专利名称：用于冲击区域增强的系统的制作方法
技术领域：
本文公开的主题涉及涡轮发动机和易受冲击影响的构件。更特别地，本文公开的 主题涉及冲击区域增强。
背景技术：
涡轮发动机、旋转机械、飞机以及其它系统易受由外物造成的可能冲击的影响。例 如，飞机上的燃气涡轮发动机在飞行或在跑道上期间可能易受由雨水、冰雹、鸟类、昆虫以 及其它碎片造成的冲击的影响。不幸的是，冲击会对静止或移动部件的前缘造成明显的损 伤。例如，碎片会损伤燃气涡轮发动机中压缩机级或涡轮级的旋转叶片的前缘。所导致的 损伤会造成燃气涡轮发动机的性能下降、寿命减短以及停机时间。
发明内容
以下概述了在范围上与最初要求保护的发明相称的某些实施例。这些实施例不意 图限制所要求保护的发明的范围，相反这些实施例仅意图提供本发明的可能形式的简要概 述。事实上，本发明可包括可与以下详述的实施例相似或相异的多种形式。在第一实施例中，一种系统包括具有前缘和纤维增强复合物罩盖的结构，该纤维 增强复合物罩盖具有保护部分和保持部分。保持部分围绕该结构延伸以沿前缘自我保持该 保护部分。该保护部分不同于该保持部分。在第二实施例中，一种系统包括具有保护部分和保持部分的纤维增强复合物罩 盖。该保持部分具有构造成围绕一结构自我保持该纤维增强复合物罩盖的至少一个环状 件。该保护部分不同于该保持部分，且该保护部分具有第一纤维增强复合物。在第三实施例中，一种系统包括具有旋转叶片的涡轮发动机，该旋转叶片具有边 缘和纤维增强复合物罩盖，该纤维复合物罩盖具有保护部分和限定至少一个环状物的保持 部分。该至少一个环状物围绕该旋转叶片延伸，以沿着该边缘自我保持并自我顺应该保护 部分。该保护部分具有第一纤维增强复合物。该保护部分和保持部分相对于彼此具有不同 的材料、不同的厚度、不同的硬度或不同的密度。
当参考附图阅读以下具体实施方式
时，本发明的这些和其它特征、方面以及优点 将变得更好理解，其中贯穿附图，相似的标号代表相似的部件，其中图1是涡轮机系统的方块图，该涡轮机系统具有制造成带有根据本技术的一个实 施例的纤维增强复合物罩盖的各种构件；图2是如图1中所示的涡轮机的前视图，具有制造成带有根据本技术的一个实施 例的纤维增强复合物罩盖的各种构件；图3是如图2中所示的涡轮叶片的横截面视图，图示了带有保护和增强部分的纤 维增强复合物罩盖的一个实施例，该保护和增强部分具有不同的厚度；
3
图4是如图2中所示的涡轮叶片的横截面视图，图示了带有保护和增强部分的纤 维增强复合物罩盖的一个实施例，该保护和增强部分具有相同的厚度；图5是如图2中所示的涡轮叶片的横截面视图，图示了具有三层纤维增强复合物 罩盖的纤维增强复合物罩盖的一个实施例；图6是如图2中所示的涡轮叶片的部分透视图，图示了在安装在涡轮叶片上之前 的纤维增强复合物罩盖套筒的一个实施例；图7是如图2中所示的涡轮叶片的部分透视图，图示了在安装在涡轮叶片上之前 的带有环状物的纤维增强复合物罩盖的一个实施例；图8是如图2中所示的涡轮叶片的侧视图，图示了在安装在涡轮叶片上之后的带 有环状物的纤维增强复合物罩盖的一个实施例；以及图9是如图2中所示的涡轮叶片的侧视图，图示了在安装在涡轮叶片上之后的带 有重叠环状物的纤维增强复合物罩盖的一个实施例。部件列表
10涡轮机系统
12涡轮发动机
14负载
16空气入口
18压缩机
20燃料喷嘴
22燃烧器
24涡轮
26排气
28空气
30压缩空气
32燃料
34燃烧区
36轴
40转子组件
42涡轮叶片
46燃烧气体的下游方向
48前缘
60复合物增强的涡轮叶片
62涡轮叶片
64纤维增强复合物罩盖
66保护部分
68保持部分
70保护部分的厚度
72保持部分的厚度
74界面
76 上表面
78 下表面
80 前缘
82 后缘
84 气体
100 复合物增强的涡轮叶片
102 涡轮叶片
104 纤维增强复合物罩盖
106保护部分
