[发明专利]包括阻尼装置的飞行器涡轮机转子

说明书

本发明公开了一种飞行器涡轮机转子(2)，其包括相对纵向轴线X横向延伸的转子盘(20)、多个叶片(21)及阻尼装置(1)，阻尼装置(1)包括：相对纵向轴线X横向延伸并位于转子盘(20)的外周缘上的支撑环(7)，以及与支撑环(7)一体成型并从支撑环(7)向上游伸出的多个阻尼件(8)，每个阻尼件(8)在至少一个叶片(21)的平台(211)下方延伸，从而向外施加径向力，以在涡轮机(T)运行时减小叶片(21)的径向位移。

技术领域

本发明涉及用于推进飞行器的涡轮机领域。本发明更具体地涉及包括转子叶片阻尼装置的飞行器涡轮机转子。

背景技术

已知地，飞行器涡轮机沿着轴线X纵向延伸并可以通过使进入涡轮机的气流从上游向下游流动来驱动飞行器。在下文中，术语“上游”和“下游”是相对于从上游向下游定向的纵向轴线X来定义的。相似地，术语“内部”和“外部”是相对于纵向轴线X的径向方向定义的。已知地，涡轮机包括压缩机、燃烧室和通过转动驱动压缩机的涡轮。压缩机包括一个或多个转子，转子绕纵向轴线X安装，以压缩在涡轮机的主流道中从上游向下游流动的气流。

在实践中，转子包括转子盘，该转子盘相对纵向轴线X横向延伸，其与动力传递轴一体成型。该转子盘包括多个形成在转子盘的外周缘上的壳体，该壳体也被称为蜂窝，叶片沿纵向轴线X插接在这些壳体中。叶片在相对纵向轴线X的同一横截面中延伸。每个叶片相对纵向轴线X径向延伸并依次包括被配置为安装在转子盘的一个壳体中的径向内部安装脚、使预定叶片能够与相邻叶片保持一定距离并重新形成气流道内表面的平台以及径向延伸的径向外部导流叶片。

当涡轮机运行时，每个叶片主要承受三种类型的力，即离心力、气动破坏力和破坏转子盘平衡的力。在离心力的作用下，每个安装脚抵压在其对应壳体的外部，并向其施加与转子转速相关的压力。在涡轮机速度变化过程中，离心力会发生变化，这会导致在壳体处的压力变化以及每个安装脚与其对应壳体之间相对于纵轴线X的相对径向运动的起点处的压力变化。对于气动破坏力而言，其会使得导流叶片气流的应力变化，并导致每一叶片安装脚与其对应的壳体之间的相对运动。最后，当转子盘的重量不平衡时，也就是说存在不平衡时，在每一叶片安装脚与其所在的壳体之间也存在相对运动。

相对运动的重复发生会导致叶片安装脚和转子盘壳体的磨损现象，这会缩短它们的寿命。为了减少这些磨损现象，已知的是在叶片安装脚和其对应的壳体之间引入附加部件。

在专利申请FR2918702A1中，提出采用箔包裹叶片的安装脚，该箔包含粘弹性材料，以吸收相对运动。然而，在其使用过程中，每个箔易于轴向位移，进而与安装箔所对应的转子盘下游的另一个转子盘接触。这种位移易于增加叶片安装脚与下游转子盘的磨损，这成为一个缺点。

可选地，专利申请FR2915510A1中，提出使用安装在转子盘的外周缘上的包括一底部的阻尼器，帮助平衡转子盘重量的飞锤以及连接底部和飞锤以使飞锤安装在两个相邻叶片的平台上的弹簧。该阻尼器还可以减少叶片和壳体之间的相对运动。然而，对于箔来说，每个阻尼器易于轴向位移，进而与位于下游的转子盘接触。如前所述，这种位移易于增加叶片安装脚与下游转子盘的磨损，这成为一个缺点。

在涡轮转子领域，根据专利申请W02012/020195A1，已知的是在转子盘的颈部安装扇形环件，其包括通风孔、径向阻挡楔形件和用于轴向阻挡叶片安装脚的齿形件。然而，这种楔形件只是阻挡叶片安装脚但不适用于减少叶片安装脚在其壳体中的相对运动，因此其安装在每个叶片安装脚下方的壳体中。

同样在涡轮转子领域，根据专利申请US4781534A，已知的是将带有凸耳的环件抵压在转子盘的一个或两个径向面，这些环件安装在每一叶片安装脚下方的壳体中，以减少由于转子盘与叶片的错位导致的空气泄漏，特别是在树形脚的情况下。这种凸耳与先前描述的阻挡楔形件存在同样的缺点。

因此，需要一种阻尼装置，使得可以在不造成磨损的情况下减小转子叶片与其壳体之间的相对运动。

发明内容