本申请的技术领域一般涉及燃气涡轮发动机，并且更具体地涉及转子过速保护。
背景技术：
燃气涡轮发动机包括相对于静止的发动机结构可旋转的转子组件。发动机可以包括多个级。每一级包括转子叶片组件和静止轮叶组件，转子叶片组件包括多个周向地间隔的翼型件或叶片，静止轮叶组件包括多个周向地间隔的翼型件或轮叶。每个转子叶片组件联接到轴上的转子，所述轴配置成驱动燃气涡轮发动机。热的燃烧气体与叶片相互作用以驱动转子组件。在一些已知的转子组件中，转子的一部分的脱离可能导致不期望的过速状态。例如，当后转子叶片组件级与转子分离时，后级会发生脱离。分开的级仍受热的燃烧气体的驱动，但分开的级不再能够将该动力传输到轴。分开的级可能比正常运行期间旋转得明显更快，原因是它不带载荷，并且仍从燃烧气体接收动力输入，从而产生过速状态。
技术实现要素：
在一方面，一种燃气涡轮发动机，包括：围绕轴的纵向轴线可旋转的轴；联接到所述轴并且具有径向外表面的转子；以及沿着外面部分轴向地间隔的一排或多排叶片。所述一排或多排叶片中的每一排叶片包括围绕所述径向外表面周向地间隔的多个叶片。所述燃气涡轮发动机还包括至少部分地围绕所述一排或多排叶片的燃气涡轮发动机壳体以及沿着所述燃气涡轮发动机壳体轴向地间隔的一排或多排静止轮叶。所述一排或多排静止轮叶中的每一排静止轮叶包括在所述轴和所述燃气涡轮发动机壳体之间径向地延伸的多个静止轮叶。使用熔丝元件将所述静止轮叶联接到所述燃气涡轮发动机壳体。
可选地，所述多个静止轮叶围绕所述燃气涡轮发动机壳体的径向内表面周向地间隔，并且所述一排或多排静止轮叶可以与所述一排或多排叶片轴向地互相交叉。同样可选地，所述燃气涡轮发动机壳体包括围绕所述燃气涡轮发动机壳体的径向内表面周向地延伸的围栏，并且，所述多个静止轮叶中的一个静止轮叶的上游端包括配置成接合所述围栏的钩。所述围栏和所述钩中的至少一个形成所述熔丝元件。销钉元件可以延伸通过所述围栏和所述钩，并且所述销钉元件也可以形成所述熔丝元件。
可选地，所述燃气涡轮发动机壳体包括围绕所述燃气涡轮发动机壳体的径向内表面周向地延伸的围栏，并且，所述多个静止轮叶中的至少一些静止轮叶一起组合在轮叶区组件中。所述轮叶区组件的上游端包括配置成接合所述围栏的钩。所述围栏和所述钩中的至少一个形成所述熔丝元件。销钉元件可以延伸通过所述围栏和所述钩，并且所述销钉元件也可以形成所述熔丝元件。
所述燃气涡轮发动机壳体可以包括围绕所述燃气涡轮发动机壳体的径向内表面周向地延伸的上游延伸唇部，并且，所述多个静止轮叶中的一个静止轮叶的下游端可以包括配置成接合所述唇部的横档。所述唇部和所述横档中的至少一个可以形成所述熔丝元件。可选地，所述销钉元件延伸通过所述唇部和所述横档，并且，所述销钉元件也可以形成所述熔丝元件。
所述燃气涡轮发动机壳体可以包括围绕所述燃气涡轮发动机壳体的径向内表面周向地延伸的上游延伸唇部，并且，所述多个静止轮叶中的至少一些静止轮叶可以一起组合在轮叶区组件中。所述轮叶区组件的下游端可以包括配置成接合所述唇部的横档，并且，所述横档、所述唇部和延伸通过所述横档和所述唇部的销钉元件中的至少一个形成所述熔丝元件。销钉元件可以延伸通过所述唇部和所述横档，并且，所述销钉元件也可以形成所述熔丝元件。
可选地，一排或多排静止轮叶可以沿着所述燃气涡轮发动机壳体轴向地均匀间隔。
在另一方面，提供了一种在涡轮的转子的过速状态期间切断围绕所述转子周向地间隔的一排叶片中的至少一个叶片的方法。所述方法包括在所述转子与所述涡轮的轴分离之后，用发动机燃烧气体驱动所述转子，并且，使用所述转子的轴向力沿着所述轴轴向地平移所述转子。所述方法还包括将所述一排叶片中的所述至少一个叶片与多个静止轮叶中的至少一个静止轮叶接合，并且，使用所述多个静止轮叶中的所述至少一个静止轮叶将所述一排叶片中的所述至少一个叶片的至少一部分从所述转子上切断。