108保持部分
110 保护部分和保持部分的厚度
112 界面
114 上表面
116 下表面
118 前缘
120 后缘
122 气体
140 复合物增强的涡轮叶片
142 涡轮叶片
144 内罩盖
146 中间罩盖
148外罩盖
150保护部分
152保持部分
154 保护部分的厚度
155 中间层的厚度
156 保持部分的厚度
157 内层的厚度
158 界面
160 上表面
162 下表面
164 前缘
166 后缘
168 气体
180 复合物增强的涡轮叶片
182 涡轮叶片
184 纤维增强复合物罩盖
186 保护部分
188 保持部分
190保护部分的厚度
192保持部分的厚度
194界面
196上表面
198下表面
200前缘
202后缘
204运动方向
206轮毂连接部
208叶片末梢
210内表面
212外表面
214轮毂侧开口
216末梢侧开口
230复合物增强的涡轮叶片
232涡轮叶片
234纤维增强复合物罩盖
236保护部分
238保持部分
240保护部分的厚度
242保持部分的厚度
244界面
246上表面
248下表面
250前缘
252后缘
254运动方向
256轮毂连接部
258叶片末梢
260开口
262多个环状物
264轮毂侧环状物
266末梢侧环状物
280复合物增强的涡轮叶片
282涡轮叶片
284纤维增强复合物罩盖
286保护部分
288保持部分
290界面
292上表面
294下表面
296前缘
298后缘
300运动方向
302轮毂连接部
304叶片末梢
320复合物增强的涡轮叶片
322涡轮叶片
324纤维增强复合物罩盖
326保护部分
328保持部分
330界面
332上表面
334下表面
336前缘
338后缘
340运动方向
342轮毂连接部
344叶片末梢
具体实施例方式以下将描述本发明的一个或多个特定实施例。为了提供对这些实施例的简要描 述，在本说明书中可能不描述实际实施方式的全部特征。应该理解的是，在任何此类实际实 施方式的开发中，如在任何工程或设计项目中一样，必须做出许多实施方式特定的决定来 达成开发者的特定目标，例如遵循系统相关和业务相关的限制，这可能从一个实施方式到 另一个实施方式而不同。而且，应该理解的是，此类开发努力可能是复杂而耗时的，但对于 那些受惠于本发明公开的本领域技术人员仍将成为设计、制造以及生产中的日常工作。当介绍本发明的各种实施例的要件时，用词“一”、“一个”、“该”以及“所述”意在 指存在一个或多个要件。用词“包括”、“包含”以及“具有”意在为包括性的，并且表示除了 所列举的要件之外可能还有另外的要件。如以下详细讨论的，所公开的实施例包括沿易受由流体流(例如液体或气体)中 的外物的潜在冲击影响的结构的前缘设置的自我保持、自我顺应的复合物罩盖。该结构可 包括机器、交通工具或移动部件。例如，该结构可包括涡轮发动机、旋转叶片或推进器(例 如压缩机、涡轮或泵)、静止导叶(例如压缩机、涡轮或泵)、翼型件或空气动力学表面、飞 机、船舶、自动车等等。复合材料是由具有不同特性的两种或更多组成材料制成的工程材 料。例如，复合材料可包括支承并环绕增强材料的基质材料。复合材料可具有在组成材料 中不存在的特性，例如增加的强度，耐冲击性，或耐热性。在某些实施例中，纤维增强复合物 罩盖可设置在结构的周围，其中该复合材料包括分布在基质材料中的纤维。例如，纤维增强复合物罩盖可包括联接到保持部分上的保护部分，以围绕该结构限定整体环状物。保护部分和保持部分可具有相似或不同的材料成分、厚度、硬度、纤维体积(fiber volume)以及其它特性。例如，保护部分可由第一材料制成而保持部分可由第二材料制成。 在一些实施例中，第一和第二材料可由相似或不同的复合材料制成，例如纤维增强复合材 料。在其它实施例中，第一材料可由复合材料制成(例如，纤维增强复合材料)，而第二材料 不是复合材料。