[发明专利]定子叶片

说明书

技术领域

根据第一方面，本发明涉及一种涡轮发动机的低压压气机的定子叶片(或定子桨叶)。

更准确地，本发明涉及一种为航空器涡轮发动机的低压压气机的定子设计的定子叶片。根据第二方面，本发明涉及一种用于从涡轮发动机的低压压气机的定子的定子叶片脱冰的方法。

背景技术

文件US 2011/0318181 A1公开了在涡轮发动机空气动力叶型(profile)中使用粘弹性的材料。当冰在空气动力叶型上累积时，由此引起的稳定性方面的不平衡导致叶型的振动。粘弹性材料阻抑该振动，并且这种阻抑引起发热，该发热使得冰融化。

然而，如果冰是以结块的形式，则由于阻抑产生的发热不能够使冰融化。

发明内容

根据第一方面，本发明的目的之一是提供一种定子叶片，尤其当冰以结块的形式存在时，该定子叶片能够更有效地使存在于其上的冰脱离。为此，本发明提出了一种为涡轮发动机定子设计的定子叶片，叶片包括至少一个由适合于超弹性的材料制成的部分，该定子叶片的特征在于，至少一个由适合于超弹性的材料制成的部分被布置为：在涡轮发动机的预定的速度下开始共振。

凭借共振，由适合于超弹性的材料制成的部分开始振动，这意味着即使冰是以结块的形式，冰仍变得从该部分脱离。优选地，当冰脱离时，根据本发明的叶片返回到常规状态(无共振)。

另外，振动使得冰的形成降低到最小限度。

优选地，整个叶片由适合于超弹性的形状记忆材料构成，并且该叶片被布置为：在涡轮发动机的预定的速度下开始共振。

本发明所使用的物理效应不同于文件US 2011/0318181 A1所提出的效应，因为后者利用了对振动进行的阻抑，而本发明利用了振动的幅度，该幅度在共振中尤其地大。在文件US 2011/0318181 A1中描述的叶片中没有共振，因为在该叶片中呈现对振动的阻抑，该阻抑是与共振现象相反的物理效应。本发明对叶片进行的布置(该叶片的一部分被设计为共振)因此不同于在文件US 2011/0318181 A1中所描述的对叶片进行的布置。

共振引起了由适合于超弹性的材料制成的叶片部分的振动增大。因此，振动增幅了一定的最大幅度，优选地，该最大幅度为由适合于弹性的材料制成的叶片部分的尺寸的10％，更优选地最大幅度为尺寸的5％，更加优选地最大幅度为尺寸的2％。

所关注的是注意到，本发明与本领域技术人员的事先形成的构思背道而驰，根据该构思，定子叶片的一部分开始共振是不利的，因为由于共振产生的振动有使所讨论的部分损坏的风险。在本发明的上下文中，部分的超弹性使得能够解决该问题，因为这种类型的材料的特性使得所讨论的部分能够不被由于共振产生的振动所损坏。

在本文件的上下文中，“共振”是在具有接近于振动频率的频率的周期性脉动的影响下，振动的幅度增大。

对由适合于超弹性的材料制成的部分进行布置意指设计一个或多个下述的特征，以使得由适合于超弹性的材料制成的部分在涡轮发动机的预定的速度下开始共振：部分的形状、叶片的形状、部分的尺寸、部分的杨氏模量、叶片的尺寸、部分在叶片中的位置、部分的质量和叶片的质量、以及冰存在于叶片上或在由形状记忆材料制成的部分上。

在本文件中，涡轮发动机的“预定的速度”可对应于涡轮发动机每单位时间进行的旋转数的范围、涡轮发动机的全开进气的比例的范围、涡轮发动机所推动的航空器的速度的范围、涡轮发动机所推动的航空器的飞行高度的范围或涡轮发动机所推动的航空器的飞行阶段(诸如起飞、巡航或着陆)。

例如，旋转数的范围所对应的确定的速度可介于5000到20000转每分钟之间，优选地，介于7000到12000转每分钟之间。

例如，涡轮发动机的全开进气的比例的范围可介于全开进气的65％到90％之间，优选地，介于75％到85％之间。

例如，涡轮发动机所推动的航空器的速度的范围可介于300到1200km/h之间，优选地，介于500到800km/h之间。

例如，涡轮发动机所推动的航空器的飞行高度的范围可介于6000到15000m之间，优选地，介于8000到12000m之间。

在本发明的一个实施例中，涡轮发动机的预定的速度对应于包括涡轮发动机的航空器的巡航速度。

优选地，由适合于超弹性的材料制成的至少一个部分被布置为：在零下温度的温度范围中处于超弹性状态。