[发明专利]用于可变桨距风扇的桨距范围

说明书

提供了一种用于推进装置的可变桨距风扇。可变桨距风扇包括联接于盘(42)的多个风扇叶片(40)，以及覆盖盘的可旋转的前毂(52)。各个风扇叶片(40)能够绕着桨距轴线(P)旋转以使风扇叶片(40)的桨距变化。桨距能够在至少大约80°到大约130°的桨距范围内变化。各个风扇叶片(40)从盘(42)沿从根部(102)到末端(104)的翼展(S)沿径向向外延伸。根部(102)附近的翼展(S)的一部分限定根部翼展区域(S_R)，末端(104)附近的翼展(S)的一部分限定末端翼展区域(S_T)。可变桨距风扇的硬度在根部翼展区域(S_R)中为至少1.0。

技术领域

本主题大体上涉及用于推进装置的风扇，或者更具体地涉及用于推进装置如燃气涡轮发动机的可变桨距风扇。

背景技术

燃气涡轮发动机大体上包括布置成与彼此流动连通的风扇和芯部。此外，燃气涡轮发动机的芯部大体上包括按串流顺序的压缩机区段、燃烧区段、涡轮区段和排气区段。在操作中，空气流从风扇提供至压缩机区段的入口，在该压缩机区段中，一个或更多个压缩机逐渐压缩空气，直到其到达燃烧区段。燃料在燃烧区段内与压缩的空气混合并且焚烧，以提供燃烧气体。燃烧气体从燃烧区段发送至涡轮区段。穿过涡轮区段的燃料气体流驱动压缩机区段，并且接着发送穿过排气区段，例如至大气。在特定构造中，涡轮区段由沿燃气涡轮发动机的轴向方向延伸的轴机械地联接于压缩机区段。

风扇包括具有大于燃气涡轮发动机的芯部的半径的多个叶片。风扇和多个叶片还可机械地联接于轴，使得它们连同涡轮旋转。在某些构造中，风扇可通过变速箱机械地联接于轴，使得风扇可具有不同于涡轮轴的转速。可提供可旋转毂，其覆盖风扇的至少一部分并且连同风扇旋转。多个叶片的旋转生成用于燃气涡轮发动机的推力，并且将空气流提供至芯部的压缩机区段。此外，多个出口导叶可引导来自叶片的空气流，以例如减小由燃气涡轮发动机生成的噪音并且提高燃气涡轮发动机的性能。类似的风扇还可提供用于其它推进装置。

对于至少一些推进装置，风扇为可变桨距风扇。合乎需要的是通过使各个叶片绕着相应的桨距轴线旋转来使风扇叶片的桨距变化，以进一步提高推进装置的性能。例如，改变叶片桨距的主要原因在于基于飞行器的当前空气速度和发动机的功率水平来针对最佳性能调整叶片的攻角。此外，风扇叶片的桨距可用于使穿过风扇的空气流反向，因此提供反向推力来空气动力地制动着陆的飞行器。

大体上，风扇叶片的桨距在一定数量的桨距位置之间变化，使得风扇叶片横穿一定范围的桨距。可需要某一桨距范围来适应与不同飞行阶段和/或燃气涡轮发动机的最佳性能相关联的各种桨距位置。然而，桨距范围经常由如风扇叶片的硬度(solidity)和风扇的各种构件(如，配重、耳轴机构和桨距改变促动器组件)的构造的设计参数或考虑约束。

因此，具有用以实现带最佳设计参数的较大桨距范围的特征的、用于推进装置的可变桨距风扇将是合乎需要的。具体而言，具有多个风扇叶片(其中风扇叶片的桨距可在增大的桨距范围内变化)并且具有风扇叶片的根部区域中的增大的硬度的可变桨距风扇将是有益的。具有多个风扇叶片(其中风扇叶片的桨距可在增大的桨距范围内变化)并且具有减小的风扇毂半径比和/或减小的风扇压力比的可变桨距风扇也将是有利的。

发明内容

本发明的方面和优点将在以下描述中部分地阐述，或者可从描述为明显的，或者可通过本发明的实践学习。

在本公开的一个示例性实施例中，提供了一种用于推进装置的可变桨距风扇。可变桨距风扇包括联接于盘的多个风扇叶片。多个风扇叶片中的各个风扇叶片从盘沿径向向外延伸，并且各个风扇叶片沿从根部到末端的翼展延伸。根部附近的翼展的一部分限定根部翼展区域，而末端附近的翼展的一部分限定末端翼展区域。此外，各个风扇叶片能够绕着桨距轴线旋转，以改变风扇叶片的桨距，并且桨距轴线沿径向延伸穿过风扇叶片。桨距能够在至少大约80°到大约130°的桨距范围内变化。此外，可变桨距风扇的硬度在根部翼展区域中为至少1.0。