作为进一步示例，第一材料科具有第二材料数倍(或比其大一个百分数) 的硬度、耐冲击性、纤维体积、厚度、耐化学性、耐磨性或总体的保护性特性。该倍数可在大 约1. 1到50，1. 1到25，1. 1到10或1. 1到5之间变化，或任何其它合适的倍数。第二材料 也可具有第一材料数倍(或比其大一个百分数)的密度、弹力、弹性或挠性。该倍数可在大 约1. 1到4，1. 1到3或1. 1到2之间变化，或任何其它合适的倍数。纤维增强复合物罩盖的保护部分可包括具有高强度和/或高耐冲击性的材料， 以减少由外物撞击导致的损伤的可能性。可用在该保护部分中的纤维的示例包括但不限 于对位芳纶纤维(例如，聚对苯二甲酰)，其它聚合物纤维，金属纤维，陶瓷纤维，碳纤维， 玻璃纤维或它们的组合。更通常地，保护部分可包括具有设置在基质材料中的多条纤维 的任何纤维增强复合材料，基质材料例如环氧树脂、金属粉末或陶瓷粉末。可使用预浸渍 ("pre-preg")的纤维来安装纤维增强复合材料，或者在应用纤维后单独施加基质材料，或 者任何其它合适的技术。保持部分可不同于保护部分，因为保持部分具有在基质材料凝固时无需外部紧固 件或协助而将保护部分紧密地保持就位(即，其是自我保持的)的功能，而不是保护该结构 的功能。换句话说，保持部分给纤维增强复合物罩盖添加了自我保持特性，从而消除了在基 质材料凝固时对于外部或单独保持件、紧固件或由人手动保持的需要。可用在保持部分中 的纤维的示例不同于用在保护部分中的那些纤维，包括但不限于，聚合物纤维、碳纤维、玻 璃纤维、天然橡胶、三元乙丙橡胶(EPDM)、聚亚安酯或它们的组合。保持部分在凝固过程期 间不可能损伤保护部分，因为中间界面一体地将两个部分结合在一起，而不需要在保护部 分上延伸。因此，保护部分通常不会遭受不均勻的外力。保持部分可比保护部分具有更大 的弹性，以帮助将保护部分更紧密地保持压靠在结构上，同时还减少当基质材料凝固时任 何不期望的移动的可能性。弹性指的是材料在去除力之后恢复其原始尺寸和形状的能力。 在某些实施例中，保护部分的杨氏模数(弹性材料的刚度的测量值)可在大约120到145 吉帕斯卡(GPa)之间，而保持部分的杨氏模数可在大约75到85GI^之间。例如，保护部分 的杨氏模量可为比保持部分的杨氏模量大大约25 %到150 %，25 %到100 %，25 %到75 %， 或25%到50%。此外，保持部分帮助保护部分紧密地顺应不规则成形或复杂结构的轮廓， 例如涡轮叶片，而无需保护部分的任何折叠或扭结。在保护部分已经安装到结构上之后，保 持部分的任何部件均可去除或修剪。如由保护部分和保持部分限定的整体环状物在复合材料(例如，纤维增强复合材 料)固化或变硬期间围绕该结构将纤维增强复合物罩盖直接自我保持到该结构上。因此， 整体环状物的自我保持方面可消除在复合材料固化或变硬期间单独的条带、单独的紧固 件、单独的粘合剂的使用或由人进行手动保持。整体环状物还使纤维增强复合物罩盖对该 结构的轮廓(例如，弯曲、倾斜、突出等)直接自我顺应，从而改善与该结构的接触并增加与 该结构的粘合的连续性。换句话说，自我顺应方面可实质性地减少或消除纤维增强复合物罩盖和结构之间的间隙，从而保持该结构原始的轮廓，并改善总体连接。例如，整体环状物 改善了到纤维增强复合物罩盖上的力分布的均勻性，从而围绕该结构提供纤维增强复合物 罩盖的更加均勻的按压。图1是涡轮机系统10的一个实施例的方块图，其可包括构造成带有如下所述的纤 维增强复合物罩盖的多种构件(例如，旋转叶片、静止导叶等)。在图示的实施例中，涡轮机 系统10包括联接到负载14(例如发电机)上的涡轮发动机12。在一个实施例中，该涡轮发 动机12可为由纽约州斯克内克塔迪市通用电气公司制造的7FA燃气涡轮发动机。