[发明专利]叶片和叶片两面角

说明书

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技术领域和现有技术

本发明涉及一种能够在航空器发动机中使用的类型的涡轮机压气机的叶片(或桨叶)结构。

这种压气机包括串联的连续级。每个级包括移动叶轮(转子)，或移动叶栅，以及叶片定子(整流器)。

每个移动叶栅本身包括圆盘，其上固定有叶片(或鳍状物)并在定子的一部分前面旋转。通过使其相对于发动机轴偏离，它可以吸收和加速空气流。其后的整流器对该流体在轴线中整流并通过将其一部分速度转换成压力而使其减速。

图1概略性地示出了一个横截面，其示出了这种压气机的一部分。在该图中，整流器的移动叶片10和叶片20被确定。后者与箍22、26结为一体。标记27示出用于紧固整体到压气机外壳的凸缘。

每个移动叶片10被定位在由叶根18延伸的内平台13上，叶根本身整合在转子25的壳体上。需要注意的是，这些部件也可以作为单块生产，这一套被称为整体叶片盘。

绕轴线AA’实施转子的旋转。

为了设计这种高压(HP)压气机的叶片10、20，进行了研究，为了改进叶栅的气动性能，同时仍提供一定的机械强度。

特别地关注到切口的堆积。切向堆积法对应于根据垂直于叶片的主径向方向的平面，相对于该叶片的主径向轴线，该叶片的每个剖面的重心位置。

该叶栅切口的堆积在该类型的研究中是很重要的参数。该变量从空气动力学角度以及从机械角度的确起作用。因此寻求最佳的堆积法表示在任何高压压气机叶栅的设计中的大量工作。

存在优化每个叶栅的气动性能的问题，该叶栅特别地由泵裕度和输出所限定。在这种优化中，也期望提供或维持每个叶片的机械强度。

发明内容

本发明首先提出了一种在其表面的每个点由掠角和两面角限定的压气机叶片，该压气机叶片包括：

—叶根，

—叶尖，在所述叶根和所述叶尖之间沿垂直于所述压气机的旋转轴线的被称为径向轴线的轴线测量的距离，称为径向高度(h)，

—在所述叶根和所述叶尖之间的区域，其第一部分具有严格正的前缘两面角，以及其第二部分具有严格负的前缘两面角。

最大角区域位于沿所述径向轴线在r＝0.25h或0.3h或0.5h以及r＝0.65h或0.7h之间。

一种根据本发明的叶片的形式，并且特别地诸如以上的最大角区域的选择可以改进所述压气机的可操作性，而不施加机械约束和/或过度消耗。气动性能(泵裕度，输出)能够这样被优化，而不降低所述叶片的机械强度。

所述前缘两面角在所述叶尖是严格负的，并且在所述叶根是严格正的或严格负的。

如果位于所述叶片的叶根附近的区域具有严格负的两面角，在所述叶根的角例如最多等于-10°或等于和-15°。

根据一个实施方式，具有严格正的两面角的第一部分形成一个间隔，或最多在所述叶片的叶根和沿所述径向轴线位于r＝0.85h的位置之间延伸，所述两面角例如在所述叶尖是负的。

具有严格正的两面角的所述第一部分能够形成一个间隔：

—沿所述径向轴线，最多在r＝0.1h和r＝0.85h之间延伸，所述两面角例如在所述叶根是负的，

—和/或沿所述径向轴线测量的长度至少等于0.4h或0.1h和在0.60h之间。

优选地，在所述叶片叶根测量的所述两面角和在所述叶片叶尖测量的所述两面角之间的差小于10°。

诸如以上的叶片能够：

—是移动的，其叶根旨在被固定到所述压气机的转子的圆盘，或所述叶片为整体叶片式盘的一部分，

—或是固定的，为固定定子的一部分或可变正时定子的一部分。

本发明还涉及一种在航空中使用的类型的发动机，其包括设置有固定叶片和移动叶片的压气机，一个或多个为以上所述的类型的叶片。

附图简要说明

图1是设置有其固定叶片和移动叶片的压气机的剖面的示意图。

图2A是带有堆积的三直角系统(X，Y，Z)的定位的叶片的示意图。

图2B和2C是带有堆积的叶片的截面图，示出了用于理解本发明的不同角。

图3示出了根据本发明叶片的两面角变化的各种示例。

图4示出了根据该叶片高度的掠角的变化。

图5A-5C示出了根据本发明所生产的叶片的视图。

图6示出了在根据本发明的叶片的两面角变化和不实施本发明教导的两面角变化之间的比较；

图7示出了在域Pi-D中的等规律(isoregime)曲线。

优选实施方式的详细描述