[发明专利]涡轮机内的可磨损材料支撑板

说明书

技术领域

本发明涉及一种支撑可磨损材料层的板，同时，还涉及包括了这种板的涡轮机。

背景技术

旁路涡轮机在其上游端带有风扇轮，风扇轮上装有多个在风扇机匣内旋转的叶 片。设在风扇轮上游端的锥体用来引导进入的空气流穿过风扇叶片。为了防止空气 流过叶片叶尖(否则会降低涡轮机的效能)，设有与风扇叶片对齐的可磨损材料涂层， 且其设在风扇机匣的径向内表面上。

在飞行中，涡轮机工作时，在锥体表面和叶片叶型的径向内端处会结冰。在离 心力的作用下，冰块会被弹开，而后与位于下游的风扇机匣部分的可磨损材料相碰 撞。

为了避免损坏下游处的风扇机匣内壁的可磨损材料，在风扇机匣上固定了由阻 尼销支撑的玻璃纤维板。这些防护板每个都是由好几层玻璃纤维材料堆叠而成，防 护板的下游与隔音板相连。

遗憾的是，防护板的使用会减小隔音板的轴向范围，结果，尽管人们希望能降 低噪声，但还是增加了涡轮机辐射噪声级。此外，由于防护板需要和隔音板做成一 个整体，这使得这种板的制作复杂化，而且增加了制作成本。最后，在维护保养期 间，在更换防护板时，要求也要更换隔音板，因为后者固定到防护板上，结果大大 增加了费用，因为隔音板是难以制作且成本昂贵的构件。

目前，宽叶弦的叶片，即具弯曲截面叶片，较之直叶片更受青睐，因为其高度 扩展的气动力形状可改善风扇的效率，而且，最重要的是，可以在飞行中承受异物 (例如鸟)的撞击。

然而，这些叶片的特殊形状使得上游的冰撞击区域延长到了与风扇叶片对齐设 置的可磨损材料区域中。对于这种类型的叶片来讲，撞击区域从可磨损材料轴向范 围大约三分之二处开始，到叶片下游结束。因此，如果想对位于承受冰撞击的机匣 的所有部分进行保护，通常用于直叶片的防护板则不适合宽叶弦叶片的风扇。

发明内容

本发明的一个具体目的是，提供一种可解决上述各种问题的方案，这种解决方 案结构简单、制作费用低，且行之有效。

为此，本发明提供了一种涡轮喷气发动机内的支撑可磨损材料的板，该板包括 固定到风扇机匣内壁的刚性支架，其一面被覆盖在承载可磨损材料层的层状结构 内，该层状结构由嵌入在聚合物内的纤维板组成，该层状结构包括被可磨损材料覆 盖的第一或上游部分，和延伸越过可磨损材料的第二或下游部分，下游部分的厚度 要大于上游部分的厚度，且能够承受冰撞击。

这样，下游防护部分现由承载可磨损材料的板来承载，而不是由位于下游的隔 音板来承载。防护板与隔音板的分离简化了防护板的制作，降低了维护保养的费用， 因为在更换层状下游部分时，不再需要更换隔音板。

根据本发明的另一个特性，层状结构上游部分的大部分长度为恒定厚度，并通 过沿下游厚度逐渐增加的区域连接到下游部分。这种厚度上的增加可以对承受冰撞 击的机匣的大部分提供保护。

恒定厚度的上游部分延伸越过可磨损材料轴向范围的大约三分之二。

刚性支架优选为蜂窝状结构，并且可以由两层蜂窝结构叠置而成，中间由平板 隔开。

蜂窝状结构的特点特别突出，因为重量轻，在维护保养时易于更换。此外，该 结构的另一个优点是，可将冰撞击时在层状结构上所释放的能量扩散到较大区域， 从而增加了支撑可磨损材料的板的整体使用寿命。

有利的是，承载层状结构下游部分的小室的截面要小于承载层状结构上游部分 的小室的截面。

大多数冰撞击都是发生在层状结构下游部分，所以，较佳的是减小承载层状结 构下游部分的各个小室的截面，这样，冰撞击所释放的能量就会传递到尽可能多的 小室上。

按照传统方式，刚性支架上游端和下游端的小室都是由聚合泡沫材料层来封闭。

较佳地，层状结构的上游部分和下游部分分别由4至7个纤维板和11到18个 纤维板堆砌组成，纤维板可以是嵌入在环氧树脂内的玻璃纤维板。

刚性支架可以是蜂窝结构，所述板可以为圆柱形或锥形扇形体形状。

本发明还提供了一种涡轮喷气发动机短舱，该短舱包括了上述支撑可磨损材料 类型的板。

短舱可以包括端对端安装的4至6个支撑可磨损材料的板。

本发明还提供了一种航空涡轮喷气发动机，其包括了上述支撑可磨损材料类型 的板，该支撑板按如下方式与风扇叶片对齐设置，即所述板的层状结构下游部分自 风扇叶片处向下游一直延伸到隔音板处。

附图说明