该涡轮 发动机12包括空气进口 16、压缩机18、一个或多个燃料喷嘴20、燃烧器22、涡轮M以及排 气口 26。如会意识到的，压缩机18可包括可在护罩中旋转的多个级(例如1到20个级) 的压缩机叶片。同样，涡轮M可包括可在护罩中旋转的多个级(例如1到20个级)的涡 轮叶片。燃烧器18还可包括单个燃烧器或多个燃烧器(例如2到10个)。在运行中，涡轮发动机12导引空气28通过空气进口 16和压缩机18，其产生用于 燃烧以及冷却流的压缩空气30。在图示的实施例中，燃料喷嘴20接收压缩空气30和燃料 32的至少一部分，其然后如箭头34所示被引入燃烧器22的燃烧区。压缩空气30的一部分 还可沿燃烧器22和/或涡轮M流动用于冷却目的。在燃烧器22内，空气30和燃料32混 合并燃烧以产生热的燃烧产物，该热的燃烧产物然后流入并通过涡轮M和排气口 26。这些 燃烧气体驱动涡轮叶片在涡轮M内旋转，从而驱动轴36来转动压缩机18以及负载14。图2是图1的涡轮M的转子组件40的一个实施例的前视图。在图示的实施例中， 转子组件40包括以周向布置围绕轴36安装的多个涡轮叶片42。方向箭头46指示朝向涡 轮叶片42的燃烧气体的下游方向。在运行中，各涡轮叶片42的前缘48易于遭受潜在地带 进涡轮M的外物造成的损伤。在某些实施例中，复合材料可增强涡轮叶片42的前缘48以 及涡轮M和/或压缩机18的各种其它移动或静止部件，或易受外物损伤的涡轮机系统10 的任何其它部件。图3是具有围绕涡轮叶片62的纤维增强复合物罩盖64的复合物增强涡轮叶片60 的一个实施例的横截面视图。在图示的实施例中，罩盖64包括保护部分66和保持部分68， 它们在某些方面不同。例如，在某些实施例中，两个部分66和68的厚度可不同，如所图示 的，保护部分66的厚度70比保持部分68的厚度72大。在某些实施例中，保护部分66的厚 度70可在大约3到9毫米(mm)每层之间，且总的组件厚度在20到90mm之间，而保持部分 68的厚度72可在大约3到7mm之间。例如，保护部分66的厚度70可比保持部分68的厚 度 72 大大约 100%至Ij 3000%, 100%IlJ 1500%，100%至Ij 1000%，或 100%至Ij 500%。保护部 分66的增加的厚度70可帮助使得其更能抵抗来自外物的潜在撞击的影响。此外，保护部 分66可包括第一纤维增强复合物，而保持部分68可包括或可不包括纤维增强复合物。例 如，保持部分68可包括不同的纤维增强复合物或仅用于保持的材料。界面74将两部分66 和68连接在一起。涡轮叶片62包括上表面76和下表面78。纤维增强复合物罩盖64围绕上表面76 和下表面78两者，使得罩盖64完全围绕涡轮叶片62延伸。换句话说，罩盖64围绕上表面 76和下表面78连续360度地包围涡轮叶片62。例如，保护部分66和保持部分68在界面 74处联接，以限定围绕涡轮叶片62的周围的完整环状物或圈。如以下所讨论的，由保护部 分66和保持部分68限定的环状物构造成在复合物固化期间将罩盖64自我保持在涡轮叶片62上，而无需外部或单独的紧固件或由人手动保持。相对于向下游流到涡轮叶片62上 的气体84，叶片62包括前缘80和后缘82。保护部分66覆盖前缘80。保持部分68覆盖涡 轮叶片62的其余部分，其包括后缘82，以便沿前缘80自我保持保护部分66。图4是具有包围涡轮叶片102的纤维增强复合物罩盖104的复合物增强涡轮叶片 100的另一个实施例的横截面视图。在图示的实施例中，罩盖104包括保护部分106和保持 部分108，它们在某些方面不同。例如，在某些实施例中，保护部分106可包括第一纤维增 强复合物，其比用于保持部分108的第二纤维增强复合物更加能够抵抗来自外物的潜在撞 击的影响。为此，第一和第二纤维增强复合物可包括彼此不同的材料，第一复合物可具有比 第二复合物更大的纤维体积或硬度，或者第二复合物可具有比第一复合物更大的密度。