[发明专利]用于涡轮机叶片附件的减振装置、相关涡轮机和相关引擎

说明书

技术领域

本发明涉及涡轮机领域，特别是涉及气体涡轮引擎领域，例如涡轮喷气发动机、涡轮螺旋桨发动机或具有高速风扇(也已知为“推进风扇”)的引擎。目的在于提供一种用于这些引擎的叶片附件的减振装置。

背景技术

航空涡轮机包括多个叶片转子，即旋转盘，移动的叶片连接到其周边。这些叶片转子是特别敏感的部件，因为根据其设计，它们在旋转时和在空气动力载荷下必须满足机械完整性要求。所有这些方面意味着，这些结构被静止地加载，而且在给定使用寿命要求下，其经历的振幅需要保持较小。

涡轮机的设计和开发涉及多学科协调，这意味着，设计过程是反复进行的。执行振动设计以避免在操作范围内存在危急的模式。在设计周期末期通过引擎检测(其中测量振幅)进行总体核验。有时，由于同步或非同步的强制反应或者由于不稳定性，导致产生较高的感应水平。设计因而需要重新检查，这是一个特别冗长而且高成本的过程。

因此，基于业界角度的目标在于，在设计周期中尽可能早地预测出结构将产生的振动响应水平，从而能够在设计周期中尽可能早地采取所需的纠正措施。在此类别中包含的机械减振是设计者应着重的重要方面。

压缩机翼体的减振是特别需要注意的问题，因为这些翼体对振动现象特别敏感，尤其是当其长度较大时。因此，这一问题对于低压压缩机的第一级的翼体而言特别严重，无论其为涡轮螺旋桨发动机级(其叶片转子是无管道的)还是旁路涡轮喷气发动机级(其转子或“风扇”是有管道的或者甚至是推进风扇引擎的无管道转子)。

而且在推进风扇引擎的情况下特别复杂，因为一方面，这些翼体的细长程度是当前用于风扇中的翼体的细度的两倍，因而对颤振现象更加敏感，而且考虑到第一风扇对第二风扇的伴流效应，存在两行抗转风扇的这一事实产生显著的强制激励应力。在两行抗转风扇的振动模式之间的关联通过支撑结构实现，所述结构证实可能对引擎造成破坏(有时会遇到)。此外，推进风扇不同于管道风扇，对已知为1P载荷的载荷敏感，1P载荷在引擎采用入射角时，特别是当飞机起飞转动时出现。在这些阶段中，推进风扇的翼体不经历均一的空气流入射角，这是由于所述入射角根据其角度位置而变化并因而承受与引擎速度同步的特定激励。

翼体在传统上通过销式附件类型的组件连接到压缩机盘上，也就是说，通过开放腔(形成叶片根部的球体滑入其中)。这些腔被切割为盘，并具有供叶片根部的对应面支承抵靠的保持壁。

已经设计出用于减少叶片振动的装置，一个示例是在NASA专利US6102664中所描述的装置，其涉及将粘弹性材料结合到与盘中的腔的保持壁接触的叶片根部的那些面上。这种技术具有的缺点是，需要修改风扇或推进风扇叶片的制造方法，且其不适于对现有叶片翻新。其还具有的缺点是，当减振装置发生劣化时，整个叶片不得不改变，这不同于在此提出的减振装置分离于叶片的结构。

现有技术的另一技术涉及将垫片插入腔表面与叶片根部球体表面之间。这样的垫片在通用电气公司的专利US 5240375中描述，其采用被组装为夹层结构的多金属层的形式，其中，奥氏体钢层被夹在两个具有低摩擦系数的磷青铜层之间。然而，其目的在于避免接触部件磨损，并对翼体承受振动应力的能力不存在明显的影响。

申请人公司的专利EP 2014873描述一种垫片，其具有交替的刚性层和由弹性材料制成的层。

发明内容

本发明的目的在于，对利用销式附件被保持在其盘上的飞机引擎叶片的减振进行改进。

对此，本发明的主题为一种减振装置，用于涡轮机叶片，所述涡轮机叶片装备有翼体和能够被插入到支撑叶片转子的盘中的腔中的叶片根部，所述装置能够定位在所述叶片根部与所述保持腔的壁之间，并且处于在操作中所述叶片根部与所述腔之间发生接触的区域，所述装置包括由刚性材料层和粘弹性材料层组装而成的至少一个垫片，至少一个粘弹性材料层位于两个刚性材料层之间，所述垫片包括两个部分，每个部分形成能够沿所述两个保持壁中的一个被插入的侧向分支，所述两个侧向分支通过形成所述垫片底部的刚性材料的第三部分被接合在一起以形成单一部件，其特征在于：所述垫片的底部相对于所述侧向分支定位，以在装配之后处于所述叶片根部的上游端或下游端处。