所述方法可选地包括使用所述多个静止轮叶中的所述至少一个静止轮叶的根部、柄部、翼型件、末端以及护罩中的至少一个，将所述一排叶片中的所述至少一个叶片的所述至少一部分从所述转子上切断。所述方法还可以包括以下步骤：向熔丝元件传递足够的力以使得所述熔丝元件断裂，这可以包括使所述多个静止轮叶中的所述至少一个静止轮叶倾斜到所述一排叶片中的所述至少一个叶片的旋转路径中。可选地，所述方法包括使所述一排叶片中的所述至少一个叶片断裂成多片叶片碎片。可选地，所述转子可以包括沿着所述涡轮的轴轴向地间隔的多排叶片，并且，所述方法还可以包括以下步骤：将所述叶片碎片引导到所述多排叶片的下游叶片排中，使得所述叶片碎片造成所述多排叶片的下游叶片排中的至少一些所述叶片断裂。
在又一方面，一种悬挂系统，包括：沿着机器壳体轴向地间隔的一排或多排翼型件。所述一排或多排翼型件中的每一排翼型件包括从所述机器壳体延伸的多个翼型件。一排中的至少一个所述翼型件通过包括熔丝元件的悬挂件联接到所述机器壳体。可选地，所述机器壳体包括围绕所述机器壳体的表面延伸的围栏。所述多个翼型件中的一个翼型件的第一端包括配置成接合所述围栏的钩。所述围栏和所述钩中的至少一个包括所述熔丝元件。所述悬挂系统还可以包括延伸通过所述围栏和所述钩的销钉元件，其中，所述销钉元件包括所述熔丝元件。
同样可选地，所述机器壳体包括围绕所述机器壳体的表面延伸的唇部，并且其中，所述多个翼型件中的所述一个翼型件的第二端包括配置成接合所述唇部的横档。所述唇部和所述横档中的至少一个包括所述熔丝元件。所述悬挂系统还可以包括延伸通过所述唇部和所述横档的销钉元件，其中，所述销钉元件包括所述熔丝元件。
具体地，本申请的技术方案1涉及一种燃气涡轮发动机，包括：围绕纵向轴线可旋转的轴；联接到所述轴并且具有径向外表面的转子；沿着所述径向外表面轴向地间隔的一排或多排叶片，所述一排或多排叶片中的每一排叶片包括围绕所述径向外表面周向地间隔的多个叶片；至少部分地围绕所述一排或多排叶片的燃气涡轮发动机壳体；以及沿着所述燃气涡轮发动机壳体轴向地间隔的一排或多排静止轮叶，所述一排或多排静止轮叶中的每一排静止轮叶包括在所述轴和所述燃气涡轮发动机壳体之间径向地延伸的多个静止轮叶，所述静止轮叶使用熔丝元件联接到所述燃气涡轮发动机壳体。
本申请的技术方案2涉及根据技术方案1所述的燃气涡轮发动机，其中，所述多个静止轮叶围绕所述燃气涡轮发动机壳体的径向内表面周向地间隔。
本申请的技术方案3涉及根据技术方案1所述的燃气涡轮发动机，其中，所述一排或多排静止轮叶与所述一排或多排叶片轴向地交错。
本申请的技术方案4涉及根据技术方案1所述的燃气涡轮发动机，其中，所述燃气涡轮发动机壳体包括围绕所述燃气涡轮发动机壳体的径向内表面周向地延伸的围栏，并且其中，所述多个静止轮叶中的一个静止轮叶的上游端包括配置成接合所述围栏的钩，所述围栏和所述钩中的至少一个包括所述熔丝元件。
本申请的技术方案5涉及根据技术方案4所述的燃气涡轮发动机，其还包括延伸通过所述围栏和所述钩的销钉元件，所述销钉元件包括所述熔丝元件。
本申请的技术方案6涉及根据技术方案1所述的燃气涡轮发动机，其中，所述燃气涡轮发动机壳体包括围绕所述燃气涡轮发动机壳体的径向内表面周向地延伸的围栏，并且其中，所述多个静止轮叶中的至少一些静止轮叶一起组合在轮叶区组件中，所述轮叶区组件的上游端包括配置成接合所述围栏的钩，所述围栏和所述钩中的至少一个包括所述熔丝元件。
本申请的技术方案7涉及根据技术方案6所述的燃气涡轮发动机，其还包括延伸通过所述围栏和所述钩的销钉元件，所述销钉元件包括所述熔丝元件。
本申请的技术方案8涉及根据技术方案1所述的燃气涡轮发动机，其中，所述燃气涡轮发动机壳体包括围绕所述燃气涡轮发动机壳体的径向内表面周向地延伸的上游延伸唇部，并且其中，所述多个静止轮叶中的一个静止轮叶的下游端包括配置成接合所述唇部的横档，所述唇部和所述横档中的至少一个包括所述熔丝元件。