纤 维体积指的是复合材料的每单位体积纤维的百分比，硬度指如由其硬度计测量的材料对于 永久性凹进的抵抗性，而密度指的是每单位体积的质量。在某些实施例中，保护部分106的 纤维体积可在大约40%到70%纤维体积之间，而保持部分108的纤维体积可在大约15% 到30%纤维体积之间。例如，保护部分106的纤维体积可比保持部分108的纤维体积大大 约25%到400%,25%到200%,25%到100%，或25%到50%。在某些实施例中，保护部分 106的硬度可在大约肖氏D 75到85之间，而保持部分108的硬度可在大约肖氏A 50到75 之间。如将会理会的，肖氏D用于比肖氏A更硬的材料。在某些实施例中，保护部分106的 密度可在大约1. 3到1. 5克每立方厘米(g/cm3)之间，而保持部分108的密度可在大约2 到3g/cm3之间。例如，保持部分108的密度可比保护部分106的密度大大约25%到150%， 25%到100%，或25%到50%。此外，保护部分106可包括第一纤维增强复合物，而保持部 分108可包括或可不包括纤维增强复合物。例如，保持部分106可包括不同的纤维增强复 合物或仅用于保持的材料。在图示的实施例中，两部分106和108的厚度是相同的如图示 的厚度110。界面112将两部分106和108连接在一起。涡轮叶片102包括上表面114和下表面116。纤维增强复合物罩盖104包围上表 面114和下表面116两者，使得罩盖104完全围绕涡轮叶片102延伸。换句话说，罩盖104 围绕上表面114和下表面116连续360度地包围涡轮叶片102。例如，保护部分106和保 持部分108在界面112处联接，以限定围绕涡轮叶片102的周围的完整环状物或圈。如以 下所讨论的，由保护部分106和保持部分108限定的环状物构造成在复合物固化期间将罩 盖104自我保持在涡轮叶片102上，而无需外部或单独的紧固件或由人手动保持。相对于 向下游流到涡轮叶片102上的气体122，叶片102包括前缘118和后缘120。保护部分106 覆盖前缘118。保持部分108覆盖涡轮叶片102的其余部分，其包括后缘120，以便沿前缘 118自我保持保护部分106。图5是具有包围涡轮叶片142的三个纤维增强复合物罩盖的复合物增强涡轮叶片 140的另一个实施例的横截面视图内罩盖144，中间罩盖146以及外罩盖148。通过使用 多个罩盖144，146和148 (其限定沿涡轮叶片142的前缘164的多个层)，制造商可定制保 护的数量。在图示的实施例中，各罩盖144、146和148包括保护部分150和保持部分152， 它们在某些方面不同。在某些实施例中，两个部分150和152的厚度可不同，如所图示的， 外层148的保护部分150的厚度154比保持部分152的厚度156大。在某些实施例中，保 护部分150的厚度154可在大约3到9毫米(mm)每层之间，且总的组件厚度在20到90mm 之间，而保持部分152的厚度156可在大约3到7mm之间。例如，保护部分150的厚度IM可比保持部分152的厚度156大大约10%到2000%,10%到1000%,10%到250%，或10% 到100%。保护部分150的增加的厚度IM可帮助使得其更能抵抗来自外物的潜在撞击的 影响。在其它实施例中，对于特定的层两个部分150和152的厚度可以是相同的，如所图示 的中间层146的厚度155以及内层144的厚度157。在又其它的实施例中，保护部分150可包括第一纤维增强复合物，其比用于保持 部分152的第二纤维增强复合物更加能够抵抗来自外物的撞击的影响。为此，第一和第二 纤维增强复合物可包括彼此不同的材料，第一复合物可具有比第二复合物更大的纤维体积 或硬度，或者第二复合物可具有比第一复合物更大的密度。以上关于图4讨论了第一和第 二纤维增强复合物的特性的具体示例。