用于推进转子的平台设备的制作方法

本发明大体上涉及飞行器推进，并且更具体地涉及设置在飞行器发动机中的相邻转子叶片之间的气流平台。

背景技术：

用于为飞行中的飞行器供能的涡扇燃气涡轮发动机通常包括串流连通的风扇组件、低压压缩机或增压器、高压压缩机、燃烧器、高压涡轮和低压涡轮。燃烧器生成燃烧气体，燃烧气体相继地导送到高压涡轮，在那里它们膨胀以驱动高压涡轮，并然后到达低压涡轮，在那里它们进一步膨胀以驱动低压涡轮。高压涡轮通过第一转子轴传动地连接到高压压缩机，并且低压涡轮通过第二转子轴传动地连接到风扇组件和增压器两者。

风扇组件包括多个沿周向间隔开的风扇叶片，风扇叶片从转子盘沿径向向外延伸。风扇叶片大体上包括翼型件区段和集成燕尾根部区段。燕尾区段可滑动地接收在形成于转子盘中的互补构造的燕尾槽中，以便将叶片附接到转子盘。

在发动机运行期间，环境气流在旋转叶片之间导送并被加压，从而生成用于为飞行中的飞行器供能的推力。用于在叶片之间导送的气流的径向内流径边界由位于相邻风扇叶片之间的风扇平台提供。平台是小构件，其充当两个相邻的燃气涡轮发动机风扇叶片之间的“填充件”。平台的外表面限定两个风扇叶片之间的流径的大体上圆锥形状的一部分。平台物理地附接到转子。

现有技术平台的一个问题在于它们由多个独立件组装而成，这增加了复杂性和安装所需的劳动力。

技术实现要素：

通过用于涡轮机转子的平台设备解决了该问题，该平台设备包括具有多个指部的一个或多个前节段，以及具有多个指部的一个或多个后节段。前节段和后节段共同限定叶片平台。

根据本文描述的技术的一个方面，提供了一种平台设备，其用于与包括由转子盘承载的环形阵列的翼型件的类型的推进转子类型一起使用。平台设备包括：至少一个前节段，其包括具有多个间隔开的沿轴向延伸的前指部的弧形前体，前指部中的各个由弯曲的第一侧向边缘和直的第二侧向边缘界定，第一侧向边缘和第二侧向边缘由后边缘互连，其中前节段限定流径表面和相对的背表面；以及至少一个后节段，其包括弧形后体，该弧形后体具有多个间隔开的实际延伸的后指部，后指部中的各个由弯曲的第一侧向边缘和直的第二侧向边缘限定，第一侧向和第二侧向边缘通过前边缘互连，其中后节段限定流径表面和相对的背表面，并且其中后边缘具有与前边缘的形状互补的形状。

根据本文描述的技术的另一方面，一种推进转子设备包括：可旋转的转子盘；围绕盘排列的多个翼型件，使得在相邻的翼型件之间限定多个空间，各个翼型件具有从根部到末梢沿翼展径向地延伸、并且在间隔开的前边缘和后边缘之间沿翼弦轴向地延伸的间隔开的压力侧和吸力侧；以及平台设备，其包括：至少一个前节段，其包括弧形前体，弧形前体具有多个间隔开的沿轴向延伸的前指部，指部中的各个由与翼型件中的一个邻接的弯曲的第一侧向边缘和直的第二侧向边缘界定，第一侧向边缘和第二侧向边缘由后边缘互连，其中前节段限定流径表面和相对的背表面；至少一个后节段，其包括弧形后体，弧形后体具有多个间隔开的实际延伸的后指部，后指部中的各个由邻接翼型件中的一个的弯曲的第一侧向边缘和直的第二侧向边缘界定，第一侧向边缘和第二侧向边缘由前边缘互连，其中后节段限定流径表面和相对的背表面，并且其中前边缘和后边缘具有互补的形状并且彼此邻接；多个填充件，各个填充件具有邻接对应的前指部和后指部的第一侧向边缘的直的第一侧向边缘、以及邻接叶片中的一个的弯曲的第二侧向边缘。

