[发明专利]具有冲击板的飞行器发动机

说明书

背景技术

涡轮发动机，特别是燃气或燃烧涡轮发动机是旋转式发动机，其从通过具有多个叶片的风扇的燃烧气流中获取能量，然后通过一系列压缩机级(包括成对的旋转叶片和静止叶片)进入发动机，通过燃烧器，然后通过一系列涡轮机级(包括成对的旋转叶片和静止叶片)。在压缩机级中，叶片由从转子伸出的支柱支撑，而叶片安装到定子盘。

风扇包括风扇壳体，其受到随进入发动机的气流一起运动的碎片冲击。风扇壳体可包括冲击板，其包含吸声材料，以消除声音损伤。冲击板还可以包括面板，以保护不是结构元件，且容易损坏的吸声材料。

发明内容

一方面，本发明的实施例涉及一种飞行器发动机，其包括具有风扇驱动轴的飞行器发动机，包含联接到所述驱动轴的导流罩的风扇，以及由所述导流罩径向延伸的周向布置叶片的叶片阵列，环形风扇壳体构造为围绕所述风扇，环形冲击板安装到所述风扇壳体，并围绕所述叶片阵列。所述环形冲击板包括形成多个单元的开放框架，以及包括具有纳米结构的聚合物基质复合材料的面板。所述纳米结构包括碳纳米管。所述聚合物基质复合材料包括至少一层纤维。所述至少一层纤维浸渍了所述纳米结构分散于其中的树脂。所述聚合物基质复合材料包括多层浸渍纤维。所述纤维为碳纤维。所述纳米结构生长到所述至少一层纤维上。

另一方面，本发明的实施例涉及一种飞行器发动机，其包括具有通过所述发动机的流动路径的飞行器发动机，以及固定的冲击板，其限定所述流动路径的至少一部分，并包括具有纳米结构的聚合物基质复合材料。所述纳米结构包括碳纳米管。所述聚合物基质复合材料包括至少一层纤维。所述至少一层纤维浸渍了所述纳米结构分散于其中的树脂。所述聚合物基质复合材料包括多层浸渍纤维。所述纤维为碳纤维。所述纳米结构生长到所述至少一层纤维上。所述面板在受到最大尺寸高达1.0英寸的冰块以750英尺/秒的速度冲击时，未显示纤维受损。

另一方面，本发明的实施例涉及风扇壳体的面板，其包括支撑层，所述支撑层包括：一组分隔空腔，所述一组分隔空腔具有开放面；以及面板，所述面板包括具有纳米结构的聚合物基质复合材料。所述纳米结构包括碳纳米管。所述聚合物基质复合材料包括至少一层纤维。所述至少一层纤维浸渍了所述纳米结构分散于其中的树脂。所述聚合物基质复合材料包括多层浸渍纤维。所述纤维为碳纤维。所述纳米结构生长到所述至少一层纤维上。所述面板在受到最大尺寸高达1.0英寸的冰块以750英尺/秒的速度冲击时，未显示纤维受损。

附图说明

在附图中：

图1是飞行器的燃气涡轮发动机的横截面原理图。

图2是图1的燃气涡轮发动机的风扇部分的放大图。

图3是面板的剖视图。

图4是面板的透视图，同时特别展示了纳米结构。

图5A是面板原型的前后原理图。

图5B是面板另一原型的前后原理图。

图5C是面板第三原型的前后原理图。

图6是面板的前后原理图。

具体实施方式

所描述的实施例涉及冲击板，尤其涉及风扇壳体的面板。为进行说明，将针对飞行器燃气涡轮发动机描述本发明。但是应理解，本发明不限于此，而是可以在非飞行器设备(例如，其他移动设备和非移动工业、商业和住宅设备)中具有普遍适用性。

图1是飞行器的燃气涡轮发动机10的横截面原理图。发动机10具有基木纵向延伸的轴线或中线12，其从前部14延伸到后部16。发动机10包括(以连续顺流关系)：风扇部分18，其包括风扇20；压缩机部分22，其包括增压器或低压(LP)压缩机24和高压(HP)压缩机26；燃烧部分28，其包括燃烧室30；涡轮机部分32，其包括HP涡轮机34和LP涡轮机36；以及排气部分38。

风扇部18包括围绕风扇20的风扇壳体40。风扇20包括联接到驱动轴43的导流罩41，以及由导流罩41径向延伸的周向布置叶片42的叶片阵列。HP压缩机26、燃烧器30和HP涡轮机34形成发动机10的芯44，其产生燃烧气体。芯44由芯壳体46包围，其可以与风扇壳体40联接。

围绕发动机10的中线12同轴设置的HP轴或卷轴48以驱动方式将HP涡轮机34连接到HP压缩机26。在较大直径的环形HP卷轴48内围绕发动机10的中线12同轴设置的LP轴或卷轴50以驱动方式将LP涡轮机36连接到LP压缩机24和风扇20。安装到卷轴48、50中的一个或两个，并与其一起旋转的发动机10的部分也可单独或共同称为转子53、53。