[发明专利]包括保持部件的易碎燃气涡轮发动机翼型件

说明书

提供了一种翼型件，其限定在根部和末梢之间延伸的翼展。翼型件包括至少部分地在前缘和后缘之间延伸的保持部件，其限定至少部分地沿着在保持部件的沿着翼展的点处的翼弦延伸的易碎线。翼型件还包括在末梢和易碎线之间延伸的易碎翼型件部分。易碎翼型件部分包括第一多个复合层，第一多个复合层中的至少一个复合层围绕保持部件包裹。翼型件包括从易碎线延伸到根部的剩余翼型件部分，该剩余翼型件部分包括包括第二多个复合层，第二多个复合层中的至少一个复合层围绕保持部件包裹。此外，剩余翼型件部分与易碎翼型件部分在易碎线处相接。

技术领域

本主题大体上涉及翼型件，并且更特别地涉及包括在前缘和后缘之间延伸的保持部件的用于燃气涡轮发动机的易碎翼型件。

背景技术

在飞行器发动机中使用的翼型件(诸如，燃气涡轮发动机的风扇叶片)可能易受极端的负载事件的影响。例如，风扇叶片可能会撞击被吸入到发动机中的鸟，或可出现其中风扇叶片中的一个被从转子盘切断的叶片断裂(blade-out)的情况。如果冲击足够大，则风扇叶片可分裂成一个或多个碎片，之后向下游行进通过发动机。

燃气涡轮发动机(诸如，涡轮风扇)大体上包括环绕包括风扇叶片的风扇组件的风扇壳体。风扇壳体大体上构造成经得住由于导致故障模式的不利发动机状况(诸如，外来物体损坏、由于过度或极端失衡或风扇转子振荡而造成的硬摩擦、或风扇叶片脱落(liberation))而造成的风扇叶片的冲击。然而，这样的翼型件构造大体上增加风扇壳体的重量，由此增加发动机和飞行器的重量并且降低性能和效率。

已知的风扇壳体大体上包括易碎结构(诸如，蜂窝或沟槽填充材料)，其构造成减轻至风扇壳体的负载传递和通过风扇壳体的负载传递。然而，该方法大体上为昂贵的。此外，该方法可导致较大、较重、效率较低的风扇壳体。更进一步，该方法可能未解决与在一个或若干个翼型件(诸如，风扇叶片)的变形或脱落之后的风扇转子失衡有关的问题。

照此，需要一种翼型件，该翼型件能够实现受控并且一致的失效模式，该失效模式可使得能够降低成本、重量以及至周围壳的负载传递。

发明内容

方面和优点将在下文的描述中部分地得到阐述，或可根据描述而显而易见，或可通过实践本发明而习知。

在一个方面，本主题涉及一种翼型件，翼型件限定在根部与末梢之间延伸的翼展和在前缘与后缘之间延伸的在沿着翼展的每个点处的翼弦。翼型件包括至少部分地在前缘和后缘之间延伸的保持部件。保持部件限定至少部分地沿着保持部件的沿着翼展的点处的翼弦延伸的易碎线。翼型件还包括易碎翼型件部分，其在前缘和后缘之间延伸并沿着翼展在末梢和易碎线之间延伸。易碎翼型件部分包括第一多个复合层。此外，第一多个复合层中的至少一个复合层围绕保持部件包裹。翼型件还包括沿着翼展从易碎线延伸至根部的剩余翼型件部分。剩余翼型件部分包括第二多个复合层。第二多个复合层中的至少一个复合层围绕保持部件包裹。此外，剩余翼型件部分与易碎翼型件部分在易碎线处相接。

在一个实施例中，在造成不平衡的事件之后，易碎翼型件部分可相对于剩余翼型件部分在易碎线处变形或者部分地或完全地分开。在另外的实施例中，保持部件可平行于保持部件的沿着翼展的点处的翼弦延伸。在其它实施例中，在保持部件至少部分地在前缘和后缘之间延伸时，保持部件可限定弧形。在另一实施例中，易碎翼型件部分可沿着翼展的自末梢起的至少10%延伸。在另一实施例中，易碎翼型件部分可沿着翼展的自末梢起的至少15%但小于50%延伸。在另一实施例中，保持部件可沿着保持部件的沿着翼展的点处的翼弦的至少10%但小于或等于100%延伸。在另外的实施例中，保持部件可沿着保持部件的沿着翼展的点处的翼弦的至少30%但小于80%延伸。

在另一实施例中，保持部件可沿着保持部件的长度限定恒定的直径。然而，在其它实施例中，保持部件可沿着保持部件的长度限定可变的直径。在某些实施例中，保持部件可包括金属或复合物中的至少一种。