技术方案1.一种用于与包括由转子盘承载的环形阵列的翼型件的类型的推进转子一起使用的平台设备，所述平台设备包括：

至少一个前节段，其包括弧形前体，所述前体具有多个间隔开的沿轴向延伸的前指部，所述前指部中的各个由弯曲的第一侧向边缘和直的第二侧向边缘界定，所述第一侧向边缘和第二侧向边缘通过后边缘互连，其中所述前节段限定流径表面和相对的背表面；以及

至少一个后节段，其包括弧形后体，所述后体具有多个间隔开的实际延伸的后指部，所述后指部中的各个由弯曲的第一侧向边缘和直的第二侧向边缘界定，所述第一侧向边缘和第二侧向边缘通过前边缘互连，其中所述后节段限定流径表面和相对的背表面，并且其中所述后边缘具有与所述前边缘的形状互补的形状。

技术方案2.根据技术方案1所述的设备，还包括多个填充件，各个填充件具有直的第一侧向边缘和弯曲的第二侧向边缘。

技术方案3.根据技术方案1所述的设备，其中，所述前边缘和后边缘包括互补的互锁结构。

技术方案4.根据技术方案1所述的设备，其中，前体和所述后体中的至少一个形成360度环。

技术方案5.根据技术方案1所述的设备，其中，所述前体和所述后体中的至少一个包括从其背侧延伸的支撑部件。

技术方案6.一种推进转子设备，包括：

可旋转的转子盘；

围绕所述盘排列的多个翼型件，使得在相邻的翼型件之间限定多个空间，各个翼型件具有从根部到末梢沿翼展径向地延伸、并且在间隔开的前边缘和后边缘之间沿翼弦轴向地延伸的间隔开的压力侧和吸力侧；以及

平台设备，其包括：

至少一个前节段，其包括弧形前体，所述前体具有多个间隔开的沿轴向延伸的前指部，所述前指部中的各个由邻接所述翼型件中的一个的弯曲的第一侧向边缘和直的第二侧向边缘界定，所述第一侧向边缘和第二侧向边缘通过后边缘互连，其中所述前节段限定流径表面和相对的背表面；

至少一个后节段，其包括弧形后体，所述后体具有多个间隔开的实际延伸的后指部，所述后指部中的各个由邻接所述翼型件中的一个的弯曲的第一侧向边缘和直的第二侧向边缘界定，所述第一侧向边缘和第二侧向边缘通过前边缘互连，其中所述后节段限定流径表面和相对的背表面，并且其中所述前边缘和后边缘具有互补形状且邻接彼此；以及