本申请的技术方案9涉及根据技术方案8所述的燃气涡轮发动机，其还包括延伸通过所述唇部和所述横档的销钉元件，所述销钉元件包括所述熔丝元件。
本申请的技术方案10涉及根据技术方案1所述的燃气涡轮发动机，其中，所述燃气涡轮发动机壳体包括围绕所述燃气涡轮发动机壳体的径向内表面周向地延伸的上游延伸唇部，并且其中，所述多个静止轮叶中的至少一些静止轮叶一起组合在轮叶区组件中，所述轮叶区组件的下游端包括配置成接合所述唇部的横档，所述横档、所述唇部和延伸通过所述横档和所述唇部的销钉元件中的至少一个包括所述熔丝元件。
本申请的技术方案11涉及根据技术方案10所述的燃气涡轮发动机，其还包括延伸通过所述唇部和所述横档的销钉元件，所述销钉元件包括所述熔丝元件。
本申请的技术方案12涉及根据技术方案1所述的燃气涡轮发动机，其中，所述一排或多排静止轮叶沿着所述燃气涡轮发动机壳体轴向地均匀地间隔。
本申请的技术方案13涉及一种在涡轮的转子的过速状态期间切断围绕所述转子周向地间隔的一排叶片中的至少一个叶片的方法，所述方法包括：在所述转子与所述涡轮的轴分开之后，用发动机燃烧气体驱动所述转子；使用所述转子的轴向力沿着所述轴轴向地移动所述转子；将所述一排叶片中的所述至少一个叶片与多个静止轮叶中的至少一个静止轮叶接合；以及使用所述多个静止轮叶中的所述至少一个静止轮叶将所述一排叶片中的所述至少一个叶片的至少一部分从所述转子上切断。
本申请的技术方案14涉及根据技术方案13所述的方法，其中，使用所述多个静止轮叶中的所述至少一个静止轮叶将所述一排叶片中的所述至少一个叶片的所述至少一部分从所述转子上切断包括使用所述多个静止轮叶中的所述至少一个静止轮叶的根部、柄部、翼型件、末端和护罩中的至少一个将所述一排叶片中的至少一些所述叶片从所述转子上切断。
本申请的技术方案15涉及根据技术方案13所述的方法，其中，将所述一排叶片中的所述至少一个叶片与所述多个静止轮叶中的所述至少一个静止轮叶接合包括向熔丝元件传递足够的力以使得所述熔丝元件断裂。
本申请的技术方案16涉及根据技术方案15所述的方法，其中，向所述熔丝元件传递足够的力以使得所述熔丝元件断裂包括使所述多个静止轮叶中的所述至少一个静止轮叶倾斜到所述一排叶片中的所述至少一个叶片的旋转路径中。
本申请的技术方案17涉及根据技术方案13所述的方法，其中，使用所述多个静止轮叶中的所述至少一个静止轮叶将所述一排叶片中的所述至少一个叶片的所述至少一部分从所述转子上切断还包括使所述一排叶片中的所述至少一个叶片断裂成多片叶片碎片。
本申请的技术方案18涉及根据技术方案17所述的方法，其中，所述转子包括沿着所述涡轮的所述轴轴向地间隔的多排叶片，所述方法还包括将所述叶片碎片引导到所述多排叶片的下游叶片排中，所述叶片碎片使得所述多排叶片的所述下游叶片排中的至少一些所述叶片断裂。
本申请的技术方案19涉及一种悬挂系统，包括沿着机器壳体轴向地间隔的一排或多排翼型件，所述一排或多排翼型件中的每一排翼型件包括从所述机器壳体延伸的多个翼型件，一排中的所述翼型件中的至少一个翼型件通过包括熔丝元件的悬挂件联接到所述机器壳体。
本申请的技术方案20涉及根据技术方案19所述的悬挂系统，其中，所述机器壳体包括围绕所述机器壳体的表面延伸的围栏，并且其中，所述多个翼型件中的一个翼型件的第一端包括配置成接合所述围栏的钩，所述围栏和所述钩中的至少一个包括所述熔丝元件。
本申请的技术方案21涉及根据技术方案20所述的悬挂系统，其还包括延伸通过所述围栏和所述钩的销钉元件，所述销钉元件包括所述熔丝元件。
本申请的技术方案22涉及根据技术方案19所述的悬挂系统，其中，所述机器壳体包括围绕所述机器壳体的所述表面延伸的唇部，并且其中，所述多个翼型件中的所述一个翼型件的第二端包括配置成接合所述唇部的横档，所述唇部和所述横档中的至少一个包括所述熔丝元件。
