[发明专利]空气涡轮启动器涡轮喷嘴翼型

说明书

技术领域

本公开涉及用于启动气体涡轮发动机的空气涡轮启动器，并且更具体地涉及其空气动力学流径。

背景技术

许多相对大型的涡轮发动机，包括涡轮风扇发动机，可使用空气涡轮启动器（ATS）来引发气体涡轮发动机的旋转。ATS通常安装在附件齿轮箱上，附件齿轮箱进而安装在发动机或机身上。因此，ATS一直安装在飞机内，即使可能只在每次飞行循环开始时进行大约片刻的主动操作，以及在发动机维护活动期间偶尔操作。

ATS通常包括涡轮段，其联接到壳体中的输出段。涡轮段联接到高压流体源，例如压缩空气，以通过齿轮系统驱动输出段。因而，当高压流体源冲击在涡轮段上时，输出段对气体涡轮发动机提供动力。

发明内容

根据本公开一个示例性方面的一种用于空气涡轮启动器的翼片剖面包括翼型，其限定通过前缘和后缘的翼型剖面，所述翼型剖面被表V、表VI、表VII、表VIII或表IX的任何一个中限定的一组X坐标和Y坐标限定并被期望因子按比例缩放。所述X坐标是切向方向，所述Y坐标是轴向方向，并且所述Z坐标是翼型根部和翼型尖端之间的径向方向。

根据本公开一个示例性方面的一种涡轮喷嘴包括具有多个涡轮翼片的中心穹顶形状，所述多个涡轮翼片从所述中心穹顶形状沿径向延伸。所述多个涡轮翼片的每一个从所述中心穹顶形状延伸以限定通过前缘和后缘的翼型剖面。所述翼型剖面被表V、表VI、表VII、表VIII或表IX的任何一个中限定的一组X坐标和Y坐标限定并被期望因子按比例缩放。所述X坐标是切向方向，所述Y坐标是轴向方向，并且所述Z坐标是翼型根部和翼型尖端之间的径向方向。

根据本公开一个示例性方面的一种涡轮入口壳体组件包括具有多个涡轮翼片的中心穹顶形状，所述多个涡轮翼片从所述中心穹顶形状沿径向延伸。所述多个涡轮翼片的每一个从所述中心穹顶形状朝向入口壳体延伸以限定入口流径。

根据本公开一个示例性方面的一种空气涡轮启动器包括涡轮转子上游的涡轮喷嘴，所述涡轮喷嘴包括具有多个涡轮翼片的中心穹顶形状，所述多个涡轮翼片从所述中心穹顶形状沿径向延伸，所述多个涡轮翼片的每一个从所述中心穹顶形状延伸以限定通过前缘和后缘的翼型剖面。所述翼型剖面被表V、表VI、表VII、表VIII或表IX的任何一个中限定的一组X坐标和Y坐标限定并被期望因子按比例缩放。所述X坐标是切向方向，所述Y坐标是轴向方向，并且所述Z坐标是翼型根部和翼型尖端之间的径向方向。

根据本公开一个示例性方面的一种组装空气涡轮启动器的方法包括固定涡轮喷嘴，所述涡轮喷嘴包括具有多个涡轮翼片的中心穹顶形状，所述多个涡轮翼片从所述中心穹顶形状沿径向延伸到入口壳体中，所述多个涡轮翼片的每一个从所述中心穹顶形状朝向所述入口壳体延伸以限定入口流径，所述入口壳体至少部分地围绕涡轮转子，所述入口壳体限定与所述涡轮转子连通的入口流径的外流径曲线，所述外流径曲线至少部分地由截面上的多个弓形表面限定，所述喷嘴限定与所述涡轮转子连通的所述入口流径的内流径曲线，所述内流径曲线至少部分地由所述中心穹顶形状限定。

附图说明

本领域技术人员将从所公开的非限制性实施例的以下详细描述中明白各种特征。该详细描述的附图可简要介绍如下：

图1是用于通过附件齿轮箱引发较大涡轮旋转的空气涡轮启动器（ATS）的总体示意图；

图2是ATS的侧视剖面图；

图3是涡轮转子的侧视图；

图4是涡轮转子的前侧视图；

图5是ATS的入口壳体组件的剖面侧视图；

图6是涡轮转子轴的转子叶片的透视图；

图7-10是涡轮转子的转子叶片的轮廓剖面图；

图11是ATS的入口壳体组件的剖面侧视图；

图12是ATS的入口壳体组件的喷嘴的透视图；

图13是喷嘴的前视图；

图14是喷嘴的侧视图；

图15-19是喷嘴的喷嘴翼片的轮廓剖面图；

图20是入口壳体的剖面侧视图；

图21是入口壳体组件的入口流径的示意图；

图22是入口壳体组件的的喷嘴的剖面图；并且

图23是根据替代尺寸实施例的入口壳体的剖面侧视图，其中，流径由表XI中的坐标限定。

具体实施方式