[实用新型]低压涡轮叶片

说明书

本实用新型的目的在于针对低压涡轮叶片负荷大、厚度小的设计趋势，提出一种能够降低低压涡轮端区流动损失的低压涡轮叶片。其中的低压涡轮叶片在端壁附近至少20％叶高的径向范围内的叶型具有加厚特征；在轴向范围内所述加厚特征的分布不超出叶型轴向宽度的5％～95％，即加厚区域不包括前缘和尾缘；在周向范围内，所述加厚特征的叶型最大厚度为弦长的20％；加厚起始位置的叶片厚度最小，端壁处叶片厚度最大，叶片从加厚起始位置至端壁逐渐增厚。

技术领域

本实用新型涉及低压涡轮叶片。

背景技术

目前商用大涵道比涡扇发动机的一个重要技术发展方向是减轻低压涡轮的重量，在气动设计过程中，减轻低压涡轮重量常用的技术措施为减少叶片数或减小单个叶片体积，即提高负荷或减小厚度。但高负荷叶片和薄叶片的叶片表面容易出现分离，尤其是在端区附近，叶表分离还会与二次流相互作用，导致二次流强度及边界层扭曲程度增强，二次流损失增大。

高升力设计的低压涡轮由于叶片数目减少，叶片端区的气动负荷随之增大，导致端区二次流损失增大。薄叶片设计压力面容易出现分离，并与端区二次流相互作用，使端区(尤其是轮毂端区)流动损失增大，这一现象同高升力设计类似。因此在采取高升力设计或薄叶片设计的同时，有必要采取其它技术措施对端区的二次流动损失进行控制。

发明人认识到，为抑制叶型表面的流动分离及其与端区二次流的相互作用，在不改变主流区域叶型的前提下，将端区附近的叶片厚度增大，既能够尽可能在主流区采用薄叶片来降低低压涡轮重量，又能够抑制端区叶片表面分离及其与二次流的相互作用。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，针对低压涡轮叶片负荷大、厚度小的设计趋势，提出一种能够降低低压涡轮端区流动损失的低压涡轮叶片。

根据本实用新型一方面的低压涡轮叶片，在端壁附近至少20％叶高的径向范围内的叶型具有加厚特征；在轴向范围内所述加厚特征的分布不超出叶型轴向宽度的5％～95％，即加厚区域不包括加厚叶型的前缘和尾缘；在周向范围内，所述加厚叶型的最大厚度为弦长的20％；加厚起始位置的叶片厚度最小，端壁处叶片厚度最大，叶片从加厚起始位置至端壁逐渐增厚。

在一个或多个实施方式中，从加厚起始位置至端壁的厚度分布特征为线性分布。

在一个或多个实施方式中，从加厚起始位置至端壁的厚度分布特征为折线分布。

在一个或多个实施方式中，从加厚起始位置至端壁的厚度分布特征为正弦线分布。

在一个或多个实施方式中，从加厚起始位置至端壁的厚度分布特征为双曲线分布。

在一个或多个实施方式中，从加厚起始位置至端壁的厚度分布特征为水滴形分布。

在一个或多个实施方式中，在径向范围30％叶高到轮毂端壁之间的端区具有所述叶片加厚特征。

在一个或多个实施方式中，所述叶片加厚特征位于轮毂端。

在一个或多个实施方式中，所述叶片加厚特征位于机匣端。

根据本实用新型另一方面的大涵道比涡扇发动机低压涡轮，包括轮毂以及沿轮毂周向分布的如任一所述的低压涡轮叶片。

本实用新型的有益效果体现在：

针对低压涡轮高负荷叶片、薄叶片端区损失大的现象，对叶片局部端区附近进行加厚，改变叶型曲率使流体加速，降低逆压梯度，抑制叶片表面的流动分离及其与二次流的相互作用。

附图说明

本实用新型的上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变得更加明显，其中：

图1是根据一个或多个实施方式的叶片、叶片厚度径向分布以及损失径向分布的示意图；