本申请的技术方案23涉及根据技术方案22所述的悬挂系统，其还包括延伸通过所述唇部和所述横档的销钉元件，所述销钉元件包括所述熔丝元件。
附图说明
图1是飞行器的透视图。
图2是根据本申请的示范性实施例的燃气涡轮发动机的示意性横截面图。
图3是根据本申请的实例实施例包括悬挂系统的静止轮叶的侧面正视图。
图4是根据本申请的实例实施例的轮叶区的平面截面图。
图5是用于图3中所示的静止轮叶的悬挂系统的另一实例实施例的侧面正视图。
图6是用于图3中所示的静止轮叶的悬挂系统的又一实例实施例的侧面正视图。
图7是在涡轮的转子的过速状态期间切断围绕转子周向地间隔的一排叶片中的至少一个叶片的方法的流程图。
尽管各种实施例的具体特征可能在某些图式中示出而未在其它图式中示出，但这仅仅是为了方便起见。可结合任何其它图式的任何特征参考和/或主张任何图式的任何特征。
除非另外指明，否则本文中所提供的附图用来说明本发明的实施例的特征。这些特征被认为适用于包括本发明的一个或多个实施例的广泛多种系统。由此，附图并非意在包括所属领域的技术人员已知的实践本文中所公开的实施例所需的所有常规特征。
具体实施方式
以下详细描述作为实例而不是作为限制说明本发明的实施例。预见本发明一般应用于在工业和商业应用中缓解转子过速事件的破坏。
本文中描述了用于缓解由于机器的一部分的过速状态造成的破坏的系统的实施例。在一些实施例中，机器是具有可旋转部分的可旋转机器，可旋转部分例如但不限于配置成围绕纵向轴线或旋转轴线旋转的转子。这种机器可以包括可旋转机器，例如但不限于燃气涡轮发动机、压缩机、电动机、蒸汽涡轮机、风力涡轮机、水力涡轮机等。实施例包括碰撞机构，碰撞机构使用过速机器的动量或转矩，以引发最终使过速停止的受控的缓解事件。碰撞机构有利于阻止能量源供应转子，并且将能量转换成有助于使过速停止的另一种形式。另外或者替代性地，碰撞机构能够破坏转子产生功的能力。更具体地，即使只有叶片的一部分丢失或损坏，转子在产生功的方面也将变得不太有效。从能量源提取的功的减少降低了转子的加速度。本文中描述的实施例降低了在过速状态期间转子达到的极限速度。极限速度的降低使得能够设计重量较轻的转子。
例如，涡扇发动机的中轴事件会导致低压涡轮上负载丢失，造成涡轮加速。在一些实施例中，旋转的涡轮叶片与静止轮叶碰撞，造成叶片的损坏。叶片的丢失导致失去从热的燃烧气体提取的功，使得限制了涡轮的过速。这种碰撞可能由作用于转子上的轴向力产生，造成转子向后平移进入静止的喷管轮叶中。涡轮转子与静止轮叶的碰撞导致静止轮叶上与正常的工作负载相比有较高的轴向负载。如本文中描述的，机械熔丝元件位于静止轮叶中，使得在由于过大的轴向和/或周向负载造成的过速状态期间静止轮叶会释放。由于由热的燃烧气体和/或由碰撞力施加的力，释放的静止轮叶将向后运动。释放的静止轮叶接着将运动到转子的旋转平面中，对转子造成附加的阻碍。对旋转路径中转子叶片的阻碍加速了叶片的损坏，导致涡轮迅速失去提取功的能力，由此限制涡轮中过大的转子速度。由于将限制由该事件导致的过速，所以这种碰撞机构能够带来较轻的涡轮转子设计。
如上面描述的，在低压涡轮碰撞事件中，作用于转子上的轴向力将使转子向后运动，与静止轮叶壳体组件相碰撞。在转子的不同级中，轴向转子至静止轮叶的间隙是不同的，这使得转子在具有最小轴向间隙(gap)的级中与静止轮叶相碰撞，导致该级的静止轮叶带走转子的全部轴向负载。传递到静止轮叶的此轴向负载(由于靠近叶片的天使机翼(angel wing)的最小游隙(clearance)，一般加载在静止轮叶的内径上)受到使壳体组件铰链转动的弯曲力矩的反作用。当施加此轴向负载时，本申请的实施例允许静止轮叶支撑件的至少一部分分离，使静止轮叶从壳体组件上分离。分离的静止轮叶释放到热气流路径中，来自燃烧气体的流体力和/或由于碰撞而传递的力使得静止轮叶向后运动，进入下游级的转子叶片的旋转路径中。冲击下游转子叶片造成对转子叶片的严重破坏。这种转子叶片的破坏方式相对较快，有利于降低转子的加速度，由此降低过速状态的极限速度。在评估中，静止轮叶释放到热气流路径中的这种动作对转子叶片造成严重破坏。