多个填充件，各个填充件具有邻接对应的前指部和后指部的第一侧向边缘的直的第一侧向边缘，以及邻接所述叶片中的一个的弯曲的第二侧向边缘。

技术方案7.根据技术方案6所述的设备，其中，各个前指部在其与所述前体的交叉处比在所述后边缘处具有更大的宽度。

技术方案8.根据技术方案6所述的设备，其中，各个后指部在其与所述后体的交叉处比在所述前边缘处具有更大的宽度。

技术方案9.根据技术方案6所述的设备，其中，所述前边缘和后边缘包括形成互锁接头的互补特征。

技术方案10.根据技术方案9所述的设备，其中，所述互锁接头是榫槽接头。

技术方案11.根据技术方案6所述的设备，其中，所述节段中的各个的本体包括从其背侧延伸的支撑部件，所述支撑部件连接到所述转子盘。

技术方案12.根据技术方案11所述的设备，其中，各个支撑件包括与夹接合的槽口，所述夹连接到所述转子盘。

技术方案13.根据技术方案6所述的设备，其中，所述平台设备包括单个前节段，所述单个前节段的本体是360度环。

技术方案14.根据技术方案13所述的设备，其中，所述前节段包括与所述指部相对地形成在所述本体上的弧形支撑环。

技术方案15.根据技术方案6所述的设备，其中，所述平台设备包括单个后节段，所述单个后节段的本体是360°环。

技术方案16.根据技术方案15所述的设备，其中，所述后节段包括从所述后体的背侧沿径向向内延伸的弧形延伸部。

技术方案17.根据技术方案6所述的设备，其中，所述填充件中的至少一个借助于支架连接到所述后体中的一个。

技术方案18.根据技术方案6所述的设备，其中，所述填充件中的至少一个包括回弹性材料。

技术方案19.根据技术方案18所述的设备，其中，包括回弹性材料的所述至少一个填充件还包括增强件。

技术方案20.根据技术方案18所述的设备，其中，包括回弹性材料的所述至少一个填充件延伸超过所述后指部的前边缘。

附图说明

本发明可连同附图参照以下描述来最佳地理解，在附图中：

图1是燃气涡轮发动机的示意性横截面视图，该燃气涡轮发动机包括具有平台设备的风扇组件；

图2是图1的风扇组件的一部分的放大视图；

图3是图1中所示的平台设备的示意性平化投影顶部平面图；

图4是图1的平台设备的前节段的示意性平化投影顶部平面图；

图5是沿图4的5-5线截取的视图；

图6是图4中所示的前节段的侧立面视图；

图7是图1的平台设备的后节段的示意性平化投影顶部平面图；

图8是沿图7的8-8线截取的视图；

图9是图7中所示的后节段的侧立面视图；

图10是示出平台设备的前节段和后节段的互锁部分的局部侧立面视图；

图11是包含填充件的第一实施例的转子的局部截面前立面视图；

图12是图11中所示的填充件的右侧立面视图；

图13是图11中所示的填充件的左侧立面视图；

图14是图11中所示的填充件的示意性透视图；

图15是包含填充件的第二实施例的转子的局部截面前立面视图；

图16是图15中所示的填充件的示意性透视图；以及

图17是图15中所示的填充件的一部分的横截面视图。

零件清单

10风扇组件

11中心线轴线

12转子盘

14风扇叶片

16前面

18后面

20径向外表面

22涡扇发动机

24高压压缩机

26燃烧器

28高压涡轮

30低压涡轮

32风扇轴

34增压器

36增压器转轴

38旋转器

40根部

42末梢

44压力侧

46吸力侧

48前边缘

50后边缘

52空间

54平台设备

55内侧流径表面

56前节段

58后节段

78后边缘

58后节段

60填充件

60填充件

62前体

64支撑部件

66槽口

68后支撑环

70前指部

72外表面

74第一侧向边缘

76第二侧向边缘

80后体

82支撑部件

83安装延伸部

84槽口

85螺栓

86后指部

88外表面

90第一侧向边缘

92第二侧向边缘

94前边缘

96榫

98槽

100第一侧向边缘

102第二侧向边缘

104流径侧

106背侧

108支架

110紧固件

160填充件

200本体

202第一侧向边缘

204第二侧向边缘

206流径侧

208相对的背侧

210增强件

212紧固件

216紧固件。

具体实施方式

参照附图，其中相同的附图标记贯穿各个视图表示相同的元件，图1示出了用于为飞行中的飞行器供能的示例性风扇组件10。风扇组件10包括转子盘12，转子盘12安装成绕中心轴线11旋转。多个沿周向间隔开的风扇叶片14从转子盘12沿径向向外延伸（图1中仅示出了一个风扇叶片14）。转子盘12包括分别沿轴向间隔开的前面16和后面18，以及在它们之间延伸的径向外表面20。

注意的是，如本文使用的用语“轴向”和“纵向”两者是指平行于中心线轴线11的方向，而“径向”是指垂直于轴向方向的方向，且“切向”或“周向”是指相互垂直于轴向和径向方向的方向。如本文使用的用语“前方”或“前”是指穿过或围绕构件的气流中的相对上游的位置，且用语“后方”或“后”是指穿过或围绕构件的气流中的相对下游的位置。该流方向由图1中的箭头“f”显示。这些方向用语仅用于便于描述，且不需要由此描述的结构的特定定向。

风扇组件10联接到原动机。原动机可为可操作成在预期机械和空气动力负载下在所需的速度下旋转风扇组件10的任何装置。原动机的非限制性实例包括热发动机、马达（例如，电、液压或气动）或它们的组合（例如，电动混合传动系）。在所示的实例中，风扇组件10结合到涡扇发动机22中，涡扇发动机22是一种类型的燃气涡轮发动机，其包括串流连通的高压压缩机24、燃烧器26、高压涡轮28和低压涡轮30。低压涡轮30经由风扇轴32驱动风扇组件10。

