[发明专利]一种航空飞机发动机高精密涡轮叶片组件及其制造方法

说明书

本发明公开了一种航空飞机发动机高精密涡轮叶片组件及其制造方法，涉及航空飞机制造技术领域，涡轮叶片组件包括叶轮和环绕设置在叶轮外壁上的若干个叶片，叶片前端设有第一凹槽，叶片后端设有第二凹槽，叶片前侧内部设有第一冷却通道，第一冷却通道的后侧设有隔流肋，所述隔流肋后侧设有第二冷却通道，第二凹槽内部卡接设有尾缘翅片组。本发明的涡轮叶片组件通过采用仿生学尾缘翅片组与叶片内部冷却通道位置结构对应的方式，优化调整了气膜孔的位置，使气膜孔与降噪翅片的位置关系更加符合降低飞行噪声的要求，提高了降噪效果，同时也使叶片前后具有更好的流通性能，保证了叶片的冷却效果，安全可靠。

技术领域

本发明涉及航空飞机制造技术领域，具体是涉及一种航空飞机发动机高精密涡轮叶片组件及其制造方法。

背景技术

航空发动机叶片是航空飞机制造中不可或缺的一部分，在航空飞机的发动机叶片领域中，涡轮叶片是燃气涡轮发动机中涡轮段的重要组成部件。高速旋转的叶片负责将高温高压的气流吸入燃烧器，以维持发动机的工作。为了能保证在高温高压的极端环境下稳定长时间工作，涡轮叶片往往采用高温合金锻造，并采用不同方式来冷却例如内部气流冷却、边界层冷却、抑或采用保护叶片的热障涂层等方式来保证运转时的可靠性。

随着涡轮发动机的不断发展，压气机的增压比和涡轮进口温度不断被提高，必然导致涡轮叶片等热端部件所受到的热负荷急剧增加，从而使其承受非常严重的热应力。在通过对涡轮叶片进行改进确保涡轮叶片的冷却效果满足要求的前提下，同样也会造成涡轮叶片的噪声大大提高，尤其是民用飞机的噪声问题日益引起人们的重视，曾有飞机就因为噪声问题而停飞，飞机的总体部件非常复杂，总体噪声必然要比发动机单独任何一个部件的噪声要大，但发动机涡轮叶片所产生的噪声依然较高。

目前飞机发动机涡轮叶片的设计种类繁多，通常采用增大涡扇发动机的涵道比来进行降噪，但这会使风扇直径增大，叶尖的速度可能会发生超速的现象。此外，还有通过将叶尾改造成翼型仿生构造的方法进行降噪，研究人员研究了猫头鹰的雀鹰翅膀的降噪原理，从而研发出了基于仿生学气动噪声控制的涡轮叶片，但该研究并未深入且该叶片的冷却效果并没有得到进一步的开发。

发明内容

针对上述存在的问题，本发明提供了一种航空飞机发动机高精密涡轮叶片组件及其制造方法。

本发明的技术方案是：

一种航空飞机发动机高精密涡轮叶片组件，包括叶轮和环绕设置在所述叶轮外壁上的若干个叶片；

所述叶片前端设有第一凹槽，叶片后端设有第二凹槽，所述第一凹槽内壁自上而下设有若干第一气膜孔，位于第一凹槽两侧的叶片两侧壁均自上而下设有若干第二气膜孔，叶片前侧内部设有第一冷却通道，所述第一冷却通道底部延伸至叶片底部，第一冷却通道顶部延伸至靠近叶片顶部后弯折延伸至叶片后侧，所述第一气膜孔和第二气膜孔均与第一冷却通道连通；

位于所述第一冷却通道的后侧设有隔流肋，所述隔流肋后侧设有第二冷却通道，所述第二冷却通道底部延伸至叶片底部，第二冷却通道顶部延伸至靠近第一冷却通道顶部，第二冷却通道后侧设有第一导流肋和第二导流肋，所述第一导流肋和第二导流肋均自上而下设有若干导流槽，第一导流肋和第二导流肋之间构成分流冷却腔，所述分流冷却腔对应的叶片两侧外壁均自上而下设有若干第三气膜孔，位于最上方的一个第三气膜孔与所述第一冷却通道连通，其余的第三气膜孔均与分流冷却腔连通，对应所述第二导流肋后侧的叶片两侧外壁均自上而下设有若干第四气膜孔，所述第四气膜孔与第二导流肋的导流槽一一连通；

所述第二凹槽内部卡接设有尾缘翅片组，所述尾缘翅片组包括与第二凹槽卡接的活动卡接块，以及自上而下等间距设置在所述活动卡接块上的若干个降噪翅片，所述降噪翅片为椎体设置，降噪翅片表面设有若干流向涡环槽，降噪翅片端部设有降噪环，所述降噪环上环绕开设有若干通孔。

进一步地，所述叶片的个数为42-48，叶片数量设置在该数量范围内易于加工装配和维护，且能够有效保证发动机工作性能。