燃气涡轮发动机风扇平台制造技术

提供了一种用于燃气涡轮发动机的风扇平台。风扇平台包括主体部分和联接到主体部分的流动路径表面。主体部分和流动路径表面限定延伸穿过发动机的流动路径的至少一部分。主体部分和/或流动路径表面包括冲击区域，该冲击区域包括包含一根或多根金属丝束的混合复合层。还公开了一种包括风扇平台的燃气涡轮发动机和用于形成风扇平台的方法。和用于形成风扇平台的方法。和用于形成风扇平台的方法。

【技术实现步骤摘要】
燃气涡轮发动机风扇平台


本主题大体上涉及燃气涡轮发动机风扇平台，并且更具体地，涉及在高冲击载荷下具有改进的强度的风扇平台。

技术介绍

已知的风扇组件包括多个周向间隔开的风扇叶片，这些风扇叶片从转子或盘径向向外延伸。每个风扇叶片包括翼型区段并且与至少某些风扇叶片一起包括整体的燕尾根部区段。燕尾根部区段容纳在转子中形成的互补配置的燕尾槽中。风扇组件可以包括在相邻风扇叶片之间延伸的风扇平台。风扇平台可以由复合材料形成。然而，本公开的专利技术人已经发现，这种复合风扇平台可能容易受到外来物体损坏(FOD)，例如由于摄入外来物体(例如大型鸟类和冰雹)而造成的损坏。因此，本公开的专利技术人已经发现需要一种在高冲击载荷下具有改进的损坏容限的风扇平台。
附图说明
在参考附图的说明书中阐述了针对本领域普通技术人员的优选实施例的完整且使能的公开，包括其最佳模式，其中：图1是示例性燃气涡轮发动机的示意图；图2是包括在图1所示的发动机中的风扇组件的放大示意图；图3是包括在图2所示的风扇组件中的风扇平台和截断的风扇叶片的立体图；图4是图3所示的并且与风扇叶片分离的风扇平台的立体图；图5示出了根据本主题的方面的具有金属纤维的复合层；以及图6描绘了根据本主题的方面的形成风扇平台的方法。在本说明书和附图中重复使用的附图标记旨在表示本公开的相同或相似的特征或元件。
具体实施方式
现在将详细参考本公开的实施例，其一个或多个示例在附图中示出。每个示例作为对本公开的解释而不是对本公开的限制而提供。事实上，对于本领域技术人员来说将显而易见的是，在不脱离本公开的范围或精神的情况下，可以对本公开进行各种修改和变化。例如，作为一个实施例的一部分示出或描述的特征可以与另一个实施例一起使用以产生又一个实施例。因此，本公开旨在涵盖落入所附权利要求及其等同物范围内的这些修改和变化。本文使用“示例性”一词来表示“用作示例、实例或说明”。本文描述为“示例性”的任何实施方式不一定被解释为比其他实施方式更优选或更有利。此外，除非另有明确说明，否则本文描述的所有实施例都应视为示例性的。如本文所用，术语“第一”、“第二”和“第三”可以互换使用以将一个部件与另一个
部件区分开，并且不旨在表示各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”是指流体流自的方向，而“下游”是指流体流向的方向。术语“联接”、“固定”、“附接到”等指的是直接联接、固定或附接，以及通过一个或多个中间部件或特征间接联接、固定或附接，除非本文另有说明。单数形式“一”、“一个”和“所述”包括复数指代，除非上下文另有明确规定。在本文整个说明书和权利要求书中使用的近似语言被应用于修饰任何可以允许变化而不导致其相关的基本功能发生变化的定量表示。因此，由诸如“约”、“近似”和“基本上”之类的一个或多个术语修饰的值不限于指定的精确值。在至少一些情况下，近似语言可以对应于用于测量值的仪器的精度，或用于构造或制造部件和/或系统的方法或机器的精度。例如，近似语言可以指在1％、2％、4％、10％、15％或20％的裕度内。这些近似裕度可应用于单个值、限定数值范围的任一端点或两个端点，和/或端点之间范围的裕度。在实施例中，与数值结合使用的术语“约”意指在所述数值的百分之二十(20％)以内。在此以及在整个说明书和权利要求书中，范围限制被组合和互换，除非上下文或语言另有说明，否则此类范围被标识并包括其中包含的所有子范围。例如，本文公开的所有范围都包括端点，并且端点可以相互独立地组合。大体提供一种用于燃气涡轮发动机的风扇平台。风扇平台包括主体部分和联接到主体部分或与主体部分一体形成的流动路径表面。主体部分和流动路径表面限定在发动机上方、通过发动机或两者延伸的流动路径的至少一部分。主体部分和流动路径表面由复合材料制成并且包括一个或多个冲击区域，该冲击区域具有包含一根或多根金属纤维丝束的多个混合复合层。风扇平台，包括冲击区域，在较高的冲击载荷(例如冰雹和鸟类摄入载荷)下具有改进的强度和/或耐受性。