[发明专利]金属柔顺尖端风扇叶片

说明书

一种用于推进设备的叶片，其包括由第一材料形成的本体，该本体具有相对的压力侧和吸入侧，并且在根部和边界之间沿翼展延伸，并且在前缘和后缘之间沿翼弦延伸。尖端区域，其由第二材料形成并且定位成使得其从本体延伸并限定尖端。尖端区域在边界处连结本体。尖端区域构造为当预定力施加到尖端时毁坏，使得尖端与叶片分离并限定熔断式尖端。

技术领域

本发明涉及涡扇叶片和涡扇容纳壳。更确切地说，其涉及风扇叶片，其在其尖端处是柔顺的(compliant)或可熔断的，以便防止损坏周围的壳。

背景技术

燃气涡轮发动机包括涡轮机核心，其具有成串流关系的高压压缩机、燃烧器和高压涡轮。核心可以以已知的方式操作以产生主推进气流。典型的涡扇发动机增加了由核心排气驱动的低压涡轮，其继而又通过轴驱动风扇转子以产生旁通推进气流。在高旁通发动机的情况下，这提供了总发动机推力的大部分。

风扇转子包括风扇，该风扇包括从风扇盘沿径向向外延伸的风扇叶片阵列。风扇叶片定位在护罩的径向内部，并且构造成在正常操作条件下扫除(clear)护罩。然而，在发动机操作期间，风扇叶片的碎片可能接触护罩并毁坏。结果，可能产生大量的旋转不平衡负载。

这种旋转不平衡将引起较大风扇起伏不定(gyration)。这种风扇起伏不定可对发动机引起严重损坏。通常，通过使用包括沟槽填料的容纳结构来适应破坏性的风扇起伏不定。通常，这种沟槽填料可为约2至3英寸厚并且由金属蜂窝形成。伴随该解决方案的一个问题是沟槽填料很重并且可能引起发动机效率低下。

发明内容

通过提供涡扇发动机来解决该问题，该涡扇发动机包括构造为以受限方式毁坏的风扇叶片，更确切地说，风扇叶片构造成使得尖端在与护罩接触时快速地与风扇叶片的本体分离。

根据一个方面，一种用于推进设备的叶片，其包括由第一材料形成的本体，该本体具有相对的压力侧和吸入侧，并且在根部和边界之间沿翼展延伸，并且在前缘和后缘之间沿翼弦延伸。尖端区域，其由第二材料形成并且定位成使得其从本体延伸并限定尖端。尖端区域在边界处连结本体。尖端区域构造为当预定力施加到尖端时毁坏，使得尖端与叶片分离并限定熔断式尖端。

技术方案1. 一种用于推进设备的叶片，包括：

由第一材料形成的本体，其具有相对的压力侧和吸入侧，并且在根部和边界之间沿翼展延伸，并且在前缘和后缘之间沿翼弦延伸；

尖端区域，其由第二材料形成并且定位成使得其从所述本体延伸并限定尖端；

其中所述尖端区域在所述边界处连结所述本体；以及

其中所述尖端区域构造成当预定力施加到所述尖端时毁坏，使得所述尖端与所述叶片分离。

技术方案2. 根据技术方案1所述的叶片，其中，所述第二材料比所述第一材料弱。

技术方案3. 根据技术方案2所述的叶片，其中，所述叶片构造成包括在所述尖端区域毁坏之后的由所述第二材料形成的尖端区域残余物。

技术方案4. 根据技术方案3所述的叶片，其中，所述尖端区域残余物限定熔断式尖端。

技术方案5. 根据技术方案4所述的叶片，其中，所述尖端区域具有第二长度L2，并且所述尖端区域残余物具有第三长度L3，并且L3为L2的至少5%。

技术方案6. 根据技术方案5所述的叶片，其中，所述第三长度L3是所述第二长度L2的至少25%。

技术方案7. 根据技术方案6所述的叶片，其中，所述第三长度L3是所述第二长度L2的至少50%。

技术方案8. 根据技术方案3所述的叶片，其中，所述推进设备包括护罩，所述护罩包绕所述叶片，并且所述熔断式尖端与所述护罩间隔开。