描述的设备和方法相比现有技术的技术优点包括：由于消除了通常用于过速叶片破坏的香蕉形轮叶(banana vane)因而提高了低压涡轮的效率，每一级中转子叶片和静止轮叶之间的轴向间隙(gap)更高效，并且不要求对其它低压涡轮的轴向游隙(clearance)妥协，这产生高效的第二流动系统和机械设计。香蕉形轮叶的消除由于轴向长度降低以及转子系统的重量减轻因此还允许降低发动机重量，原因是这种设计可以限于较低的过速状态。
此外，在碰撞部件中使用熔丝元件不要求碰撞轮叶为三维(3-D)形状。已知的碰撞轮叶包括在中跨区具有前掠的3-D翼型件。使用本文中描述的熔丝元件碰撞部件技术，碰撞轮叶不要求是前掠的，也可以是直的。同样，因为后掠角(sweep)在碰撞轮叶的前边缘和后边缘是直的，所以碰撞轮叶和上游/下游叶片排之间的轴向间隙是一致的，从毂到末端变化不大。由于这一原因，上游/下游叶片排中的混合损失以及与混合损失相关的不稳定的流动损失得以显著降低。而且，由于去掉了香蕉形状的碰撞轮叶，所以避免了碰撞轮叶下游的总压力分布的不一致，这有益于降低下游叶片和轮叶的旋涡。
以下描述参照附图，在附图中，如果没有相反表示，则不同图式中的相同数字代表相同的元件。
图1是飞行器100的透视图。在实例实施例中，飞行器100包括机身102，所述机身包括机头104、尾部106以及在其间延伸的中空伸长主体108。飞行器100还包括机翼110，所述机翼在侧向方向112上延伸远离机身102。机翼110包括在飞行器100在正常飞行期间的运动方向116上的前向前边缘114以及机翼110的相对边缘上的后向后边缘118。飞行器100还包括至少一个燃气涡轮发动机120，所述至少一个燃气涡轮发动机被配置成驱动叶式可旋转构件122或风扇以产生推力。例如，在邻近尾部106的推动器配置中，例如，发动机挂架124可以将至少一个燃气涡轮发动机120联接到机翼110和机身102中的至少一个。
图2是根据本申请的示范性实施例的可旋转机器(例如燃气涡轮发动机120)的示意性横截面图。在此实例实施例中，燃气涡轮发动机120以高涵道涡扇喷气发动机实施。如图2中所示，燃气涡轮发动机120界定轴向方向A(平行于为了参考提供的纵向轴线202而延伸)和径向方向R。一般来说，燃气涡轮发动机120包括风扇组件204和安置在风扇组件204下游的核心涡轮发动机206。
在所述实例实施例中，核心涡轮发动机206包括界定环状核心发动机入口220的近似管状的燃气涡轮发动机壳体208。燃气涡轮发动机壳体208以串流关系包覆：压缩机区段，其包括增压器或低压(LP)压缩机222和高压(HP)压缩机224；燃烧器226；涡轮区段，其包括高压(HP)涡轮228和低压(LP)涡轮230；和喷气排气喷嘴232。高压(HP)线轴或轴234以传动方式将HP涡轮228连接到HP压缩机224。低压(LP)线轴或轴236以传动方式将LP涡轮230连接到LP压缩机222。压缩机区段、燃烧器226、涡轮区段和喷气排气喷嘴232一起界定核心空气流动路径237。
在所述实例实施例中，风扇组件204包括可变浆距风扇238，所述可变浆距风扇具有联接到风扇盘242的呈间隔开关系的多个风扇叶片240。风扇叶片240从风扇盘242径向地向外延伸。每个风扇叶片240围绕桨距轴线P相对于风扇盘242可旋转，原因是风扇叶片240可操作地联接到合适的桨距变化机构(PCM)244，所述桨距变化机构被配置成改变风扇叶片240的桨距。在其它实施例中，浆距变化机构244被配置成联合地共同改变风扇叶片240的浆距。风扇叶片240、风扇盘242和桨距变化机构244通过横跨动力齿轮箱246的LP轴236围绕纵向轴线202可一起旋转。动力齿轮箱246包括多个齿轮以用于相对于LP轴236将风扇238的旋转速度调整到更有效的旋转风扇速度。
