[发明专利]燃气涡轮发动机

说明书

一种燃气涡轮发动机包括核心涡轮发动机(16)和机械地联接至核心涡轮发动机(16)的风扇(38)。风扇(38)包括多个风扇叶片(40)，各风扇叶片(40)沿着燃气涡轮发动机的径向方向(R)限定底座(80)和内端。风扇(38)还包括覆盖多个风扇叶片(40)中的每一个的底座(80)的毂(48)。而且，风扇(38)包括用于支持多个风扇叶片(40)的旋转的一个或更多个轴承。一个或更多个轴承沿着燃气涡轮发动机的径向方向(R)限定风扇轴承半径(R1)。类似地，毂(48)沿着燃气涡轮发动机的径向方向(R)限定毂半径(R2)。毂半径(R2)与风扇轴承半径(R1)的比小于大约三，从而为各种构件在燃气涡轮发动机的风扇(38)内的期望的封装作准备。

技术领域

本主题大体上涉及用于燃气涡轮发动机的风扇。

背景技术

燃气涡轮发动机通常包括布置成彼此流动连通的风扇和核心。按照串联流动的顺序，燃气涡轮发动机的核心大体上包括压缩机区段、燃烧区段、涡轮区段以及排气区段。在多轴燃气涡轮发动机的情况下，压缩机区段能够包括高压压缩机(HP压缩机)和低压压缩机(LP压缩机)，并且，涡轮区段能够类似地包括高压涡轮(HP涡轮)和低压涡轮(LP涡轮)。在这样的配置的情况下，HP压缩机经由高压轴(HP轴)而与HP涡轮联接，并且，LP压缩机经由低压轴(LP轴)而与LP涡轮联接。

在运行中，将越过风扇的空气的至少一部分提供给核心的入口。这样的空气的部分由LP压缩机和HP压缩机逐步地压缩，直到它到达燃烧区段为止。在燃烧区段内，使燃料与压缩后的空气混合而焚烧，以提供燃气。将燃气从燃烧区段发送穿过HP涡轮和LP涡轮。穿过涡轮区段的燃气流驱动HP涡轮和LP涡轮，HP涡轮和LP涡轮中的每个继而经由HP轴和LP轴而驱动HP压缩机和LP压缩机中的相应的一个。然后，将燃气穿过排气区段而发送至例如大气。

除了驱动LP压缩机之外，LP轴能够另外通过风扇齿轮箱而驱动风扇。齿轮箱允许LP轴以相对于风扇更高的速度而旋转，以便实现更高的效率。某些燃气涡轮发动机另外包括致动组件，致动组件可与风扇的多个风扇叶片一起操作，以改变多个风扇叶片中的每个的节距，来进一步提高风扇的效率。

由于例如促进多个风扇叶片的旋转的一个或更多个轴承的定位而导致可能难以将致动组件封装于风扇中。一个或更多个轴承沿着径向方向向内定位，以使轴承所受到的转速最小化。因此，允许将节距改变机构封装于风扇内的用于燃气涡轮发动机的风扇将是有用的。

发明内容

本发明的各方面和优点将在以下描述中部分地阐述，或者可通过该描述显而易见，或者可通过实践本发明而认识到。

在本公开的一个示范性的实施例中，提供了一种限定径向方向的燃气涡轮发动机。燃气涡轮发动机包括核心涡轮发动机和与核心涡轮发动机机械地联接的风扇。风扇包括多个风扇叶片，各风扇叶片将底座限定于沿着径向方向的内端。风扇还包括毂，毂覆盖多个风扇叶片中的每个的底座，并且，沿着径向方向限定毂半径。风扇还包括用于支持多个风扇叶片的旋转的一个或更多个轴承。一个或更多个轴承沿着径向方向限定风扇轴承半径。毂半径与风扇轴承半径的比小于1.75。

在本公开的另一示范性的实施例中，提供了一种限定径向方向和轴向方向的燃气涡轮发动机。燃气涡轮发动机包括核心涡轮发动机和与涡轮发动机机械地联接的风扇。风扇包括多个风扇叶片，各风扇叶片将底座限定于沿着径向方向的内端。在风扇的运行的期间，多个风扇叶片是围绕轴向方向以最大转速可旋转的。风扇还包括用于支持多个风扇叶片的旋转的一个或更多个轴承，一个或更多个轴承限定多个风扇叶片围绕轴向方向以至少大约0.6百万的最大转速旋转的期间的DN值。