[发明专利]具有可移除风扇叶片前缘整流器的毂盖组件

说明书

技术领域

本发明大体涉及用于燃气涡轮发动机风扇组件的毂盖(spinner)和风扇叶片，并且更具体地涉及具有在风扇叶片直接上游的整流器或隆起部的毂盖。

背景技术

航空器涡扇燃气涡轮发动机包括风扇组件，风扇组件具有从转子盘径向向外延伸的多个周向间隔开的风扇叶片。周围空气流在叶片之间被引导并加压，因而用于生成用于在飞行中驱动航空器的推力。风扇组件典型地包括多个周向间隔开的风扇叶片，它们各自具有布置于在转子盘或筒的周界或边沿中的互补、轴向延伸的燕尾沟槽或槽道中的燕尾根部。毂盖安装至风扇组件的前端部，以将平滑的空气流提供到风扇中，如由Forrester等人在2002年7月9日提交的题为“一件式毂盖”的在美国专利No.6,416,280所示出的，并且其通过引用而并入本文中。

一些毂盖是一件式毂盖，其直接附接至盘柱，并且一些毂盖是两件式毂盖，其具有：毂盖的上部分，其附接至从盘轴向向前延伸的凸缘；和毂盖的下部分，其附接至毂盖的上部分。毂盖的该上部分称为毂盖支撑件。

在图1和2中示出了与在现有技术中发现的毂盖支撑件相似的毂盖支撑件1，并且其包括沿着毂盖支撑件1的后部分4定位的周向间隔开的空气动力整流器2。空气动力整流器2设计为覆盖和防护发动机风扇中的各风扇叶片的前缘的径向部分(见图3-5)。此种整流器也称为隆起部。这些整流器已用在航空器燃气涡轮发动机中，例如在GE-90115B中。

将该3D特征、空气动力整流器2或隆起部附加至风扇叶片前面的毂盖支撑件1的圆锥表面9(或附接至一件式毂盖)允许风扇叶片剖面为流线型的，并且使得其是更空气动力的而不改变叶片柄部。整流器部分在叶片根部处将空气流引导至叶片前缘剖面的任一侧。周向间隔开的整流器或隆起部形成或加工在毂盖或毂盖支撑件1上。

为了使发动机更有效率，存在提高风扇叶片半径比(RR)的努力，风扇叶片半径比为内风扇流路直径/外流路直径的比率，且其指示多少空气流可行进穿过发动机。更小的半径比(RR)导致更大的流动区域和更好的性能。当通过降低风扇平台流路表面来使风扇半径比下降时，风扇叶片前缘剖面开始变得更大和陡起。可通过增大外风扇直径或使内流路和内流路直径更小而降低RR，这是优选的。增大整体风扇直径是较不合乎需要的，因为其增大阻力。

使低半径比设计最大化导致叶片LE剖面更加暴露于空气动力流路。该LE需要被保护，从而导致更大的整流器形状以便提供空气动力平滑度。这又导致复杂的加工的毂盖或毂盖支撑件，其具有在风扇叶片直接上游的大型3D空气动力整流器或隆起部。

非常期望避免毂盖或毂盖支撑件的昂贵且复杂的加工以至于提供在风扇叶片直接上游的较大的3D空气动力整流器或隆起部。

发明内容

燃气涡轮发动机毂盖组件包括：毂盖，其至少部分地限定空气动力平滑表面；毂盖壳体，其至少部分地限定该空气动力平滑表面；和周向间隔开的可移除空气动力整流器，其绕壳体定位；

组件的示范实施例包括整流器柄部，其附接至空气动力整流器并配置在壳体中的周向间隔开的轴向延伸的槽道中。整流器柄部配置在空气动力整流器与附接至整流器柄部的整流器根部之间且与它们单块地形成。槽道从壳体的后端部或壳体后缘向前或向上游延伸。整流器根部沿壳体的径向外和内周围表面部分接合且卡住(trap)壳体，且外和内周围表面部分绕槽道周向地且轴向地向前或向上游延伸。整流器柄部从整流器的整流器向前端部或整流器向前末梢退后(setback)，且整流器柄部从整流器根部的根部向前端部或根部向前末梢。

整流器可由可注射热塑性塑料制成，且壳体可由金属制成。

毂盖组件的更特定的示范实施例包括附接至毂盖支撑件的毂盖，壳体为毂盖支撑件的环形支撑件壳体，支撑件至少部分地限定该空气动力平滑表面，并且周向间隔开的可移除空气动力整流器绕支撑件壳体定位。整流器柄部附接至空气动力整流器，并且整流器柄部配置在支撑件壳体中的周向间隔开的轴向延伸的槽道中。

毂盖组件可并入风扇组件中，该风扇组件包括：风扇转子盘或筒；一排周向间隔开的风扇叶片，其从风扇转子盘或筒径向向外延伸。各叶片包括弯曲翼型件区段，弯曲翼型件区段具有在轴向地间隔开的翼型件前缘和后缘之间延伸的翼型件压力侧和吸力侧。翼型件区段通过叶片柄部而附接至燕尾根部。

空气动力整流器可径向向外延伸，以覆盖和防护风扇叶片的径向延伸部分，该径向延伸部分可至少包括叶片柄部的部分或叶片柄部的过渡区的部分。

附图说明