风扇盘242由可旋转的前毂248覆盖，所述前毂被设计成空气动力学轮廓以促进空气流通过多个风扇叶片240。此外，风扇组件204和核心涡轮发动机206的至少一部分由机舱组件249围绕，所述机舱组件可以包括周向地围绕风扇238和/或核心涡轮发动机206的至少一部分的环状风扇壳体或外机舱250。在所述实例实施例中，外机舱250被配置成相对于核心涡轮发动机206由多个周向间隔的出口导流轮叶252支撑。此外，外机舱250的下游区段254可在核心涡轮发动机206的外部部分上方延伸，以便在其间界定涵道通道256。
机舱组件249是附接到燃气涡轮发动机120和/或发动机挂架124的各组件或结构的系统，其在燃气涡轮发动机120周围提供空气动力学表面，界定涵道通道256的一部分，界定核心发动机入口220和涵道通道256，界定用于涵道通道256的排气口和核心排气口257的合适的喷嘴，并容纳或包含用于飞行器的发动机和其它组件的辅助装置，包括各种通道、线路、管道和布线。
机舱组件249可以再分成大体上由涵道通道256分隔开的外机舱250和核心发动机罩或内机舱259。外机舱250可以包括入口260。外机舱250还可以与内机舱259的前向部分261部分重叠，其中外机舱250提供涵道通道256的径向外壁，内机舱259提供径向内壁。
内机舱259在燃气涡轮发动机壳体208的周围形成至少一部分大致为圆柱形或桶形的罩。内机舱259容纳并被配置成提供燃气涡轮发动机壳体208的空气动力学盖。
在燃气涡轮发动机120的操作期间，大量空气258通过外机舱250和/或风扇组件204的相关联入口260进入燃气涡轮发动机120。当大量空气258穿过风扇叶片240时，大量空气258的涵道部分262被引导或传送到涵道通道256中，且大量空气258的核心发动机部分264被引导或传送到核心空气流动路径237中，或更具体地说，LP压缩机222中。涵道部分262与核心发动机部分264之间的比率通常被称为涵道比。核心发动机部分264的压力接着在其传送通过高压(HP)压缩机224且进入燃烧器226时增大，在所述燃烧器处，所述核心发动机部分与燃料混合且燃烧以提供燃烧气体266。
燃烧气体266传送通过HP涡轮228，在所述HP涡轮处，通过联接到燃气涡轮发动机壳体208的HP涡轮静止翼型件或轮叶268和联接到HP线轴或轴234的HP涡轮转子叶片270的顺序级提取来自燃烧气体266的热能和/或动能的一部分，从而致使HP线轴或轴234旋转，这接着驱动HP压缩机224的旋转。燃烧气体266接着传送通过LP涡轮230，在所述LP涡轮处，通过联接到燃气涡轮发动机壳体208的径向内表面273的静止翼型件或轮叶272和通过具有径向外表面239的LP涡轮230的转子235联接到LP线轴或轴236的LP涡轮转子叶片274的顺序级从燃烧气体266提取热能和动能的第二部分。LP线轴或轴236驱动LP压缩机222的旋转和/或风扇238的旋转。在各个实施例中，静止轮叶272的顺序级包括多个周向间隔的各个轮叶，每个轮叶通过悬挂系统306(图3中示出)单独地附接。在其它实施例中，静止轮叶272的顺序级与多个周向间隔的轮叶的其它轮叶一起附接到燃气涡轮发动机壳体208，这形成轮叶区400(图4中示出)，如果两个轮叶组合在一起则有时称作二元组，如果三个轮叶组合在一起则称作三元组，以此类推。