本文一般提供的实施例可以进一步使风扇平台能够承受某些高冲击载荷而不会失效。图1是示例性燃气涡轮发动机10的示意图。发动机10包括风扇组件12和涡轮机，涡轮机以串联流动顺序包括压缩机、燃烧区段或燃烧器组件18、和涡轮。更具体地，涡轮机包括以串联轴向流动关系布置的低压压缩机14、高压压缩机16、燃烧器组件18、高压涡轮20和低压涡轮22。风扇组件12、低压压缩机14和低压涡轮22通过第一轴24联接，并且高压压缩机16和高压涡轮20通过第二轴26联接。在操作中，空气从发动机10的上游侧28流过风扇组件12和低压压缩机14。在示例性实施例中，离开风扇组件12的一部分气流被输送到低压压缩机14，而离开风扇组件12的其余的气流绕过低压压缩机14用于关于发动机10和飞行器(未示出)的各种用途。压缩空气从低压压缩机14供应到高压压缩机16。压缩空气然后被输送到燃烧器组件18，在燃烧器组件18，压缩空气与燃料混合并被点燃。燃烧气体从燃烧器组件18被引导以驱动高压涡轮20和低压涡轮22。然而，将理解的是，图1中描绘的示例性燃气涡轮发动机10仅作为示例。在其他示例性实施例中，燃气涡轮发动机10可以配置为任何其他合适的配置，例如，具有固定节距或可变节距风扇组件12、高旁通比风扇组件12、齿轮传动或直接驱动风扇组件12、开式转子配置或封闭转子配置(例如，包括外部机舱)等。此外，燃气涡轮发动机10可包括任何合适数量或布置的轴、线轴、压缩机、涡轮等。
图2是风扇组件12的放大示意图。风扇组件12包括围绕转子盘32周向间隔开的多个风扇叶片30。转子盘32具有轴向间隔开的上游侧34和下游侧36，它们分别由径向外表面38隔开。转子盘32联接到第一轴24。锥形旋转器40联接到转子盘上游侧34以限定用于进入风扇组件12的空气流42的基本空气动力学的流动路径边界。低压压缩机14在风扇组件12的下游并且包括联接到转子盘32的下游侧36的线轴46。风扇组件12还包括多个独立的风扇平台50，每个风扇平台50位于相邻的风扇叶片30之间。风扇平台50基本上在径向外表面38上方延伸，并且每个风扇平台50包括主体52和基本上从锥形旋转器40延伸到线轴46的径向外流动路径表面54。流动路径表面54限定基本空气动力学的流动路径表面，用于在相邻风扇叶片30之间以及从锥形旋转器40在燃气涡轮发动机的剩余部分上方，通过燃气涡轮发动机(例如，到低压压缩机14)，或两者的空气流。流动路径表面54可以联接到主体52或与主体52一体地形成为单个整体部件。图3是风扇平台50的立体图，风扇平台50联接在风扇组件12内，邻近风扇叶片30，为清楚起见，风扇叶片30被截断。图4是从风扇组件12移除的风扇平台50的立体图。风扇平台50具有上游端56和下游端58。易碎侧边缘60邻接风扇叶片30并且是可压碎的，以在外来物体冲击风扇叶片30的情况下允许风扇叶片30继续旋转而不会对风扇叶片30造成损坏。风扇平台50由轻质复合材料制成。在示例性实施例中，风扇平台50使用树脂传递模塑工艺由碳本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于燃气涡轮发动机的风扇平台，其特征在于，包括：主体；和流动路径表面，所述流动路径表面联接至所述主体或与所述主体一体形成并且限定在所述燃气涡轮发动机上方、通过所述燃气涡轮发动机、或两者延伸的流动路径的至少一部分，其中，所述主体的至少一部分、所述流动路径表面的至少一部分、或所述主体的一部分和所述流动路径表面的一部分两者由第一复合材料制成并且包括一个或多个冲击区域，所述一个或多个冲击区域包括多个混合复合层，所述多个混合复合层包括一根或多根金属纤维，所述一个或多个冲击区域被配置为加强所述风扇平台以承受高冲击载荷。2.根据权利要求1所述的风扇平台，其特征在于，其中，所述一根或多根金属纤维包括钛、钛基合金、镍基合金、镍基超合金、铁基合金或它们的组合。3.根据权利要求1所述的风扇平台，其特征在于，其中，所述一根或多根金属纤维具有约2μm至约20μm的直径。4.根据权利要求1所述的风扇平台，其特征在于，其中，所述一根或多根金属纤维包括金属条，所述金属条具有小于约0.03英寸的厚度和在约0.12英寸和约0.5英寸之间的宽度。5.根据权利要求1所述的风扇平台，其特征在于，其中，所述一根或多根金属纤维与第二复合材料一起机织以形成所述混合复合层。6.根据权利要求1所述的风扇平台，其特征在于，其中，所述一根或多根金...

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