片10的前缘L1和尾缘T1，前缘L1和尾缘T1也即风扇叶片10的前边缘和后边缘。图1和图2还示出了风扇叶片10的弦向X0和叶高方向或者展向H0，弦向X0也即从风扇叶片10的前缘L1指向尾缘T1或者从尾缘T1指向前缘L1的方向，展向H0也即从风扇叶片10的叶根指向叶顶的方向。在风扇中，风扇叶片10的弦向X0与风扇的轴向较为接近，风扇叶片10的展向H0与风扇的径向较为接近。
[0026]需要理解，文中提及的两个方向“接近”等并不需要满足数学意义上严格的角度要求，而是这两个方向在彼此之上投影至少具有分量，而“沿着”、“沿”某一方向或者“在某一方向上”意指在该方向上至少有分量，优选地，与该方向的夹角在45
°
以内，更优选地，夹角在20
°
以内。
[0027]风扇叶片10在叶片型面11上包括流动失稳区域S2。流动失稳区域S2包括流动转捩位置A1、激波发生位置A2和流动分离区域A3。
[0028]图1中还示出了风扇叶片10的稳定流动区域S1。与流动失稳区域S1形成对比的，稳定流动区域S1也即转捩、激波及分离均未发生的区域。图1中还示出了将稳定流动区域S1和流动失稳区域S2界限开的流动稳定边界L0。流动稳定边界L0可以定义成流动转捩位置A1、激波发生位置A2和流动分离区域A3中位于最前侧的部分的边界。
[0029]需要理解，图1以及图2均仅作为示例，并非按照等比例的条件绘制，不应该以此认为对本技术实际要求的保护范围构成限制。例如，图1中，流动转捩位置A1、激波发生位置A2仅是示意性地以一条曲线示出，实际情况下，流动转捩位置A1或是激波发生位置A2均可能包含零散分布的多个位置，每个位置可能可以表示为曲线，也可能是直线，也可能是具有面积的片区。又例如，流动分离区域A3示意性地以一椭圆形区域示出，实际情况下，流动分离区域A3是非规则形状的片区，还可能包含零散分布的多个片区。
[0030]本专利技术提供的风扇叶片10设置有由多个吸气孔2限定的吸气区1。吸气区1沿弦向X0设置于风扇叶片10的前缘L1和流动失稳区域S2之间。换言之，由多个吸气孔2限定的吸气区1沿弦向X0设置于风扇叶片10的前缘L1和流动稳定边界L0之间。需要理解，文中的“多个”意本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种风扇叶片，所述风扇叶片在叶片型面上包括流动失稳区域，所述流动失稳区域包括流动转捩位置、激波发生位置和流动分离区域，其特征在于，所述风扇叶片设置有由多个吸气孔限定的吸气区，所述吸气区沿弦向设置于所述风扇叶片的前缘和所述流动失稳区域之间。2.如权利要求1所述的风扇叶片，其特征在于，所述叶片型面是所述风扇叶片的吸力面。3.如权利要求1所述的风扇叶片，其特征在于，所述风扇叶片中设置有内部通道，所述吸气孔抽吸的气体经由所述内部通道导入风扇盘腔。4.如权利要求1所述的风扇叶片，其特征在于，所述风扇叶片为空心叶片，所述吸气孔连通所述空心叶片的内部空腔。5.如权利要求1所述的风扇叶片，其特征在于，所述多个吸气孔呈阵列布...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟勇健，张云亮，罗钜，
申请(专利权)人：中国航发商用航空发动机有限责任公司，
类型：新型
国别省市：