[发明专利]涡扇发动机叶轮

说明书

本发明提供了一种涡扇发动机叶轮，其包括一个支板和多个外涵导叶，所述外涵导叶沿周向间隔地排列在所述支板的两侧，所述外涵导叶呈弧形，包括前缘、吸力面、压力面和尾缘，所述吸力面和所述压力面连接所述前缘和所述尾缘；所述支板的前缘凸出于所述外涵导叶的前缘一段距离，所述外涵导叶的前缘位于同一轴向位置。本发明涡扇发动机叶轮改进了外涵支板和外涵导叶的融合结构，降低风扇出口的压力不均匀性，从而提高风扇的稳定性，降低风扇和导叶的转静干涉噪声。其通过后移外涵导叶，降低了风扇出口的压力不均匀性即压力系数，使得最小压力系数相对未移动前压力系数可减少30％左右，效果比较显著。

技术领域

本发明涉及航空发动机领域，特别适用于一种涡扇发动机叶轮。

背景技术

在航空发动机领域中，涡扇发动机是飞机发动机的一种，由涡轮喷气发动机发展而成。与涡喷发动机比较，涡扇发动机主要特点是首级压缩机的面积大很多，同时被用作为空气螺旋桨(扇)，将部分吸入的空气通过外涵道向后推。涡扇发动机最适合飞行速度400至1000公里时使用，因此现在大多数飞机均使用涡扇发动机。

图1为现有技术中外涵支板和外涵导叶分体式的示意图。图2为现有技术中外涵支板和外涵导叶分体式的基元叶片示意图。如图1和图2所示，外涵导叶10和外涵支板20为分体式，外涵支板20内通过径向传动轴21。

针对上述情况，航空发动机领域为了提高发动机的外涵效率、降低风扇和外涵导叶的转静干涉噪声、减轻发动机重量。国际上，通常采用外涵支板和导叶的设计已经由分体式设计变为融合式设计。

图3为现有技术中外涵支板和外涵导叶融合式的示意图。图4为现有技术中外涵支板和外涵导叶融合式的基元叶片示意图。如图3和图4所示，对于外融合的外涵支板和外涵导叶的设计，这种结构的缺点是会在风扇出口产生较强的不均匀压力。不均匀的压力将会对风扇的喘点性能有较大的干扰，可能会导致提前失速以及叶片颤振的风险。与此同时，不均匀的压力还会导致风扇和外涵导叶的噪声变强。

因此，本领域技术人员亟待要改进外涵支板和外涵导叶的融合结构，以克服上述缺陷。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中外涵支板和外涵导叶之间的融合结构会产生不均匀压力，导致噪音变强且干扰性能等缺陷，提供一种涡扇发动机叶轮。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：

一种涡扇发动机叶轮，其特点在于，所述涡扇发动机叶轮包括一个支板和多个外涵导叶，所述外涵导叶沿周向间隔地排列在所述支板的两侧，所述外涵导叶呈弧形，包括前缘、吸力面、压力面和尾缘，所述吸力面和所述压力面连接所述前缘和所述尾缘；所述支板的前缘凸出于所述外涵导叶的前缘一段距离，所述外涵导叶的前缘位于同一轴向位置。

根据本发明的一个实施例，所述距离的取值范围为20mm-40mm。

根据本发明的一个实施例，所述外涵导叶的轴向长度的取值范围为150mm-230mm。

根据本发明的一个实施例，所述外涵导叶的叶型的厚度相对轴向位置为35％-40％。

根据本发明的一个实施例，所述支板的轴向长度为500mm-600mm。

根据本发明的一个实施例，所述支板的叶型的厚度相对轴向位置为30％-45％。

根据本发明的一个实施例，所述外涵导叶的数目为40-48片。

根据本发明的一个实施例，所述支板的数目为2-4片。

根据本发明的一个实施例，所述外涵导叶采用钛合金或复合材料制成。

根据本发明的一个实施例，所述支板采用钛合金铸造而成。

本发明的积极进步效果在于：