此外，保护部分150可包括第一纤维增强复合物，而 保持部分152可包括或可不包括纤维增强复合物。例如，保持部分150可包括不同的纤维 增强复合物或仅用于保持的材料。界面158将两部分150和152连接在一起。涡轮叶片142包括上表面160和下表面162。三层纤维增强复合物罩盖144、146 和148包围上表面160和下表面162两者，使得罩盖完全围绕涡轮叶片142延伸。换句话 说，罩盖144、146和148围绕上表面160和下表面162连续360度地包围涡轮叶片142。例 如，保护部分150和保持部分152在界面158处联接，以限定围绕涡轮叶片142的周围的完 整环状物或圈。如以下所讨论的，由保护部分150和保持部分152限定的环状物构造成在 复合物固化期间将罩盖144、146和148自我保持在涡轮叶片142上，而无需外部或单独的 紧固件或由人手动保持。相对于向下游流到涡轮叶片142上的气体168，叶片142包括前 缘164和后缘166。保护部分150覆盖前缘164。保持部分152覆盖涡轮叶片142的其余 部分，其包括后缘166，以便沿前缘164自我保持保护部分150。图6是在安装到涡轮叶片182上之前的具有纤维增强复合物罩盖184的复合物增 强涡轮叶片180的一个实施例的部分透视图。在图示的实施例中，罩盖184包括由保护部 分186和保持部分188(它们在某些方面不同)限定的套筒(例如，伸长的环状物)。例如， 在某些实施例中，两个部分186和188的厚度可不同，如所图示的，保护部分186的厚度190 比保持部分188的厚度192大。以上关于图3讨论了两个部分186和188的厚度的具体示 例。界面194将两部分186和188连接在一起。罩盖184包括内表面210和外表面212。 罩盖184还包括轮毂侧开口 214和末梢侧开口 216。罩盖184可为轮毂侧开口 214和末梢 侧开口 216之间沿着整个长度的完整的环状物。涡轮叶片182包括上表面196和下表面198。罩盖184围绕上表面196和下表面 198两者，使得罩盖184完全围绕涡轮叶片182延伸。换句话说，罩盖184围绕上表面196 和下表面198连续360度地包围涡轮叶片182。例如，保护部分186和保持部分188在界面 194处联接，以限定围绕涡轮叶片182的周围的完整环状物或圈。如以下所讨论的，由保护 部分186和保持部分188限定的环状物构造成在复合物固化期间将罩盖184自我保持在涡 轮叶片182上，而无需外部或单独的紧固件或由人手动保持。关于涡轮叶片182的运动方向 204(例如旋转)，叶片包括前缘200和后缘202。涡轮叶片182还包括轮毂连接部206和叶 片末梢208。罩盖184可通过使叶片侧开口 216在轮毂连接部206上滑动，直至开口 216到 达叶片末梢208而安装在叶片182上。在安装了罩盖184后，保护部分186覆盖前缘200。 保持部分188覆盖涡轮叶片182的其余部分，其包括后缘202，以便沿前缘200自我保持保 护部分186。在罩盖184自我保持在涡轮叶片182上后，保护部分186和(在一些实施例中)保持部分188可直接固化或硬化到涡轮叶片182上。因此，由保护部分186和保持部 分188限定的环状物在固化期间自我保持罩盖184，而无需任何外部的条带、紧固件或由人 手动协助。图7是在安装到涡轮叶片232上之前的具有另一纤维增强复合物罩盖234的复合 物增强涡轮叶片230的一个实施例的部分透视图。在图示的实施例中，罩盖234包括保护部 分236和保持部分238，它们在某些方面不同。例如，在某些实施例中，两个部分236和238 的厚度可不同，如所图示的，保护部分236的厚度MO比保持部分238的厚度242大。以上 关于图3讨论了两个部分236和238的厚度的具体示例。界面244将两部分236和238连 接在一起。