[发明专利]具有蜂窝填料的中空风扇叶片

说明书

技术领域

本申请涉及一种用于燃气涡轮发动机的中空风扇叶片。

背景技术

燃气涡轮发动机可设有用于将空气输送至压缩机区段的风扇。风扇还将旁通空气输送至旁通导管。空气从压缩机区段被压缩，且输送至燃烧区段。压缩区段使燃料与空气混合，且燃烧该混合物。燃烧的产物在涡轮转子上向下游传送，涡轮转子被驱动来旋转，且继而又使压缩机和风扇旋转。

风扇可包括具有多个叶片的转子。

一个类型的风扇叶片为中空风扇叶片，其具有限定在翼梁前方的内腔，翼梁限定了风扇叶片的一侧。一些填料材料（如蜂窝填料）收纳在腔中，且盖置于蜂窝材料上，从而闭合腔。在现有技术中，盖不是结构化的，且被制造得比翼梁壁的厚度更薄。在一个实例中，盖为翼梁壁的厚度的六分之一。因此，翼梁壁提供了风扇叶片的中心区域的所有结构完整性。叶片经历许多挑战，包括沿风扇叶片的长度变化的内部应力。

最近，风扇已经设有来自涡轮的齿轮驱动装置。这允许了风扇直径的急剧增大。利用该扩大的风扇叶片，存在沿风扇叶片的更多结构挑战。此外，较大的风扇叶片更有可能由碎片冲击，或由鸟撞击。

发明内容

在特征实施例中，风扇叶片具有主体，所述主体具有前缘与后缘之间延伸的翼型件、以及吸入侧和压力侧。腔形成在主体中，且收纳填料材料。盖闭合腔，且附接到主体上。盖具有沿垂直于吸入侧的方向限定的第一厚度。主体具有沿腔延伸的翼梁，其中翼梁在腔的端部之间的中心位置处的厚度具有第二厚度，且第一厚度与第二厚度之比为0.5到2之间。

在根据前述实施例的另一个实施例中，第一厚度与第二厚度之比为0.80到1.10之间。

在根据任何前述实施例的另一个实施例中，填料材料为蜂窝材料。

在根据任何前述实施例的另一个实施例中，盖至少包括内盖和外盖。第一厚度为外盖和内盖的厚度的组合。

在根据任何前述实施例的另一个实施例中，风扇叶片的第三厚度包括第一厚度和第二厚度。限定了中心位置处的蜂窝层的厚度。第一厚度与第三厚度之比在0.02到0.4之间。

在根据任何前述实施例的另一个实施例中，翼梁的厚度在径向中心位置以及所述腔的端部之间的中心位置处测得。

在另一个特征实施例中，风扇区段具有带多个风扇叶片的转子。风扇叶片具有主体，主体具有在前缘与后缘之间延伸的翼型件、以及吸入侧和压力侧。腔形成在主体中，且收纳填料材料。盖闭合腔，且附接到主体上。盖具有沿垂直于吸入侧的方向限定的第一厚度。主体具有沿腔延伸的翼梁。翼梁在腔的端部之间的中心位置处的厚度具有第二厚度。第一厚度与第二厚度之比在0.5到2之间。

在根据任何前述实施例的另一个实施例中，第一厚度与第二厚度之比为0.80到1.10之间。

在根据任何前述实施例的另一个实施例中，填料材料为蜂窝材料。

在根据任何前述实施例的另一个实施例中，盖至少包括内盖和外盖。第一厚度为外盖和内盖的厚度的组合。

在根据任何前述实施例的另一个实施例中，翼梁的厚度在径向中心位置以及所述腔的端部之间的中心位置处测得。

在根据任何前述实施例的另一个实施例中，风扇叶片的第三厚度包括第一厚度和第二厚度。限定了中心位置处的蜂窝层的厚度。第一厚度与第三厚度之比在0.02到0.4之间。

在另一个特征实施例中，一种燃气涡轮发动机具有风扇区段、压缩机区段和涡轮区段。风扇区段包括具有多个风扇叶片的转子。风扇叶片具有主体，其具有在前缘与后缘之间延伸的翼型件，以及吸入侧和压力侧。主体在前缘与后缘之间延伸。腔形成在主体中。腔收纳填料材料。盖闭合腔，且附接到主体上。盖具有沿垂直于吸入侧的方向限定的第一厚度。主体具有沿所述腔延伸的翼梁。翼梁在腔的端部之间的中心位置处的厚度具有第二厚度。第一厚度与第二厚度之比在0.5到2之间。

在根据任何前述实施例的另一个实施例中，第一厚度与第二厚度之比为0.80到1.10之前。

在根据任何前述实施例的另一个实施例中，填料材料为蜂窝材料。

在根据任何前述实施例的另一个实施例中，盖至少包括内盖和外盖。第一厚度为外盖和内盖的厚度的组合。

在根据任何前述实施例的另一个实施例中，风扇叶片的第三厚度包括第一厚度和第二厚度。限定了中心位置处的蜂窝层的厚度。第一厚度与第三厚度之比在0.02到0.4之间。

在根据任何前述实施例的另一个实施例中，涡轮区段中的涡轮通过齿轮减速装置来驱动转子。