[发明专利]燃气涡轮发动机的具有形状记忆合金构件的转子支撑系统

说明书

一种用于燃气涡轮发动机的转子支撑系统可大体上包括轴承组件和构造成联接在轴承组件与发动机的支撑框架之间的负载降低部件。负载降低部件可包括熔断器部分，其构造成当通过负载降低部件传递的负载超过预定负载界限时失效。该系统还可包括设于轴承组件与支撑框架之间的负载重联部件。负载重联部件可由超弹性形状记忆合金形成，该超弹性形状记忆合金允许当熔断器部分失效时负载重联部件经历可恢复变形而不失效，使得负载重联部件维持轴承组件与支撑框架之间的机械连接。

技术领域

本主题大体上涉及燃气涡轮发动机，且更具体而言，涉及具有一个或更多个形状记忆合金构件的用于燃气涡轮发动机的转子支撑系统。

背景技术

燃气涡轮发动机通常包括转子组件、压缩机、和涡轮。转子组件包括风扇，风扇具有从转子轴径向向外延伸的风扇叶片的阵列。转子轴将功率和旋转运动从涡轮传递至压缩机和风扇，且利用多个轴承组件来纵向地得到支撑。另外，转子组件具有旋转轴线，该旋转轴线经过转子重心。已知的轴承组件包括滚动元件和成对座圈，其中，滚动元件被支撑在该成对座圈内。为了维持转子临界速度裕度，转子组件通常被支撑在三个轴承组件上，其中的一个是推力轴承组件，且其中的两个是滚柱轴承组件。推力轴承组件支撑转子轴，且使转子轴组件的轴向和径向移动最小化。其余的滚柱轴承组件支撑转子轴的径向移动。

在发动机的操作期间，风扇叶片中的一个的碎片(fragment)可变成与叶片的其余部分分离。因此，显著不平衡的旋转负载可在受损的风扇内形成，且必须基本上由风扇轴轴承、风扇轴承支撑件、以及风扇支撑框架来承载。

为了使潜在地有破坏性的异常的不平衡负载的影响最小化，已知的燃气涡轮发动机包括用于风扇转子支撑系统的支撑构件，支撑构件确定大小成提供额外的强度。然而，当发动机在没有显著的转子不平衡的情况下操作时，提高支撑构件的强度非期望地增加发动机的总体重量，且降低发动机的总体效率。

其他已知的发动机包括轴承支撑件，该轴承支撑件包括使风扇转子与风扇支撑系统分离的机械削弱区段，或一次熔断器(primary fuse)。在此种情况期间，风扇轴寻求与其不平衡的重心接近的新的旋转中心。该熔断器区段与转子间隙容差组合称为负载降低装置(或LRD)。LRD降低风扇支撑系统中的旋转动态负载。然而，在常规的LRD的情况下，当一次熔断器失效时，风扇转子与风扇转子支撑系统永久地分离。结果，燃气涡轮发动机的随后的操作可显著地受到影响。

因此，构造成适应不平衡或增大的负载状态而不导致风扇转子与转子支撑系统的永久分离的改进的转子支撑系统在本技术中将受到欢迎。

发明内容

本发明的各方面和优点将在下列描述中部分地阐述，或可根据描述而是明显的，或可通过本发明的实践而习得。

在一个方面中，本主题针对一种用于燃气涡轮发动机的转子支撑系统，其中发动机包括支撑框架。该系统可大体上包括轴承组件和构造成联接在轴承组件与发动机的支撑框架之间的负载降低部件。负载降低部件可包括熔断器部分，其构造成当通过负载降低部件传递的负载超过预定负载界限时失效。该系统还可包括设于轴承组件与支撑框架之间的负载重联部件(load recoupling member)。负载重联部件可由超弹性形状记忆合金形成，该超弹性形状记忆合金允许当熔断器部分失效时负载重联部件经历可恢复变形而不失效，使得负载重联部件维持轴承组件与支撑框架之间的机械连接。

在另一个方面中，本主题针对一种用于燃气涡轮发动机的转子支撑系统，其中发动机包括支撑框架。系统可大体上包括第一轴承组件和与第一轴承组件轴向地间隔开的第二轴承组件。第一轴承组件可包括第一轴承和从第一轴承沿径向向外延伸的第一外轴承壳。第二轴承组件可包括第二轴承和从第二轴承沿径向向外延伸的第二外轴承壳。该系统还可包括构造成联接在第一轴承组件与燃气涡轮发动机的支撑框架之间的负载降低部件。负载降低部件可包括熔断器部分，其构造成当通过负载降低部件传递的负载超过预定负载界限时失效。另外，第一和第二外轴承壳可由超弹性形状记忆合金形成，该超弹性形状记忆合金允许第一和第二外轴承壳在熔断器失效时经历可恢复变形而不失效。