具有包括非金属前缘保护涡卷的复合翼型件的涡轮发动机制造技术

提供了一种具有非金属前缘保护涡卷的复合翼型件。一方面，翼型件具有复合核心，该复合核心具有压力侧壁和吸力侧壁，其各自在核心前缘和核心后缘之间延伸。前缘保护涡卷保护核心前缘并包括后涡卷和前涡卷。后涡卷缠绕核心前缘并连接到复合核心。前涡卷缠绕核心前缘并连接到后涡卷。后涡卷和前涡卷具有彼此间隔开的前缘。填料定位在后涡卷和前涡卷的前缘之间。保护头部连接到前涡卷的前缘。前缘保护涡卷的部件由非金属材料制成。部件由非金属材料制成。部件由非金属材料制成。

【技术实现步骤摘要】
具有包括非金属前缘保护涡卷的复合翼型件的涡轮发动机
[0001]联邦资助的研究
[0002]本专利技术是在美国政府的支持下完成的。政府对本专利技术享有一定的权利。


[0003]本主题大体上涉及涡轮发动机，并且更具体地涉及具有复合翼型件的涡轮发动机。

技术介绍

[0004]一些燃气涡轮发动机包括复合翼型件。例如，航空燃气涡轮发动机可包括复合风扇叶片以及其压缩机区段和/或涡轮区段中的复合翼型件。一些用于燃气涡轮发动机的复合翼型件可能需要前缘保护，例如用于防止侵蚀、异物碎片(FOD)和/或鸟撞击威胁。本公开的专利技术人已经专利技术了配备有前缘保护装置的各种复合翼型件以及形成这种复合翼型件的方法。

