[发明专利]用于叉指转子的复合翼型组件

说明书

提供了转子组件和用于制造转子组件的翼型的方法。例如，转子组件包括围绕燃气涡轮发动机的轴向中心线周向延伸的旋转结构和具有根部和尖部的翼型。根部联接到旋转结构并具有球根形状。翼型由多个复合层形成，其一部分在根部处限定第一和第二端表面，第一和第二端表面与旋转结构接触并且一起限定根部的凿形端部。在另一个实施例中，转子组件包括围绕燃气涡轮发动机的轴向中心线周向延伸的外转子和具有根部和尖部的复合外转子叶片。叶根联接到外转子并且沿径向方向朝向轴向中心线向内延伸。

技术领域

本主题大体涉及用于燃气涡轮发动机的复合部件，更具体地，涉及叉指燃气涡轮发动机转子的复合翼型和复合翼型组件。

背景技术

更常见的是，非传统的高温复合材料，例如陶瓷基质复合(CMC)材料，正在用于诸如燃气涡轮发动机的应用中。与典型的部件(例如金属部件)相比，由这种材料制成的部件具有更高的温度能力，这可以改善部件性能和/或提高发动机温度。复合部件也可以提供其他优点，例如改进的强度重量比。此外，随着燃气涡轮发动机设计者和制造商寻求进一步提高发动机性能和效率，一种已知的解决方案是结合反向旋转涡轮机，使得涡轮机无叶。然而，在叉指转子组件中使用复合翼型或叶片存在诸如如何将向内延伸的复合叶片附接到外转子(例如，旋转鼓)而不会过度增加转子的厚度，从而增加其重量，并且能够承受附接区域的应力集中的问题。尽管如此，使叶片处于压缩而不是张力的这种构造受益于复合叶片的使用，例如，与金属相比，CMC具有增加的模量，这提供了压缩运行的叶片的柱屈曲裕度的增加。

因此，具有用于附接到旋转结构，特别是叉指转子组件的特征的复合叶片将是有用的。特别地，以允许最小转子厚度的方式附接到叉指转子组件的外转子的复合叶片将是有利的。此外，期望具有附接结构的复合叶片，该附接结构使得在其与叉指转子组件的外转子的附接区域处的应力集中最小化。

发明内容

本发明的方面和优点将部分地在以下描述中阐述，或者可以从描述中显而易见，或者可以通过实践本发明来学习。

在本主题的一个示例性实施例中，提供了一种用于燃气涡轮发动机的转子组件。转子组件包括围绕燃气涡轮发动机的轴向中心线周向延伸的旋转结构和具有根部和尖部的翼型。根部联接到旋转结构并具有球根形状。翼型由复合材料的多个层形成，并且多个层的一部分在根部处限定第一端表面并且在根部处限定第二端表面。第一端表面和第二端表面与旋转结构接触，并且第一端表面和第二端表面一起限定根部的凿形端部。

在本主题的另一示例性实施例中，提供了一种用于燃气涡轮发动机的转子组件。转子组件包括围绕燃气涡轮发动机的轴向中心线周向延伸的外转子和具有叶根和叶尖的外转子叶片。叶根联接到外转子，外转子叶片沿径向方向朝向轴向中心线向内延伸。外转子叶片由复合材料形成。

在本主题的另一示例性实施例中，提供了一种用于制造叉指转子组件的外转子的叶片的方法。该方法包括搁置复合材料的多个层以形成叶片；处理多个层以产生叶片；在叶片的根部上限定第一端表面；并在根部上限定第二端表面。第一和第二端表面一起限定叶片的尖端。

参考以下描述和所附权利要求，将更好地理解本发明的这些和其他特征，方面和优点。包含在本说明书中并构成其一部分的附图示出了本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

附图说明

在说明书中阐述了针对本领域普通技术人员的本发明的完整且可行的公开，包括其最佳模式，其参考附图，其中：

图1提供了根据本主题的各种实施例的示例性燃气涡轮发动机的示意性横截面视图。

图2提供了根据本主题的示例性实施例的图1的燃气涡轮发动机的涡轮区段的一部分的横截面视图。

图3提供了根据本主题的示例性实施例的附接到图2中所示的涡轮区段的一部分的转子组件的外转子的叶根的示意性横截面视图。