[发明专利]燃气涡轮发动机

说明书

本公开涉及一种用于飞机的燃气涡轮发动机（10），包括：发动机核心（11），其包括涡轮（19）、压缩机（14）和将所述涡轮连接到所述压缩机的核心轴（26）；位于所述发动机核心上游的风扇（23），所述风扇包括多个风扇叶片，所述多个风扇叶片安装成用于围绕发动机轴线旋转，所述多个风扇叶片中的每个叶片具有前缘和后缘，所述前缘和后缘从叶片根部到叶片末梢跨气流通道的跨度延伸；以及齿轮箱（30），其接收来自所述核心轴（26）的输入并向所述风扇输出驱动，以便以比所述核心轴更低的旋转速度驱动所述风扇，其中每个叶片的所述后缘由度量M表征，其限定为后缘角在所述跨度的0.4和0.8之间的改变率除以面积平均的后缘角，M不小于大约4。

技术领域

本公开涉及燃气涡轮发动机中的风扇叶片的后缘角的梯度。

背景技术

涡轮风扇燃气涡轮发动机中的风扇在高迎角飞行状态期间供给推力的能力是重要的因素，特别是在考虑具有较大风扇直径(诸如例如2米及以上)的发动机时。在高迎角下改进的推力可以允许较短的进气长度，从而导致总体燃料燃烧减少。

发明内容

根据第一方面，提供了一种用于飞机的燃气涡轮发动机，包括：

发动机核心，其包括涡轮、压缩机和将所述涡轮连接到所述压缩机的核心轴；

位于发动机核心上游的风扇，所述风扇包括多个风扇叶片，所述多个风扇叶片安装成用于围绕发动机轴线旋转，所述多个风扇叶片中的每个叶片具有前缘和后缘，所述前缘和后缘从叶片根部到叶片末梢跨气流通道的跨度延伸；以及

齿轮箱，其接收来自核心轴的输入并向风扇输出驱动，以便以比核心轴更低的旋转速度驱动风扇，

其中每个叶片的后缘的由度量M表征，其限定为后缘角在跨度的0.4和0.8之间的改变率除以面积平均的后缘角，M不小于大约4。

已经发现，风扇后缘角的径向梯度、特别是在风扇叶片的跨度的0.4和0.8之间、显著影响在高迎角下的推力的量。包含如本文中所限定的这种径向梯度的设计能够供给较高的推力，由此允许较短的进气长度和总体燃料燃烧减少。这对于包含较大风扇直径的设计可能特别有益，在该设计中，到风扇的进气流变得更加扭曲。

度量在一些情况下可能不小于大约5，在其他情况下则不小于大约7.5，或者可替代地不小于大约9。

该度量可能不大于大约80。

度量M可以被限定为

其中χ_f是从叶片根部到叶片末梢的部分f处的后缘角，以及是从叶片根部到叶片末梢的面积平均的后缘角。

可以从连续或离散函数计算面积平均的后缘角，即可以是连续或离散的面积平均的后缘角。

面积平均的后缘角可以被限定为

其中r_f是从叶片根部到叶片末梢的跨度的部分f处距引擎轴线的半径，半径r_tip是叶片末梢处的半径，以及r_hub是叶片根部处的半径。

从叶片根部到叶片末梢的跨度的0.4和0.8之间的后缘角的改变率可以在大约65和150度、85和150度或100和150度之间。

在跨度的0.4和0.8之间的后缘角的改变率可以被限定为

其中χ_f是从叶片根部到叶片末梢的跨度的部分f处的后缘角。

在燃气涡轮发动机在巡航条件下运行的情况下，风扇根部压力比可以不大于1.30、1.25或1.24。

在燃气涡轮发动机在巡航条件下运行的情况下，风扇根部压力比与风扇末梢压力比之间之比可以小于0.95、0.92或0.9，并且可选地大于0.7，风扇末梢压力比被限定为风扇出口处随后流经旁通通道的流的平均总压力与风扇入口处的流的平均总压力之比。