图1中所示的风扇组件10大体上代表包括承载多个翼型件的可旋转转子盘的任何“推进转子”。本文描述的原理适用于任何这样的推进转子，如螺旋桨、管道风扇、无管风扇和/或压缩机。本文描述的原理适用于具有单独翼型件的推进转子以及集成叶片的转子或“叶盘”。

设置在风扇组件10下游的是常规的低压压缩机或“增压器”34，其具有沿轴向间隔开的导叶和叶片排，其中其叶片连结到增压器转轴或轴36。增压器轴36适当地联接到转子盘后面18。大体上圆锥形的旋转器38连结到转子盘12，以向进入风扇组件10的空气流f提供空气动力学流径。

参照图2和图3，各个风扇叶片14从根部40延伸到末梢42，并且包括大体上凹入的压力侧44，其在前边缘48和后边缘50处连结到大体上凸出的吸力侧46。风扇叶片14可由合适的高强度材料如金属合金（例如铁、镍或钛合金）或复合材料如环氧树脂基质中的碳增强纤维制成，具有或不具有金属屏蔽。

各个风扇叶片14在根部40处具有轴向燕尾部。它们接收在转子盘12的轴向燕尾槽中，该燕尾槽限定在燕尾柱之间。当风扇叶片14组装到转子盘12时，在相邻的风扇叶片14之间限定空间52。

风扇组件10设有平台设备54，该平台设备54限定内侧流径表面55，该内侧流径表面55从风扇叶片14的上游的点开始，穿过独立风扇叶片14之间的空间52，到风扇叶片14下游的点，以便共同限定用于导送风扇叶片14之间的空气流f的内流径边界。因此，平台设备54用于维持旋转器38和增压器34之间的流径限定。

平台设备54的基本构件包括一个或多个前节段56、一个或多个后节段58和多个填充件60。

参照图4-6，各个前节段56包括弧形前体62。平台设备54可包括多个前节段56，各个前节段跨越圆的一部分，它们组装在一起以共同形成完整的360°圈环。然而，与现有技术的平台结构相比，为了实现零件减少的最大益处，前体62可以形成为完整的360°环。在所示的示例中，前体62是完整的360°圈环，并且平台设备54包括单个前节段56。

各个前节段56包括从前体62沿径向向内延伸的一个或多个支撑部件64。可使用在结构上足以互连前体62和转子盘12的任何形状。在所示的实例中，支撑部件64包括中空的盒状柱。如下面更详细讨论的那样，提供了用于将支撑部件64连接到转子盘12的装置。在所示的实例中，为此目的，支撑部件64具有形成在其中的槽口66。

可选地，前体62的前端可结合集成圈环结构，在本文中称为“后支撑环”68，在图2和图6中最佳地可见。后支撑环68用于提供结构支撑并便于旋转器38的物理安装。

在本文中称为前指部70的多个独立的间隔开的元件从前体62向后延伸。应该理解的是，这些可与前体62形成为集成的、单一的或总体的整体的一部分。各个前指部70包括外表面72，外表面72与前体62的外表面共同延伸并且限定了上述流径表面55的一部分。各个前指部70的侧向和轴向范围由通过后边缘78互连的间隔开的第一侧向边缘74和第二侧向边缘76界定。

第一侧向边缘74弯曲以便与相邻的风扇叶片14的形状一致，而第二侧向边缘76沿着沿轴向方向定向的直线。

参照图3更详细地解释前指部70的形状，图3是处于安装状态的平台设备54的平化顶部平面图。在该视图中，风扇叶片14的凹入压力侧44在标记为c和d的参考点之间延伸。直的参考线“l”在点c和d之间沿轴向方向延伸，其代表压力侧44的最远侧向范围（即，图3中的最右侧的压力侧44上的点）。