罩盖234包括多个环状物沈2，各环状物包括开口沈0、保护部分236以及保持 部分238。在某些实施例中，环状物沈2的保持部分238限定第一 U形环状物，且保护部分 236限定第二 U形环状物。第一和第二 U形部分一起限定完整的一个或多个0形环。然而， 环状物沈2的某些实施例是由与保护部分236重叠的保持部分238限定的0形环状物。在 一些实施例中，罩盖234可仅包括基于涡轮叶片232的尺寸或构造的一个环状物。罩盖234 还包括轮毂侧环状物264和末梢侧环状物沈6。涡轮叶片232包括上表面246和下表面248。罩盖234围绕上表面246和下表面 248两者，使得罩盖234完全围绕涡轮叶片232延伸。换句话说，罩盖234围绕上表面246 和下表面248连续360度地包围涡轮叶片232。例如，保护部分236和保持部分238在界面 244处联接，以限定围绕涡轮叶片232的周围的完整环状物或圈。如以下所讨论的，由保护 部分236和保持部分238限定的环状物构造成在复合物固化期间将罩盖234自我保持在涡 轮叶片232上，而无需外部或单独的紧固件或由人手动保持。关于涡轮叶片232的运动方 向254(例如旋转)，叶片232包括前缘250和后缘252。涡轮叶片232还包括轮毂连接部 256和叶片末梢258。罩盖234可通过使叶片侧环状物266在轮毂连接部256上滑动，直至 环状物266到达叶片末梢258而安装在叶片232上。在安装了罩盖234后，保护部分236 覆盖前缘250。此外，保持部分238覆盖涡轮叶片232的其余部分，其包括后缘252，以便沿 前缘250自我保持保护部分236。在罩盖234自我保持在涡轮叶片232上后，保护部分236 和(在一些实施例中)保持部分238可直接固化或硬化到涡轮叶片232上。因此，由保护 部分236和保持部分238限定的环状物在固化期间自我保持罩盖234，而无需任何外部的条 带、紧固件或由人手动协助。图8是与图7中所示类似的在安装到涡轮叶片282上之后的具有纤维增强复合物 罩盖284的复合物增强涡轮叶片280的一个实施例的顶视图。在图示的实施例中，罩盖284 包括保护部分286和保持部分观8，它们联接以限定多个整体的环状物。在此实施例中，环 状物的保持部分288从保护部分286直向后延伸，而没有重叠。界面290将两部分286和 288连接在一起。涡轮叶片282包括上表面292和下表面四4。罩盖观4围绕上表面四2 和下表面294两者，使得罩盖284完全围绕涡轮叶片282延伸。关于涡轮叶片282的运动 方向300 (例如旋转)，叶片包括前缘296和后缘四8。涡轮叶片282还包括轮毂连接部302 和叶片末梢304。保持部分286覆盖涡轮叶片282的前缘296而保持部分298覆盖涡轮叶 片观2的其余部分，其包括后缘四8，以便沿前缘四6自我保持保护部分观6。在罩盖观4 自我保持在涡轮叶片282上后，保护部分286和(在一些实施例中)保持部分288可直接 固化或硬化到涡轮叶片282上。因此，由保护部分286和保持部分观8限定的环状物在固化期间自我保持罩盖观4，而无需任何外部的条带、紧固件或由人手动协助。图9是在安装到涡轮叶片322上之后的具有另一纤维增强复合物罩盖3M的复合 物增强涡轮叶片320的一个实施例的顶视图。在图示的实施例中，罩盖3M包括保护部分 326和保持部分328，它们联接以限定多个整体的环状物。在此实施例中，环状物的保持部 分3 彼此重叠(例如，十字形图案)以便于将保护部分3 紧密地装配到涡轮叶片322 上，并防止任何不期望的运动的可能性。界面330将两部分3 和3 连接在一起。涡轮 叶片322包括上表面332和下表面334。罩盖324围绕上表面332和下表面334两者，使 得罩盖3M完全围绕涡轮叶片322延伸。关于涡轮叶片322的运动方向340(例如旋转)， 叶片包括前缘336和后缘338。