一种具有叶尖压力面尾缘切除结构的涡轮叶片的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种适用于航空发动机的新型涡轮叶片，该新型结构是将涡轮叶片的叶尖压力面尾缘进行切除，其特征在于：叶尖压力面尾缘端部切除展向从叶片尾缘面开始，延伸至距离叶片尾缘面为叶片弦长的1/4处，叶高方向上从叶顶端面延伸至与叶端凹槽面共面，尾缘切除形成的锐边以圆弧过渡。该新型叶片结构加工简单，可有效减小叶尖泄露损失，改善气动性能，提高叶片效率。
【专利说明】一种具有叶尖压力面尾缘切除结构的涡轮叶片
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种适用于航空发动机的具有叶尖压力面尾缘切除结构的涡轮叶片，该种结构的叶片能可有效提闻航空发动机的效率。
【背景技术】
[0002]涡轮叶片是燃气涡轮发动机的重要部件，涡轮效率的高低在很大程度上体现着该发动机的性能水平。现有的涡轮叶片包括叶片本体，叶片本体具有内部冷却通道，在工作中，燃气涡轮叶片的叶顶顶板和机匣封严结构配合，两者之间的间隙引起的高温燃气泄露是涡轮效率损失的主要因素之一，这是由于涡轮叶片工作的高温、高压和高转速的恶劣环境，导致涡轮盘、叶片和机匣由于离心力、热应力等产生的形变难以实现各工况下的最佳配合设计，涡轮叶片和封严结构之间总是存在一定的间隙，而这个间隙会导致高温燃气的泄露，造成涡轮的效率损失。因此，如何最大限度地降低涡轮叶尖的泄露损失是涡轮机设计的焦点之一。本发明在原有涡轮叶片的基础上，在叶尖压力面尾缘端部进行部分切除，加工简单，可有效减小叶尖泄露损失，改善气动性能，提高叶片效率。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于进一步改善叶片的气动性能，提高叶片的效率。该种适用于燃气涡轮发动机的高效叶片包括叶片本体，叶片压力面(1)，叶片尾缘面(2)及叶顶端面(3)。叶尖压力面尾缘端部切除展向从叶片尾缘面(2)开始，延伸至距离叶片尾缘面(2)为叶片弦长的1/4处，叶高方向上从叶顶端面(3)延伸至与叶端凹槽面(4)共面；尾缘切除形成的锐边以圆弧过渡。
[0004]本发明的优点在于:(1)该叶片只在原有叶片本体上进行叶尖压力面尾缘端部部分切除，加工简单，便于实际应用；(2)该种结构上的改进，加大了压力面主流速度，使压力面压力减小，减小了压力面与吸力面的压差，从而大大减少叶尖的间隙泄露损失，改善气动性能，提高叶片效率；(3)该发明中能大大削弱叶片出口漩润，减小二次流损失，提高了叶片效率；(4)对压力面尾缘进行部分切除减小了叶片尾缘厚度，减小叶片尾迹损失；(5)主流燃气经过叶尖尾缘时加速，边界层变薄，减小了边界层内的摩擦损失。从本发明的诸多特点可以看出该种结构的叶片是一种实用且能大大提高叶片效率的高效叶片。
【专利附图】
【附图说明】
[0005]图1本发明的整体结构示意图
[0006]图中:1.叶片压力面2.叶片尾缘边3.叶顶端面4.叶端凹槽面【具体实施方式】
[0007]下面将结合附图对本发明作进一步的详细说明。
[0008]参照图1所示，本发明是一种适用于燃气涡轮发动机的高效涡轮叶片。该高效涡轮叶片区别于常规涡轮叶片的主要特征是对叶片叶尖压力面尾缘端部进行了部分切除。其特征在于:叶尖压力面尾缘端部切除展向从叶片尾缘面(2)开始，延伸至距离叶片尾缘面
(2)为叶片弦长的1/4处，叶高方向上从叶顶端面(3)延伸至与叶端凹槽面(4)共面；尾缘切除形成的锐边以圆弧过渡。
[0009]高温主流气体沿叶片压力面(I)向叶片尾缘流动，由于对叶尖压力面尾缘进行部分切除，主流气体在经过该处时速度变大，根据伯努利原理，气流压力降低，与叶片吸力面压差减小，在叶片与环壁的几何间隙一定的情况下，间隙流减弱，从间隙流过的燃气量减少，从而减少了叶尖间隙泄露损失，改善了气动性能，提高了叶片效率；对叶尖尾缘进行部分切除，对叶片结构进行改进，能有效削弱通道内的漩涡，减小二次流损失；对叶尖尾缘进行部分切除减小了尾缘部分厚度，在一定程度上减小了叶片的尾迹损失，提高叶片效率；该结构上的改进使主流加速，边界层厚度变薄，减小了边界层内的摩擦损失。
【权利要求】
1.一种适用于航空发动机的新型涡轮叶片，该新型结构是将涡轮叶片的叶尖压力面尾缘进行切除，其特征在于:叶尖压力面尾缘端部切除展向从叶片尾缘面(2)开始，延伸至距离叶片尾缘面(2)为叶片弦长的1/4处，叶高方向上从叶顶端面(3)延伸至与叶端凹槽面(4)共面，尾缘切除形成的锐边以圆弧过渡。
【文档编号】F01D5/14GK103806950SQ201410026120
【公开日】2014年5月21日 申请日期:2014年1月20日 优先权日:2014年1月20日
【发明者】陶智, 郭文, 吴宏, 李育隆, 苏云亮, 呼艳丽, 潘炳华 申请人:北京航空航天大学, 中国燃气涡轮研究院