[实用新型]空心出口导叶组件、航空发动机以及航空器

说明书

本实用新型提供了一种空心出口导叶组件、航空发动机以及航空器。该空心出口导叶组件包括叶身和面板，所述叶身的叶面上间隔布置有多个凹陷区域，多个所述面板分别安装于所述凹陷区域，所述面板与所述凹陷区域间形成一个中空空间。由于面板和叶身间是通过多条闭环焊缝实现焊接固定的。相比现有技术的单条焊缝而言不易产生焊接变形，能够有效降低加工难度，改善叶型，减小气动损失；另外，通过设置多个凹陷区域，能够更自由的对凹陷区域的形状大小以及位置进行调整，有利于增加叶片的局部刚度和强度，降低应力集中，提高叶片的空心率，降低叶片的重量。

技术领域

本实用新型涉及发动机技术领域，特别涉及一种空心出口导叶组件、航空发动机以及航空器。

背景技术

轴流式航空发动机的主要结构包括风扇组件、增压级组件和中介机匣组件，气流流道包括外涵和内涵。风扇组件主要包括风扇叶身，风扇盘和风扇机匣，增压级组件主要包括鼓筒，转子叶身和静子叶身，中介机匣组件主要包括内机匣，出口导叶和外机匣。出口导叶位于中介组件外涵流道处，外涵气流经过风扇组件增压后，经过出口导叶流向发动机尾部，提供推力，内涵气流经由增压级增压后穿过中介内机匣后进入核心机。航空发动机工作过程中，出口导叶主要承受气动载荷和部分径向载荷，而产生变形；出口导叶结构如图1所示。

目前，出口导叶主要有以下两种结构：

1.叶身区域为实心结构，无减重特征，如图1和图2所示；

2.单面板空心结构，空心出口导叶组件包含面板和空心叶片零件，面板和叶片采用周向环形焊缝焊接方式成型，如图3所示，空心叶片结构如图4所示，叶片设计空心区域。

结构1实心出口导叶，和空心结构相比，在满足同样强度载荷情况下，重量约重30％，大量增加发动机重量，耗油率增大，效率下降，使用成本增加。

结构2单面板空心出口导叶组件，焊接成型，单侧环形焊缝导致零件变形量较大，难于加工，降低合格率，成本增加；为满足强度要求，空心结构区域小，重量降低不明显；应力集中区域无法调整，存在应力集中，强度寿命降低；焊接变形大，气动损失增加，发动机效率下降。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是为了克服现有技术中叶片易变形，强度低、重量大的缺陷，提供一种空心出口导叶组件。

本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

一种空心出口导叶组件，包括叶身和面板，所述叶身的叶面上间隔布置有多个凹陷区域，多个所述面板分别安装于所述凹陷区域，所述面板与所述凹陷区域间形成一个中空空间。

由于面板和叶身间是通过多条闭环焊缝实现焊接固定的。相比现有技术的单条焊缝而言不易产生焊接变形，能够有效降低加工难度，改善叶型，减小气动损失；

另外，通过设置多个凹陷区域，能够更自由的对凹陷区域的形状大小以及位置进行调整，有利于增加叶片的局部刚度和强度，降低应力集中，提高叶片的空心率，降低叶片的重量。

更佳的，所述面板形状与所述凹陷区域的形状相适配，所述面板的外壁面与所述凹陷区域的内壁面间焊接固定。

更佳的，所述面板的表面与所述叶身的叶面平滑过渡。采用这样的结构能够提高叶片的气动性能。

更佳的，所述叶面包括内圆弧表面和外圆弧表面，所述凹陷区域设于所述内圆弧表面上，所述面板表面为与所述叶面相适配的内圆弧面。采用这样的结构能够实现面板和叶面的平滑过渡。

更佳的，所述凹陷区域在应力易集中的转角处具有补强部，所述补强部与所述凹陷区域的内壁面和底面一体化连接。采用这样的结构能够避免叶片薄弱区域的应力集中，并提高叶片的刚度。

更佳的，所述补强部的上表面与所述叶面齐平，所述面板对应设有避让所述补强部的缺口。以避免补强部对面板的安装造成干涉。