复合物压缩机叶片及组装的方法
【专利说明】复合物压缩机叶片及组装的方法
[0001]相关串请的交叉引用
本PCT实用申请主张对具有美国专利申请编号61/826，664的标题为〃复合物压缩机叶片〃且具有2013年5月23的提交日期的当前未决临时申请的优先权和来自其的益处，通过引用将其全部并入本文。
技术领域
[0002]在本文中公开的主题大体涉及燃气涡轮发动机，并且更特定地涉及由复合物材料构成的压缩机叶片。
【背景技术】
[0003]尽管一些涡扇发动机可包括具有轴向朝向附接特征的复合物风扇叶片，这样的发动机可包括压缩机(例如，低压压缩机、增压器、和/或高压压缩机)，其具有带有整体平台的金属压缩机叶片。
带有整体平台的金属压缩机叶片可过于昂贵而难以生产和/或可具有充分的重量，因而其可有益于减少叶片的重量和/或价格。
【发明内容】
[0004]通过本公开提供至少一个有益的解决方案，来包括提供用于示例性教导且不意图限制的实例实施例。
[0005]根据本公开的至少一些方面的一些实例压缩机叶片可包括复合物叶片板，其包括具有相对于旋转轴线径向向外延伸的跨距的翼面，和/或相对于旋转轴线从翼面径向向内的叶片附接特征。叶片附接特征可相对于旋转轴线周向地朝向。
[0006]根据本公开的至少一些方面的一些实例压缩机转子包括金属转子线轴，其布置为绕旋转轴线旋转，和/或多个复合物叶片，其可释放地安装至转子线轴来从转子线轴径向向外延伸。转子线轴可包括大体径向向外面向、周向朝向的线轴附接特征。叶片的单独一者可包括翼面，其具有相对于旋转轴线径向向外延伸的跨距，和相对于旋转轴线从翼面径向向外的周向朝向叶片附接特征。叶片附接特征可可释放地接合线轴附接特征。
[0007]组装根据本公开的至少一些方面的压缩机转子的一些实例方法可包括:将第一复合物叶片的周向朝向叶片附接特征与金属转子线轴的周向朝向线轴附接特征对准；通过使第一叶片相对于线轴周向地平移，将第一叶片的叶片附接特征与线轴附接特征接合；将第二复合物叶片的周向朝向叶片附接特征与线轴附接特征对准；和/或通过使第二叶片相对于线轴周向地平移将第二叶片的叶片附接特征与线轴附接特征接合。
【附图说明】
[0008]在本文中尤其指出且主张了专利权利要求覆盖范围寻求的主题。但是，可通过参照结合附图做出的下列描述而最好地理解本发明的主题和实施例，其中: 图1是实例飞行器涡扇发动机的纵向部分剖视图和部分简图；
图2是实例压缩机转子的详细、局部剖视图；
图3是包括结合平台的实例复合物压缩机叶片的分解透视图；
图4是包括可分离平台的实例复合物压缩机叶片的轴向视图；以及图5是示出组装压缩机转子线轴的实例方法的流程图，其均根据本公开的至少一些方面。
【具体实施方式】
[0009]在下列详细描述中，对形成其一部分的附图进行引参照。在附图中，相似的符号典型地鉴别相似的构件，除非文中另外指出。在详细描述、附图以及权利要求中描述的说明性实施例不意图限制。可利用其它实施例，并且可进行其它更改，而不脱离在此出现的主题的精神或范围。将易于理解，如在本文中大体描述并且在附图中示出的本公开的方面可布置、代替、结合、以及设计成广泛种类的不同构造，所有的该不同构造是明确地可想到的并且成为本公开的部分。
[0010]本公开尤其包括燃气涡轮发动机，并且更特定地包括由复合物材料构成的压缩机叶片。
[0011]带有整体平台的金属增压器叶片可安装至周向楔形榫头。
[0012]本公开还考虑到，复合物增压器叶片可比金属增压器叶片更轻。而且，本公开考虑至IJ，可期望在具有周向楔形榫头的金属增压器线轴上利用复合物增压器叶片，该楔形榫头典型地用于金属增压器叶片。由此，根据本公开的至少一些方面的一些实例复合物增压器叶片可构造用于与周向楔形来允许在新和现有的增压器设计两者中的实施。
[0013]而且，本公开考虑到，制造带有整体平台的复合物增压器叶片可出现设计和/或生产挑战。由此，根据本公开的至少一些方面的一些实例实施例可涉及包括分离地制造的翼面和平台的复合物增压器叶片。
[0014]此外，本公开考虑到，通常通过分离地制造翼面和平台，叶片可为更加过分简单的设计形成和/或可使得它们更易于由纤维增强复合物材料构造。而且，由于一些平台可遭受相对轻的负载，它们可由提供高强度之外的优点的材料构造。