燃烧气体266随后传送通过核心涡轮发动机206的喷气排气喷嘴232以提供推进推力。同时，当涵道部分262在从燃气涡轮发动机120的风扇排气喷嘴276排放之前传送通过涵道通道256时，涵道部分262的压力显著增大，也提供推进推力。HP涡轮228、LP涡轮230和喷气排气喷嘴232至少部分地界定热气体路径278以用于将燃烧气体266传送通过核心涡轮发动机206。
只通过实例在附图中描绘燃气涡轮发动机120。在其它示范性实施例中，燃气涡轮发动机120可具有任何其它合适的配置，包括例如，涡轮螺旋桨发动机、涡轮轴发动机、军事目的发动机和基于海洋或陆地的航改发动机。
图3是根据本发明的实例实施例的静止翼型件或轮叶300的侧面正视图。在所述实例实施例中，静止轮叶300作为燃气涡轮发动机120(图2中示出)的LP静止轮叶272之一实现。更具体地，在所述实例实施例中，燃气涡轮发动机壳体208至少部分地围绕LP涡轮230(图2中示出)。燃气涡轮发动机壳体208包括周向延伸的围栏302和与围栏302轴向地间隔的周向延伸的横档304。静止轮叶300包括联接到壳体208的悬挂系统306。更具体地，悬挂系统306包括配置成接合围栏302的第一悬挂件或钩308和配置成接合横档304的第二悬挂件或唇部310。在各个实施例中，唇部310和横档304的接合可以使唇部310和横档304保持固定在一个轴向位置，而钩308和围栏302的接合可以允许钩308关于围栏302作轴向滑动运动，以适应LP涡轮230的加热和冷却期间的膨胀和收缩。悬挂系统306还包括熔丝元件312，所述熔丝元件形成于围栏302、钩308、唇部310、横档304、延伸通过钩308和围栏302的销钉314以及延伸通过唇部310和横档304的销钉316中的至少一个中。
参照图2和图3，燃气涡轮发动机壳体208包括LP涡轮230的一排或多排或一级或多级静止轮叶272，所述静止轮叶与一排或多排或一级或多级LP涡轮转子叶片274互相交叉。在各个实施例中，一排或多排或一级或多级静止轮叶272中的至少一个静止轮叶300通过悬挂系统306联接到燃气涡轮发动机壳体208。熔丝元件312被配置成当一排或多排叶片274中的一个叶片与一排或多排轮叶272碰撞时断开。熔丝元件312可以由减小的或“颈部收缩”的维度特征件形成，以提供受控的断开位置。例如，销钉314和316可以包括沿着销钉的长度直径减小的区域。优选地，销钉314的直径减小的区域位于围栏302和钩308的接合之处，销钉316的直径减小的区域位于唇部310和横档304的接合之处。另外或者替代性地，熔丝元件312可以包括经处理部分，使得通过处理，经处理部分相对于熔丝元件312的其它部分被削弱。在不影响熔丝元件312的物理尺寸下，激光、化学、热、机械或其它处理可以用来削弱所述熔丝元件的经处理部分。熔丝元件312还可以由与熔丝元件312接触的部件的材料不同的材料形成。如果熔丝元件312是在增材制造过程中形成的，则熔丝元件312可以由与周围材料不同的材料制成。如本文中所使用，“增材制造”是指产生三维物体并且包括每次一层地顺序地形成物体的形状的步骤的任何过程。增材制造过程包括(例如)三维印刷、激光净成形制造、直接金属激光烧结(DMLS)、直接金属激光熔融(DMLM)、选择性激光烧结(SLS)、等离子转移弧、自由成型制造等。增材制造过程的一个示范性类型使用激光束来烧结或熔融粉末材料。增材制造过程可以将粉末材料或接线用作原料。此外，增材制造过程可大体上涉及制造物体(物品、部件、零件、产品等)的快速方式，其中顺序地形成多个单位薄层以产生物体。举例来说，可提供(例如，铺设)粉末材料层并且用能量束(例如，激光束)进行照射，从而使得顺序地烧结(融合)或熔融每一层内的粉末材料粒子以凝固所述层。
静止轮叶300的径向内端318可以与相邻轮叶的径向内端无关，或者可以与相邻轮叶的径向内端318(例如与二元组或三元组轮叶的径向内端)包裹或组合在一起。