技术实现思路

[0005]本专利技术的方面和优点将在以下描述中部分阐述，或者可以从描述中显而易见，或者可以通过本专利技术的实践来学习。
[0006]在一方面，提供了一种用于涡轮发动机的翼型件。翼型件包括复合核心，该复合核心具有在核心前缘和核心后缘之间延伸的压力侧壁和吸力侧壁。进一步，翼型件包括前缘保护涡卷。前缘保护涡卷包括后涡卷，后涡卷缠绕核心前缘并且连接到复合核心的压力侧壁和吸力侧壁，后涡卷具有前缘并具有压力侧壁和吸力侧壁。进一步，前缘保护涡卷包括前涡卷，前涡卷缠绕核心前缘和后涡卷的前缘，并且连接到后涡卷的压力侧壁和吸力侧壁，该前涡卷具有与后涡卷的前缘间隔开的前缘。前缘保护涡卷进一步包括填料，填料定位在后涡卷的前缘和前涡卷的前缘之间。
[0007]在另一方面，提供了一种用于涡轮发动机的翼型件。翼型件包括复合核心，该复合核心具有在核心前缘和核心后缘之间延伸的压力侧壁和吸力侧壁。此外，翼型件包括前缘保护涡卷。前缘保护涡卷包括后涡卷，后涡卷缠绕核心前缘，并且连接到复合核心的压力侧壁和吸力侧壁，后涡卷具有压力侧壁和吸力侧壁。此外，前缘保护涡卷包括头部层压件，头部层压件与后涡卷的前缘形成对接。此外，前缘保护涡卷包括前涡卷，前涡卷具有压力侧壁和吸力侧壁，前涡卷的压力侧壁至少部分地连接到后涡卷的压力侧壁并且至少部分地连接到头部层压件，前涡卷的吸力侧壁至少部分地连接到后涡卷的吸力侧壁并且至少部分地连接到头部层压件。
[0008]在另一个示例性方面，提供了一种用于涡轮发动机的翼型件。翼型件包括复合核心，该复合核心具有在核心前缘和核心后缘之间延伸的压力侧壁和吸力侧壁。进一步，翼型件包括前缘保护涡卷，前缘保护涡卷缠绕核心前缘并且连接到复合核心的压力侧壁和吸力侧壁，前缘保护涡卷由3D编织材料形成。
[0009]在另一方面，提供了一种形成翼型件的方法。方法包括铺设复合核心，该复合核心具有在核心前缘处连接的第一侧壁和第二侧壁。方法进一步包括将后涡卷缠绕复合核心的核心前缘，后涡卷具有在前缘处连接的第一侧壁和第二侧壁。该方法进一步包括将前涡卷缠绕复合核心的核心前缘和后涡卷的前缘。
[0010]在又一方面，提供了一种形成翼型件的方法。方法包括铺设复合核心，该复合核心具有在核心前缘处连接的第一侧壁和第二侧壁。方法进一步包括将后涡卷缠绕复合核心的核心前缘，后涡卷具有在前缘处连接的第一侧壁和第二侧壁。该方法进一步包括沿后涡卷的第一侧壁铺设前涡卷的第一侧壁。该方法还包括将头部层压件至少部分地铺设在前涡卷的第一侧壁上，头部层压件与后护罩的前缘形成对接。此外，该方法包括至少部分地在头部层压件上并且至少部分地在后涡卷的第二侧壁上铺设前涡卷的第二侧壁。方法还包括加工翼型件的前缘半径。
[0011]在另一方面，提供了一种形成翼型件的方法。该方法包括铺设复合核心，该复合核心具有在核心前缘处连接的第一侧壁和第二侧壁。该方法还包括将3D编织前缘涡卷缠绕核心前缘。
[0012]参考以下描述和所附权利要求，本专利技术的这些和其他特征、方面以及优点将变得更好地理解并入本说明书并构成本说明书一部分的附图图示了本专利技术的各个方面，并且与说明书一起用于解释本专利技术的原理。
附图说明
[0013]在说明书中阐述了针对本领域普通技术人员的本专利技术的完整且可行的公开，包括其最佳模式，其参考了附图，其中：
[0014]图1是根据本主题的各种实施例的示例性航空燃气涡轮发动机的示意性横截面图；
[0015]图2提供了根据本主题的示例实施例的风扇叶片的透视图；
[0016]图3提供了图2的风扇叶片的翼型件的横截面图；
[0017]图4和图5提供了图2的风扇叶片的翼型件的特写横截面图；
[0018]图6提供了图2的风扇叶片100的翼型件的特写透视横截面图；
[0019]图7提供了加工之前具有前涡卷的翼型件的横截面图；
[0020]图8提供了图7的翼型件的前涡卷的特写横截面图；
[0021]图9提供了在按规格加工前涡卷后的图7的翼型件的特写横截面图；
[0022]图10提供了加工前具有前涡卷的翼型件的横截面图；以及
[0023]图11提供了在按规格加工后的图10的翼型件的前涡卷的特写横截面图。
具体实施方式
[0024]现在将详细参考本专利技术的当前实施例，其一个或多个示例在附图中示出。详细描述使用数字和字母名称来参考附图中的特征。在附图和说明书中的类似或类似标号被用于指本专利技术的类似或类似部分。如本文所使用的，术语“第一”、“第二”和“第三”可互换地使用，以将一个部件与另一个部件区分开来，并且不旨在表示单个部件的位置或重要性。术语“上游”和“下游”是指相对于流体路径中的流体流动的相对方向。例如，“上游”是指流体从
其流动的方向，“下游”是指流体向其流动的方向。
[0025]本公开的方面涉及一种具有非金属前缘保护涡卷的复合翼型件。通常，金属涡卷已用于复合翼型件上，用于前缘保护。本公开的专利技术人已经认识到金属缠绕的翼型件存在某些挑战。例如，这种金属缠绕的翼型件在翼型件所在的涡轮机操作期间会与其复合核心脱离。结果，翼型件的复合核心可能暴露于元件并且可能损坏翼型件下游的其他部件，以及其他缺点。因此，为了应对这些挑战，专利技术人已经专利技术了配备有非金属前缘保护涡卷的各种复合翼型件以及形成这种翼型件的方法。配备有非前缘保护涡卷的复合翼型件可以结合到任何合适的涡轮机中，诸如航空燃气涡轮发动机。
[0026]一方面，提供了一种用于涡轮发动机的翼型件。在一些实施例中，翼型件至少部分地位于燃气涡轮发动机的核心发动机的核心空气流动路径内。例如，翼型件可位于心发动机的压缩机区段或核涡轮区段。在其它实施例中，翼型件可以位于其它合适的位置。例如，翼型件可以是位于核心发动机的风扇区段上游的风扇叶片。
[0027]翼型件具有复合核心。复合核心可由任何合适的复合材料形成，诸如陶瓷基复合(CMC)材料或聚合物基复合(PMC)材料。复合核心具有压力侧壁和吸力侧壁，压力侧壁和吸力侧壁各自在核心前缘和核心后缘之间延伸并在核心前缘和核心后缘处连接。以此方式，复合核心限定翼型件形状。翼型进一步包括非金属前缘保护涡卷。前缘保护涡卷具有两个涡卷，包括后涡卷和前涡卷。后涡卷缠绕复合核心的核心前缘。在这点上，后涡卷被本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于涡轮发动机的翼型件，其特征在于，所述翼型件包括：复合核心，所述复合核心具有在核心前缘和核心后缘之间延伸的压力侧壁和吸力侧壁；前缘保护涡卷，包括：后涡卷，所述后涡卷缠绕所述核心前缘，并且连接到所述复合核心的所述压力侧壁和所述吸力侧壁，所述后涡卷具有前缘并具有压力侧壁和吸力侧壁；前涡卷，所述前涡卷缠绕所述核心前缘和所述后涡卷的所述前缘，并且连接到所述后涡卷的所述压力侧壁和所述吸力侧壁，所述前涡卷具有与所述后涡卷的所述前缘间隔开的前缘；以及填料，所述填料定位在所述后涡卷的所述前缘和所述前涡卷的所述前缘之间。2.根据权利要求1所述的翼型件，其特征在于，进一步包括：保护头部，所述保护头部连接到所述前涡卷的所述前缘。3.根据权利要求1所述的翼型件，其特征在于，所述后涡卷和所述前涡卷由非金属材料形成。4.根据权利要求3所述的翼型件，其特征在于，所述非金属材料是纤维复合材料。5.根据权利要求4所述的翼型件，其特征在于，所述纤维复合材料由S
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玻璃、碳、E
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玻璃以...

【专利技术属性】
技术研发人员：安东尼，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：