[0015]通常，根据本公开的一些实例实施例可包括翼面和分离平台，或带有在翼面的各个侧附近结合或一起固化的平台半部的翼面。应当理解的是，术语复合物既意指如下事实:不连续构件可由材料或元素的组合组成，并且构件可由分离的子构件的组合形成，该子构件可各由单种材料或元素组成，该材料或元素可对于所有子构件为相同的材料或元素，或对于不同的子构件为不同的材料或元素，并且该材料或元素自身或这些材料或元素自身可为由材料或元素的组合组成的复合物类型。
[0016]图1是根据本公开的至少一些方面的实例飞行器涡扇发动机10的纵向部分剖视图和部分简图。发动机10可绕还可称为发动机中心轴线的旋转轴线12构造。发动机10下游连续流连接地可包括:风扇14、压缩机增压器16、高压压缩机(HPC)18、燃烧器20、高压涡轮(HPT) 22以及低压涡轮(LPT) 24。HPT22可通过高压轴23结合至HPC18。LPT24可通过低压轴25结合至风扇14、压缩机增压器16、或两者(出于示出的简易性未显示)。
[0017]在典型的操作中，空气26通过风扇14加压，并且产生引导穿过压缩机增压器16的内部空气流15，该压缩机增压器16进一步加压内部空气流15。加压空气流15然后流向HPC18，其进一步加压空气流15。加压空气流15在燃烧器20中与燃料混合，其产生热燃烧气体28，该热燃烧气体28转而向下游流动穿过HPT22和LPT24。
[0018]在风扇14下游围绕压缩机增压器16的分流件34可包括前缘32，其构造为将通过风扇14加压的空气26分流为内部空气流15和引导通过旁路管36的径向外部旁路空气流17。围绕风扇14的风扇舱室30由环形风扇框架33支撑。
[0019]压缩机增压器16可包括复合物增压器叶片38和静叶42的交流环形组，其可跨过增压器流路39径向向外和向内延伸。增压器叶片38可被适当地结合来例如通过安装至增压器线轴44而与风扇14 一起旋转。
[0020]图2是根据本公开的至少一些方面的实例压缩机转子46的详细局部剖视图。转子46可包括增压器线轴44，其可包括大体径向向外面向、周向朝向的线轴附接特征48，例如但不限于，周向朝向楔形榫头狭槽50。单独的叶片38可例如通过大体周向朝向的叶片附接特征52与线轴附接特征48的接合，而可释放地安装至线轴44以径向向外延伸。例如，楔形榫头狭槽50可构造为在其中可滑动地容纳叶片附接特征52。
[0021]图3是根据本公开的至少一些方面的包括结合平台54、56的实例复合物压缩机叶片38的分解透视图。叶片38可包括复合物叶片面板58，其可包括翼面60或叶片附接特征52中的至少一者。翼面60可布置为，使得其跨距62相对发动机10的旋转轴线12 (图1)大体径向向外延伸。翼面60可包括压力表面70或吸引表面72中的至少一者。叶片附接特征52可相对旋转轴线12从翼面60径向向内布置，或者可相对旋转轴线12周向地朝向。
[0022]叶片附接特征52可大体成形为楔形榫头，并且可包括颈部64、前瓣轮66或后瓣轮68中的至少一者。前瓣轮66或后瓣轮68可相对旋转轴线12 (图1)从颈部64径向向内。备选地，前瓣轮66或后瓣轮68两者可相对旋转轴线12从颈部64径向向内。叶片附接特征52可在相对旋转轴线12的周向方向上具有基本一致的横截面。
[0023]平台54可布置为与压力表面70大体相邻，或者平台56可布置为与吸引表面72大体相邻。备选地，平台54可布置为与压力表面70大体相邻，并且平台56可布置为与吸引表面72大体相邻。平台54、56可相对旋转轴线12 (图1)从叶片面板58大体周向地延伸。平台54、56可分别包括径向向外面对流路表面74、76，各个平台可大体成形为圆柱的节段。平台54、56可分别包括径向向内延伸附接特征78、80，其可构造为可释放地接合线轴附接特征48 (图2)。平台54、56的附接特征78、80可构造为基本具有与叶片附接特征52相同的周向剖面。在一些实例实施例中，用于将平台54、56附接至叶片面板58的机构可包括但不限于，焊接、铜焊、机械附接、粘附结合或一起固化。
[0024]图4是根据本公开的至少一些方面的包括可分离平台154的实例复合物压缩机叶片138的轴向图。叶片138可包括叶片面板58 (在上面描述的)。单独的平台154可从一个叶片面板58的相邻吸引表面72延伸至相邻叶片面板58的相邻压力表面70。单独的平台154可包括径向向外面对流路表面174，其可大体成形为圆柱的节段。单独的平台154可包括径向向内延伸附接特征178、180，其可与相邻叶片面板58的叶片附接