图4是根据本发明的实例实施例的轮叶区400的平面截面图。在图4的视图中，为了简洁，省略了悬挂系统306。静止轮叶300与其对应的径向内端318(图3中示出)并排定位，以形成轮叶区400，所述径向内端联接到径向内护罩402。在所述实例实施例中，轮叶区400是三元组，即，轮叶区段400包括三个静止轮叶300。替代性地，轮叶区400包括任何适当数目的静止轮叶300。
图5是悬挂系统306的另一实例实施例的侧面正视图。在所述实例实施例中，熔丝元件312可以形成于围栏302、钩308、唇部310和横档304上的几个位置中的任何一个位置上。例如，熔丝元件312可以包括横跨围栏302的径向向内延伸部分504轴向地形成的第一围栏熔丝元件502。类似地，熔丝元件312可以包括横跨围栏302的轴向延伸部分508径向地形成的第二围栏熔丝元件506。
熔丝元件312的其它实施例可以形成于钩308上。例如，熔丝元件312可以包括横跨钩308的径向向外延伸部分512轴向地形成的第一钩熔丝元件510。类似地，熔丝元件312可以包括横跨钩308的轴向延伸部分516径向地形成的第二钩熔丝元件514。
另外或者替代性地，熔丝元件312可以包括横跨横档304的径向向内延伸部分520轴向地形成的第一横档熔丝元件518。类似地，熔丝元件312可以包括横跨横档304的轴向延伸部分524径向地形成的第二横档熔丝元件522。
熔丝元件312的另外其它实施例可以形成于唇部310上。例如，熔丝元件312可以包括横跨唇部310的径向向外延伸部分528轴向地形成的第一唇部熔丝元件526。类似地，熔丝元件312可以包括横跨唇部310的轴向延伸部分532径向地形成的第二唇部熔丝元件530。
图6是悬挂系统306的另一实例实施例的侧面正视图。在所述实例实施例中，熔丝元件312可以由，例如延伸通过钩308和围栏302的销钉314和/或延伸通过唇部310和横档304的销钉316形成。在销钉314和销钉316的每一个中，相应的削弱区602和削弱区604通过尺寸减小或通过化学、机械或其它处理形成，以改变削弱区602和/或削弱区604的结构。
图7是在涡轮的转子的过速状态期间切断围绕转子周向地间隔的一排叶片中的至少一个叶片(例如图2中所示的燃气涡轮发动机120的转子235的叶片274中的至少一个叶片)的方法700的流程图。还是参照图2，在所述实例实施例中，方法700包括在转子与涡轮的轴(例如轴236)分离之后用发动机燃烧气体驱动702转子。方法700还包括使用转子的轴向力沿着轴轴向地平移704转子，并且将该排叶片中的至少一个叶片与多个静止轮叶中的至少一个静止轮叶(例如静止轮叶272中的一个)接合706。方法700还包括使用多个静止轮叶中的至少一个静止轮叶将该排叶片中的至少一个叶片从转子上切断708。
上面描述的使过速转子上的转子叶片与联接到固定壳体的静止轮叶碰撞的方法和系统的实施例提供了用于降低过速事件中的破坏的成本高效和可靠的方式。更具体地，本文中描述的方法和系统有利于不使用香蕉形轮叶或限制过速事件的控制机构(例如但不限于感测系统和燃料控件)提供过速缓解系统。降低过速可能达到的速度还允许降低形成转子组件的设计参数，这又允许额外的重量减轻。此外，上面描述的方法和系统由于没有香蕉形轮叶因而有利于给机器的流动路径提供额外的空间。因此，本文中描述的方法和系统有利于以成本有效和可靠的方式提高机器的效率和可制造性。
本书面描述使用实例来公开包括最佳模式的实施例，并且还使所属领域的技术人员能够实践所述实施例，包括制造和使用任何装置或系统以及执行任何并入的方法。本发明的可获专利的范围由权利要求书所界定，且可包括所属领域的技术人员想到的其它实例。如果此类其它实例具有并非不同于权利要求书的字面语言的结构要素，或如果它们包括与权利要求书的字面语言无实质差异的等效结构要素，那么此类其它实例希望在权利要求书的范围内。