[发明专利]航空发动机及对航空发动机的叶尖间隙进行在翼评估的方法

说明书

一种航空发动机的压气机部分包括转子和静子，转子包括转子叶片，静子包括机匣，在机匣的内表面上涂覆有易磨涂层。在转子叶片中的至少一个转子叶片的叶尖上设置有至少两个凹槽，每个凹槽的深度与任意一个其它的凹槽的深度都不相同。在易磨涂层的面对着转子叶片的部分处设置有至少两个标记块，其中，每个标记块的厚度与任意一个其它的标记块的厚度都不相同。在航空发动机上还设置有探孔，以允许经由探孔将监测装置伸入到航空发动机的内部，并且使监测装置所对准标记块和凹槽的区域，以获取标记块和凹槽的图像。该结构的航空发动机有助于评估叶尖间隙的变化趋势，并指导后续优化设计。还涉及对航空发动机的叶尖间隙进行在翼评估的方法。

技术领域

本发明涉及航空发动机领域，特别地涉及航空发动机的压气机中诸如转子叶片等的叶片结构的设计，还涉及对这些叶片的叶尖间隙进行在翼评估的方法。

背景技术

航空发动机是飞机的重要部件，其为飞机的飞行提供动力。在现有的航空发动机结构中，一般来说包括转子部分和静子部分，其中转子部分是航空发动机中能够围绕固定的轴线旋转的零件、组件等，而静子部分是非旋转的零件、组件等。

图1示出了一种现有的航空发动机结构的局部示意图。在该适应性的结构中，航空发动机包括轮毂1和在该轮毂1的外侧围绕着该轮毂1设置的机匣2，在轮毂1和机匣2之间限定出供气流A流过的气道5。轮毂1能够围绕着旋转轴线X旋转，并且在轮毂1上设置有转子叶片3，该转子叶片3随着轮毂1的旋转而转动，从而对气流A做功，使气流A沿着气道5流动，并且在气流A流过气道5的过程中使气流A加压。在机匣2的面向转子叶片3的内表面上，还设置有易磨涂层。此外，在机匣2上有时还设置有静子叶片4。

对于例如以上结构的航空发动机来说，为了获得尽可能高的运行效率和工作裕度，通常的做法是将转子叶片3与机匣2之间的间隙做得尽可能的小。但是，从另一方面来说，若将转子叶片3与机匣2之间的间隙做得过小，当遇到极端工况时，转子叶片3的叶尖和机匣2上的易磨涂层会发生刮碰。在转子叶片3与机匣2的易磨涂层发生多次碰撞之后，易磨涂层会承受一定程度的磨损，甚至转子叶片3的叶尖也会发生不同程度的磨损，由此导致叶片叶尖与机匣2之间的间隙变大，反而会对航空发动机的高效工作产生负面影响。

在航空发动机的实际服役期间，其在翼运行过程中所经历的工况非常复杂，难以在航空发动机安装到飞机上之前通过设计来完全避免转子叶片与机匣的刮碰。

因此，对于现有的航空发动机来说，能够在运行过程中及时地监测和评估转子叶片叶尖与机匣之间的间隙变化情况变得十分重要，而航空发动机的这一“在翼”运行数据收集有助于对航空发动机的性能衰退情况进行评估，以供后续的设计优化。

但是，在现有的航空发动机领域中，对在翼运行过程中的航空发动机的转子叶片叶尖与机匣之间的叶尖间隙进行测量存在困难，进而也无法了解叶尖间隙在在翼运行条件下的变化情况。因此，在航空发动机领域，存在对能够在在翼运行条件下监测并评估的转子叶片叶尖与机匣间的叶尖间隙的系统和方法的需求，以能够获得有关该叶尖间隙的变化趋势的数据，进而有助于后续的设计优化。

发明内容

本发明是为解决以上所述现有技术所存在的问题而作出的。本发明的目的是提供一种改进结构的航空发动机，其能够在航空发动机的在翼运行期间实时地监测和获取有关转子叶片的叶尖与机匣的易磨涂层的磨损情况的数据，进而有助于后续的进一步优化设计。

本发明的航空发动机包括压气机部分，该压气机部分包括转子和静子，其中，转子包括转子叶片，静子包括机匣，在机匣的内表面上涂覆有易磨涂层。其中，在转子叶片中的至少一个转子叶片的叶尖上设置有至少两个凹槽，每个凹槽的深度与任意一个其它的凹槽的深度都不相同；而在易磨涂层的面对着转子叶片的部分处设置有至少两个标记块，其中，每个标记块的厚度与任意一个其它的标记块的厚度都不相同。在航空发动机上还设置有探孔，以允许经由探孔将监测装置伸入到航空发动机的内部，并且使监测装置所对准标记块和凹槽的区域，以获取标记块和凹槽的图像。