风扇叶片14的凸出吸力侧46在标记为e和f的参考点之间延伸。直的参考线m延伸通过参考点b，该参考点b表示吸力侧46的最远侧向范围（即，图3中的最左侧的吸力侧46上的点）。

第一侧向边缘74是弯曲的，以便与相邻的风扇叶片14的形状一致，即，它遵循从参考点f到参考点b的吸力侧44的形状。第二侧向边缘76是直的并且沿轴向方向定向。其侧向位置与直的参考线l重合，并且在参考点d和参考点a之间延伸。换句话说，前指部70的侧向宽度在其后边缘78处小于在前指部70与前体72的交叉处。如下面将更详细描述的那样，前指部70的形状允许使用纯轴向移动来安装前节段56。

后边缘78将第一侧向边缘74和第二侧向边缘76互连，并且在参考点a和参考点b之间延伸。它相对于轴向方向倾斜或定位成锐角。

参照图7-9，各个后节段58包括弧形后体80。平台设备54可包括多个后节段58，各个后节段跨越圆的一部分，它们组装在一起以共同形成完整的360°圈环。然而，与现有技术平台结构相比，为了实现零件减少的最大益处，弧形后体80可形成为完整的360°环。在所示的实例中，后体80是完整的360°圈环，并且平台设备54包括单个后节段58。

各个后节段58包括从后体80沿径向向内延伸的一个或多个支撑部件82。可使用在结构上足以互连前体80和转子盘12的任何形状。在所示的实例中，支撑部件82包括中空的盒状柱。如下面更详细讨论的那样，提供了用于将支撑部件82连接到转子盘12的装置。在所示的实例中，为此目的，支撑部件82具有形成在其中的槽口84。

后节段58可包括安装延伸部83，安装延伸部83是从本体80沿径向向内沿轴向向后延伸的环形结构。

在本文中称为后指部86的多个独立的间隔开的元件从后体80向前延伸。应该理解的是，这些可与后体80形成为集成的、单一的或总体的整体的一部分。各个后指部86包括外表面88，外表面88与后体80的外表面共同延伸并且限定了上述流径表面55的一部分。各个后指部86的侧向和轴向范围由通过前边缘94互连的间隔开的第一侧向边缘90和第二侧向边缘92界定。

大体上，第一侧向边缘90弯曲以便与相邻的风扇叶片14的形状一致，而第二侧向边缘92沿着沿轴向方向定向的直线。

参照图3使用如上所述的相同参考点a、b、c、d、e、f更详细地解释了后指部86的形状。

第一侧向边缘90是弯曲的，以便与相邻的风扇叶片14的形状一致，即，它遵循从参考点e到参考点b的吸力侧46的形状。第二侧向边缘92是直的，且沿轴向方向定向，且在参考点c与参考点a之间延伸。其侧向位置与直的参考线l重合。换句话说，后指部86的侧向宽度在其前边缘94处小于在后指部86与后体80的交叉处。如下面将更详细描述的那样，后指部86的形状允许使用纯轴向移动来安装后节段58。

当安装时，前指部70的后边缘78邻接后指部86的前边缘94。该接头可设有一些装置以防止前指和后指部70的折曲。大体上，前指部70或后指部86将包括沿轴向方向突出并与相对指部的互补特征接合以阻挡径向移动的特征，如嵌槽、销、榫等。这种结构在本文中称为“互锁接头”。图10中示出合适的互锁接头的一个实例，即榫槽接头，其中后指部86包括沿轴向向前突出的榫96，其接收在前指部70的槽98中。

当组装时，前指部70和后指部86的第二侧向边缘76、92共同形成直线，该直线与风扇叶片14的压力侧44间隔开，从而限定间隙。该间隙填充有填充件60。

如图3中所示，填充件60由线性第一侧向边缘100和相对的弯曲（例如凸出）第二侧向边缘102界定。第一侧向边缘100邻接前指部70和后指部86的第二侧向边缘76、92，并且第二侧向边缘102邻接风扇叶片14的压力侧44。

