[发明专利]用于飞行器的气体涡轮引擎

说明书

本公开涉及用于飞行器的气体涡轮引擎（10），其包括引擎核心（11），该引擎核心包括涡轮（19）、压缩机（14）和将该涡轮连接到该压缩机的芯轴（26）。该气体涡轮引擎（10）还包括位于引擎核心（11）的上游的风扇（23）和齿轮箱（30），该风扇包括多个风扇叶片，该齿轮箱接收来自该芯轴（26）的输入并将驱动输出至风扇（23），以便以比芯轴（26）低的旋转速度来驱动风扇（23）。涡轮（19）包括涡轮转子（50）和安装在涡轮转子（50）上的轴向间隔开的多级涡轮转子叶片（52A,52B,52C,52D）。该涡轮转子（50）和该涡轮转子叶片（52）被涡轮壳体（54）围绕。

技术领域

本公开涉及用于飞行器的气体涡轮引擎，并且尤其涉及用于飞行器的齿轮传动气体涡轮引擎。

背景技术

目前，用于飞行器的齿轮传动气体涡轮引擎被布置成具有相对低的压力比涡轮，并且因此，该齿轮传动气体涡轮引擎产生相对低的功率。

需要用于飞行器的齿轮传动气体涡轮引擎具有相对高的功率，例如，在最大起飞条件下，低压涡轮具有大于38,000马力（28.3兆瓦）的相对高的功率。

发明内容

根据第一方面，提供了一种用于飞行器的气体涡轮引擎，该气体涡轮引擎包括：

引擎核心，该引擎核心包括涡轮、压缩机和将该涡轮连接到该压缩机的芯轴；

风扇，该风扇位于该引擎核心的上游，该风扇包括多个风扇叶片；和

齿轮箱，该齿轮箱接收来自芯轴的输入并将驱动输出至风扇，以便以比芯轴低的旋转速度来驱动风扇，其中：

涡轮包括涡轮转子和安装在该涡轮转子上的轴向间隔开的多级涡轮转子叶片，该涡轮转子和涡轮转子叶片被涡轮壳体围绕，该涡轮具有限定在第一级涡轮转子叶片的上游端处的入口和限定在最末级涡轮转子叶片的下游端处的出口，该出口的面积与该入口的面积的比率为至少2.5，并且不大于3.5。

出口面积与入口面积的比率可为至少2.6，并且不超过3.2。

涡轮转子叶片可具有平台和护罩，该入口被限定在第一级涡轮转子叶片的平台和护罩之间，并且出口被限定在最末级涡轮转子叶片的平台和护罩之间。

该涡轮转子叶片可具有包括前缘和后缘的翼面，并且该入口被限定在第一级涡轮转子叶片的平台和护罩之间的轴向位置处，在该轴向位置处涡轮转子叶片的翼面的前缘与第一级涡轮转子叶片的平台和护罩相交，并且出口被限定在最末级涡轮转子叶片的平台和护罩之间的轴向位置处，在该轴向位置处涡轮转子叶片的翼面的后缘与最末级涡轮转子叶片的平台和护罩相交。

该涡轮转子叶片可具有平台，该入口被限定在第一级涡轮转子叶片的平台和涡轮壳体之间，并且出口被限定在最末级涡轮转子叶片的平台和涡轮壳体之间。

该涡轮转子叶片可具有包括前缘和后缘的翼面，该入口被限定在第一级涡轮转子叶片的平台和涡轮壳体之间的轴向位置处，在该轴向位置处涡轮转子叶片的翼面的前缘与第一级涡轮转子叶片的平台相交，并且该出口被限定在最末级涡轮转子叶片的平台和涡轮壳体之间的轴向位置处，在该轴向位置处涡轮转子叶片的翼面的后缘与最末级涡轮转子叶片的平台相交。

该涡轮转子叶片可具有平台，涡轮壳体带有密封装置，该涡轮密封装置围绕涡轮转子叶片并且径向地布置在涡轮转子叶片和涡轮壳体之间，该入口被限定在第一级涡轮转子叶片的平台和该涡轮密封装置之间，并且出口被限定在最末级涡轮转子叶片的平台和该涡轮密封装置之间。

涡轮转子叶片可具有包括前缘和后缘的翼面，入口被限定在第一级涡轮转子叶片的平台和涡轮密封装置之间的轴向位置处，在该轴向位置处涡轮转子叶片的翼面的前缘与第一级涡轮转子叶片的平台相交，并且出口被限定在最末级涡轮转子叶片的平台和涡轮密封装置之间的轴向位置处，在该轴向位置处涡轮转子叶片的翼面的后缘与最末级涡轮转子叶片的平台相交。