涡轮叶片322还包括轮毂连接部342和叶片末梢344。保 护部分3 覆盖涡轮叶片322的前缘336而保持部分338覆盖涡轮叶片322的其余部分， 其包括后缘336，以便沿前缘336自我保持保护部分326。在罩盖324自我保持在涡轮叶片 322上后，保护部分3 和(在一些实施例中)保持部分3 可直接固化或硬化到涡轮叶 片322上。因此，由保护部分3 和保持部分328限定的环状物在固化期间自我保持罩盖 324，而无需任何外部的条带、紧固件或由人手动协助。本书面说明书使用示例来公开本发明，包括最佳模式，并且还使得本领域技术人 员能够实践本发明，包括制造和使用任何装置或系统，并执行任何结合的方法。本发明可授 予专利的范围由权利要求书限定，并且可包括本领域技术人员想到的其它示例。如果此类 其它示例具有无异于权利要求书的字面语言的结构性元件，或者如果它们包括与权利要求 书的字面语言并无实质性区别的等价结构性元件，则此类其它示例意在处在权利要求书的 范围内。
权利要求
1.一种系统，包括具有前缘(80)的结构；以及包括保护部分(66)和保持部分(68)的纤维增强复合物罩盖(64)，其中所述保持部分 (68)围绕所述结构延伸，以沿着所述前缘(80)自我保持所述保护部分(66)，且所述保护部 分(66)不同于所述保持部分(68)。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述保护部分(66)包括第一纤维增强复 合物。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述保持部分(68)包括第二纤维增强复 合物。
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述第一纤维增强复合物和所述第二纤 维增强复合物包括彼此不同的材料。
5.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述第一纤维增强复合物具有的厚度 (70)大于所述第二纤维增强复合物的厚度(72)。
6.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述第一纤维增强复合物具有的纤维体 积大于所述第二纤维增强复合物的纤维体积。
7.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述第一纤维增强复合物或所述第二纤 维增强复合物或两者包括设置在基质材料中的对位芳纶纤维。
8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述纤维增强复合物罩盖包括由所述保 护部分(66)和所述保持部分(68)限定的套筒。
9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述保持部分(68)包括联接到所述保护 部分(66)上的多个环状物062)。
10.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述结构包括旋转机械的翼型件、旋转 叶片、静止导叶，或它们的组合。
全文摘要
本发明涉及用于冲击区域增强的系统，具体而言，一种系统可包括具有前缘(80)和纤维增强复合物罩盖(64)的结构。纤维增强复合物罩盖(64)包括保护部分(66)和保持部分(68)，其中该保持部分(68)围绕该结构延伸，以沿着该前缘(80)自我保持该保护部分(66)，且该保护部分(66)不同于该保持部分(68)。
文档编号F01D9/02GK102116175SQ20111000565
公开日2011年7月6日 申请日期2011年1月4日 优先权日2010年1月4日
发明者H·C·罗伯茨 申请人:通用电气公司