必须充分地固持填充件60，特别是在径向方向上，以确保在叶片脱落事件或鸟击撞击期间它不会从其安装位置释放。

合适的填充件60的一个示例性实施例在图11-14中示出。在该实施例中，填充件60可为由诸如金属或复合物的刚性材料制成的整体或单一本体，并且包括流径侧104和相对的背侧106。支架108附接到填充件60的非流径侧。通过将填充件60放置在邻近风扇叶片14的压力侧44的上述间隙中来安装填充件60，并且使用诸如螺钉或铆钉的常规紧固件110将支架108联接到后节段58的支撑部件82。

图15-17中示出了合适的填充件160的另一示例性实施例。在该实施例中，填充件可具有由回弹性材料制成的本体200，如天然或合成弹性体，并且包括第一侧向边缘202、相对的第二侧向边缘204、流径侧206和相对的背侧208。

在该实例中，填充件160的一部分附接到后节段58的后指部86的第二侧向边缘92。填充件160的剩余部分沿轴向向前延伸。

填充件160可包括诸如通道形增强件210的刚性元件，用于为本体200提供一些增强并且还提供用于安装的装置。在所示的实例中，增强件210使用诸如螺栓或铆钉的常规紧固件212附接到后指部86，并且本体200使用诸如螺栓或铆钉的常规紧固件216附接到增强件210。在这种构造中，本体200物理地装固到后指部86，但是在压缩时可自由地偏转，如由图17中的虚线可见。

前节段56和后节段58和填充件60可由具有可接受的结构性质（例如强度、重量、刚度）的任何材料制成，以用于预期的操作负载。合适材料的非限制性实例包括金属合金和非金属复合材料。

如上所述，平台设备54可使用各种构件的纯轴向移动来组装和安装。与现有技术平台相比，这极大地简化了安装。参照图2和3，合适的安装过程的实例如下：

首先，通过将后节段58放置在转子盘12后面的位置并使后节段58沿轴向向前移动来安装后节段58，使得后指部86进入风扇叶片14之间的空间52，且后支撑部件82接合安装至转子盘12的外表面20的夹162（即，通过槽口84）。后节段58由延伸部83沿轴向固持，延伸部83附接到存在于风扇转子下游的增压器转轴。该延伸部83可用诸如螺栓85的常规紧固件或一些其它类型的机械连接来附接。该连接可构造成允许后节段58绕翻滚轴线旋转，以便提供叶片脱落情形的顺应性。

如果后节段58包括如上所述的集成填充件160，则填充件160的安装与后节段86的安装同时发生。

接下来，将风扇叶片14插入转子盘12的燕尾槽中，使得风扇叶片14配合到后指部86之间的空间中。

接下来，如果使用单独的填充件60，则通过所选方法安装和装固它们。例如，如果使用图14中的支架108，则将使用适当的紧固件110将支架108连接到支撑部件82。

接下来，通过将前节段56放置在与转子盘12同心的位置并使前节段56沿轴向向后移动来安装前节段56，使得前指部70进入风扇叶片14之间的空间并且支撑部件64接合夹162（即，通过槽口66）。同时，前指部70和后指部86的互锁特征将彼此接合。

最后，安装旋转器38和其它硬件。由于旋转器38的存在，故前节段56被沿轴向固持。

这里描述的平台设备具有优于现有技术的优点。它将增加平台刚度，且从而减轻重量。它将增加风扇前边缘横截面积，以获得更好的空气动力学性能。它还将通过减少独立零件的数量来简化组装并缩短安装时间。

前面已经描述了用于涡轮机转子的平台设备。本说明书中公开的所有特征（包括任何所附权利要求、摘要和附图）和/或如此公开的任何方法或过程的所有步骤可以以除至少一些此类特征和/或步骤互斥的组合外的任何组合来组合。

本说明书中公开的各个特征（包括任何所附权利要求、摘要和附图）可由用于相同、等同或类似目的的备选特征替换，除非明确另外指出。因此，除非明确另外指出，则公开的各个特征仅为普通系列的等同或类似特征的一个实例。

本发明不限于前述实施例的细节。本发明扩展至本说明书（包括任何所附权利要求、摘要和附图）中公开的任何新颖的一个特征或任何新颖的特征组合，或扩展至如此公开的任何方法或过程的任何新颖的一个步骤或任何新颖的步骤组合。