具有用于侵蚀控制的加压内腔的CMC叶片的制作方法与工艺

文档序号:11807779阅读:来源:国知局
具有用于侵蚀控制的加压内腔的CMC叶片的制作方法与工艺

技术特征:
1.一种用于燃气涡轮发动机中的涡轮机叶片,其包括:由陶瓷基复合材料组成的翼型,所述翼型包括前缘和后缘、并且具有压力侧表面和吸力侧表面;叶片柄部,所述叶片柄部固定到所述翼型的下端;布置在所述翼型内的一个或多个内部流体腔,所述一个或多个内部流体腔的每一个相对所述翼型被密封、并且具有与所述叶片柄部流体连通的入口通道;一个或多个流体通路,所述流体通路形成于所述叶片柄部的下端中,对应于所述一个或多个内部流体腔的每一个;以及气体泵,用于将加压气体连续地提供给所述翼型中的所述一个或多个内部流体腔的每一个,其中所述加压气体在所述一个或多个内部流体腔内形成稳态压力状态。2.根据权利要求1所述的涡轮机叶片,其特征在于,所述一个或多个内部流体腔从所述翼型的基部朝着翼型尖端延伸。3.根据权利要求1所述的涡轮机叶片,其特征在于,所述一个或多个内部流体腔在所述翼型的整个长度的一部分上延伸,以限定对应于翼型损伤的预测区域的局部腔。4.根据权利要求1所述的涡轮机叶片,其特征在于,所述一个或多个内部流体腔的每一个由低于燃气涡轮机的外部流动路径的流体的温度的空气加压。5.根据权利要求4所述的涡轮机叶片,其特征在于,所述一个或多个内部流体腔的每一个由具有小于所述外部流动路径的流体的含水量的空气加压。6.根据权利要求1所述的涡轮机叶片,其特征在于,所述叶片柄部包括鸠尾榫连接部以用于组装到具有其它叶片的涡轮机转子轮上,以形成圆周阵列。7.根据权利要求1所述的涡轮机叶片,其特征在于,所述一个 或多个内部流体腔的每一个保持在规定空气压力和温度下。8.根据权利要求1所述的涡轮机叶片,其特征在于,在由于异物损伤引起的所述一个或多个内部流体腔中的一个或多个的破裂的情况下,所述加压气体在压力和体积上足以保持到达所述一个或多个内部流体腔的每一个的最小流体流量。9.根据权利要求1所述的涡轮机叶片,其特征在于,所述翼型包括陶瓷纤维的预成型体。10.根据权利要求9所述的涡轮机叶片,其特征在于,所述预成型体包括碳化硅。11.根据权利要求1所述的涡轮机叶片,其特征在于,形成于所述叶片柄部的下端中的所述流体通路从鸠尾榫的底缘向上、并通过所述叶片柄部延伸到所述一个或多个内部流体腔中。12.一种制造用于燃气涡轮发动机中的涡轮机叶片的方法,其包括以下步骤:a.形成由陶瓷基复合材料组成的翼型;b.形成所述翼型内的一个或多个内部流体腔,其中所述一个或多个内部流体腔的每一个相对于所述翼型被密封、并且具有与叶片柄部流体连通的入口通道;c.通过使所述入口通道的每一个和加压气体源连通来将加压气体提供给所述翼型中的所述一个或多个内部流体腔的每一个;以及从所述加压气体源连续地将所述加压气体提供给所述一个或多个内部流体腔的每一个,其中所述加压气体在所述一个或多个内部流体腔内形成稳态压力状态。13.根据权利要求12所述的方法,其特征在于,所述形成由陶瓷基复合材料组成的翼型的步骤还包括使用碳化硅陶瓷纤维、并且将所述碳化硅陶瓷纤维编织成期望的翼型形状来制备预成型体。14.根据权利要求13所述的方法,其特征在于,所述制备预成型体的步骤还包括用基体材料渗透预成型体的步骤。15.根据权利要求14所述的方法,其特征在于,使用化学气相 渗透、浆料渗透烧结、浆料铸造或熔融渗透涂覆所述预成型体,以用于与所述基体材料粘合。16.根据权利要求12所述的方法,其特征在于,在由于异物损伤引起的所述一个或多个内部流体腔中的一个或多个的破裂的情况下,所述通过使所述入口通道的每一个和加压气体源连通来将加压气体提供给所述翼型中的所述一个或多个内部流体腔的每一个的步骤足以保持到达所述一个或多个内部流体腔的每一个的最小流体流量。17.一种用于检测燃气涡轮发动机翼型的故障的装置,所述燃气涡轮发动机翼型包括陶瓷基复合材料翼型,所述陶瓷基复合材料翼型包括外表面、内冷却室和用于连续地将加压冷却气体引导到所述内冷却室中以保持大致恒定的静压力的流体通道,其中所述流体通道与所述加压冷却气体的加压气体源流体连通,所述内冷却室和所述流体通道相对所述陶瓷基复合材料翼型被密封,其中所述加压冷却气体在所述内冷却室内形成稳态压力状态,所述装置包括:一个或多个压力换能器,所述压力换能器响应于所述陶瓷基复合材料翼型的所述内冷却室和所述流体通道内的所述加压冷却气体的静态压力的变化以提供信号;存储装置,所述存储装置存储能够关联所述信号的变化、以指示所述陶瓷基复合材料翼型的所述内冷却室或所述流体通道内的所述加压冷却气体的静态压力的变化的计算机代码;中央处理单元,所述中央处理单元可用所述计算机代码操作以判断所述信号的所述变化是否指示在所述内冷却室或所述流体通道内的破裂状态;以及输出装置,所述输出装置提供所述破裂状态和所述静态压力的变化的至少一个的指示。18.根据权利要求17所述的装置,其特征在于,所述压力换能器提供指示所述陶瓷基复合材料翼型内部的所述静态压力的变化的程度的数据。19.根据权利要求17所述的装置,其特征在于,所述输出装置 包括警报灯、声警报信号或数据记录器中的警报消息。
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