[发明专利]具有末梢上反角的压缩机翼型件

说明书

技术领域

本发明大致涉及喷气推进发动机，并且更具体地涉及其中使用的压缩机翼型件。

背景技术

在燃气涡轮发动机中，空气在压缩机中加压，且在燃烧器中与燃料混合用于生成热燃烧气体。燃烧气体穿过涡轮级排出，涡轮级从其获得能量用于向压缩机供能且产生输出功率用于驱动示范涡轮风扇式飞行器发动机应用中的增压器(低压压缩机)和风扇。

多级轴流式压缩机包括在尺寸方面减小以加压级中的空气的协作的成排的定子导叶和转子叶片。压缩机导叶和叶片具有对应的翼型件，其通常随它们的尺寸从级到级减小而在构造方面变化，以用于最大化压缩机的性能。例如，压缩机的性能包括例如压缩效率、流动能力和失速裕度，这些所有都受导叶和叶片的构造影响。

更具体而言，当空气被穿过定子导叶和转子叶片压缩时，空气的流动分布或压力分布为复杂的三维流场，其围绕压缩机沿周向变化，沿导叶和叶片翼型件的翼展径向地变化，且沿翼型件的沿周向相对的压力侧和吸力侧轴向地变化。

翼型件压力侧为与相对的吸力侧协作的大致凹入的表面，吸力侧为大致凸出的表面，用于当空气在叶片之间沿其前缘与后缘之间的轴向下游方向流动时有效地加压空气。经历压缩的空气的压力分布从翼型件的径向内根部变化到翼型件的径向外末梢，径向外末梢在包围的压缩机壳体附近较近地间隔开，以提供与其的适合的径向间隙或空隙。

翼型件自身可以由压缩机转子以任何适合的方式支承，诸如，以整体叶盘构造与其一体地形成，或者各个转子翼型件可具有一体的平台和燕尾件用于将压缩机叶片安装在形成于压缩机转子的周边中的对应的燕尾槽中。

设计成压缩空气的轴流式压缩机叶片和混流式压缩机叶片通常具有转子或多个转子，转子在静止壳体内部旋转，且作用以升高行进穿过机器的流的总压力和温度。压缩机转子叶片在翼型件的本体上传递升力，翼型件自身显现为在翼型件的压力表面上的较高静压力和在翼型件的吸力表面上的较低静压力。通常，较小的间隙存在于压缩机转子的末梢与径向相邻的壳体流动通路之间。翼型件的压力侧与吸力侧之间的压力差驱动流穿过压缩机转子的末梢间隙。该末梢流可积累成涡流(vortex)，涡流趋于集中在周向相邻的叶片的压力侧表面上，从而导致压缩机末梢区中的较高水平的损耗和堵塞。当该堵塞传播越过压缩机转子末梢时，压缩机产生压力升高的能力减小，且有时可导致失速。

在本领域中，诸如周向沟槽的壳体处理有时已经用于控制或减少末梢泄漏且改善失速裕度，但具有相关联的效率损失。尽管这些方法用于降低末梢泄漏流水平，但它们不控制由其余的末梢流产生的损耗和堵塞。

因此，将合乎需要的是具有一种压缩机转子叶片，其具有带特定特征的翼型件，其可减少流动堵塞越过叶片通路的传播，从而有助于改善压缩机失速裕度。

发明内容

上文提到的一个或多个需求可通过本文公开的示范实施例来满足，示范实施例提供了一种用于压缩机的翼型件，翼型件包括根部、翼型件末梢、前缘、后缘，在前缘与后缘之间延伸的翼型件压力侧和吸力侧。翼型件具有内翼展区和外翼展区，且后缘具有上反角(dihedral)轮廓，使得后缘上反角角度在内翼展区和外翼展区的至少一部分中减小。在本发明的另一实施例中，后缘具有在外翼展区中的前掠角(forward sweep)。在本发明的另一实施例中，前缘具有上反角轮廓，使得前缘上反角角度在第一内翼展区中增大且在第一外翼展区中减小。在另一实施例中，前缘具有在第一外翼展区中的前掠角。

附图说明

被认为是本发明的主题在说明书的结尾部分中被特别地指出并且清楚地主张权利。然而，本发明可通过参照结合附图的下列说明来被最好地理解，在附图中：

图1为根据本发明的方面构造的多级轴流式压缩机中的成排的压缩机转子叶片的局部截面侧视图。

图2为分离的图1所示的一个示范压缩机转子叶片的等距视图。

图3为根据本发明的方面的示范压缩机转子叶片的等距视图，其中叠加的网格用于几何图示目的。

图4为以度数绘出示范实施例中的图3所示的叶片的翼型件的径向翼展上的翼型件后缘上反角角度的图表。

图5为以度数绘出示范实施例中的图3所示的叶片的翼型件的径向翼展上的翼型件前缘上反角角度的图表。

图6为以度数绘出示范实施例中的图3所示的叶片的翼型件的径向翼展上的翼型件后缘掠角角度的图表。

图7为以度数绘出示范实施例中的图3所示的叶片的翼型件的径向翼展上的翼型件前缘掠角角度的图表。