[发明专利]翼型

说明书

本发明涉及翼型，公开用于在涡轮发动机的工作流体路径中使用的翼型，翼型沿翼展宽度方向从基底延伸到尖端，且呈现吸力侧、压力侧、前缘和后缘。翼型包括翼型气动主体，气动主体包括吸力侧表面、压力侧表面、前缘、后缘和尖端，气动主体的所述尖端具有尖端横截面和包围尖端横截面的横截面轮廓。边沿安置在气动主体的尖端处且延伸到翼型的尖端且沿循压力侧、吸力侧上的所述横截面轮廓，和在翼型的前缘上延伸，边沿界定在翼型的尖端处开放的尖端腔。边沿还在翼型的后缘处开放，使得尖端腔在翼型的后缘处开放。至少一个流体管道包括通过所述排放孔口向外开放到尖端腔的底部上的排放孔口。至少一个流体管道被设置、布置和配置为薄膜冷却管道。

技术领域

本公开涉及用于在涡轮发动机的工作流体路径中使用的翼型。

背景技术

如本领域技术人员公知的那样，涡轮发动机包括叶片和导叶。所述叶片和导叶包括翼型，所述翼型具有吸力侧、压力侧、前缘和后缘。对于本领域技术人员而言，在看到翼型的时刻，吸力侧、压力侧、前缘和后缘的位置就将变得立即显而易见。比如，作为一般的经验法则，至少对于旨在被用于亚音速应用的翼型，能够声明的是，翼型在压力侧上是凹入形，且在吸力侧上是凸出形。前缘和后缘连接压力侧和吸力侧。对于所提供的用于亚音速和跨音速应用的翼型的情形，当相比于后缘时，前缘呈现相对更大的半径，同时后缘成形为带有显著地更小的半径，或甚至被成形为实际上锋利的边缘。

当流体围绕翼型从前缘流动到后缘时，压力侧上的压力高于吸力侧上的压力，这在静止导叶的情形中引起所需要的流动偏转，且在旋转叶片的情形中额外地导致驱动力，或者更一般地说，导致涡轮发动机中的能量转换。在翼型处不希望的效果是在翼型的尖端上从压力侧到吸力侧的流动。那些流动不只仅仅构成泄漏流动，而且如将理解的那样在尖端区域中减小压力侧上的压力、增大吸力侧上的压力，且因此损害能量转换的有效性。此外，沿翼型的翼展宽度的压力梯度可导致另外的不规则流动模式，且因此诱发额外的损失。

虽然使用有围带的叶片可提供补救，但是出于各种原因，有围带的叶片的使用经常不可行。从本领域中已知用以减少翼型尖端上的泄漏流动的许多尝试，其集中在减小翼型尖端上的间隙，和/或密封布置的提供上，所有尝试均具有减小泄漏质量流动的目标。不言而喻的是，仅无接触的密封布置是可行的，且因此在没有围带的叶片的情况下不能完全避免翼型尖端流动。

US 7,118,329和US 2015/0292335公开了一种用于在涡轮发动机的工作流体路径中使用的翼型，该翼型沿翼展宽度方向从基底延伸到尖端。翼型呈现吸力侧、压力侧、前缘和后缘。翼型包括翼型气动主体，该气动主体包括吸力侧表面、压力侧表面、前缘、后缘和尖端，气动主体的所述尖端具有尖端横截面和包围尖端横截面的横截面轮廓。边缘安置在气动主体的尖端处，且从气动主体的尖端延伸到翼型的尖端，并且进一步沿循压力侧、吸力侧上的所述横截面轮廓，且在翼型的前缘上延伸。边沿恰好延伸到后缘。边沿界定在翼型的尖端处开放的尖端腔，且边缘还在翼型的后缘处开放，使得尖端腔在翼型的后缘处开放。尖端腔因此与设在翼型的后缘处（即低压区）的流体流体连通。因此，从压力侧流动且分别在翼型尖端上或者朝向翼型尖端流动的流体因此被吸入尖端腔，且在后缘处被排放。应当注意的是，边沿是薄壁结构构件，具体地当在燃气涡轮发动机的膨胀涡轮中使用时，其会暴露于高温流体流。此外，当在内燃燃气涡轮发动机中使用时，边缘暴露于烟道气体流。

发明内容

本公开的目的是提供上文提及的类型的改进的翼型。在更具体的方面，目的是提供一种翼型，其被设计为提供尖端泄漏流动对翼型效率的减少的影响。在又更具体的方面，将提供翼型以减少无意的尖端泄漏流动对翼型性能和效率的影响。

这由在权利要求1中描述的主题实现。

所公开的主题的其它效果和优势，不论是否明确地提及，都将根据下文提供的公开变得显而易见。