具有可移除風(fēng)扇葉片前緣整流器的轂蓋組件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明大體涉及用于燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)扇組件的轂蓋(spinner)和風(fēng)扇葉片，并且更具體地涉及具有在風(fēng)扇葉片直接上游的整流器或隆起部的轂蓋。
【背景技術(shù)】
[0002]航空器渦扇燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)包括風(fēng)扇組件，風(fēng)扇組件具有從轉(zhuǎn)子盤徑向向外延伸的多個(gè)周向間隔開的風(fēng)扇葉片。周圍空氣流在葉片之間被引導(dǎo)并加壓，因而用于生成用于在飛行中驅(qū)動(dòng)航空器的推力。風(fēng)扇組件典型地包括多個(gè)周向間隔開的風(fēng)扇葉片，它們各自具有布置于在轉(zhuǎn)子盤或筒的周界或邊沿中的互補(bǔ)、軸向延伸的燕尾溝槽或槽道中的燕尾根部。轂蓋安裝至風(fēng)扇組件的前端部，以將平滑的空氣流提供到風(fēng)扇中，如由Forrester等人在2002年7月9日提交的題為“一件式轂蓋”的在美國(guó)專利N0.6，416，280所示出的，并且其通過引用而并入本文中。
[0003]—些轂蓋是一件式轂蓋，其直接附接至盤柱，并且一些轂蓋是兩件式轂蓋，其具有:轂蓋的上部分，其附接至從盤軸向向前延伸的凸緣；和轂蓋的下部分，其附接至轂蓋的上部分。轂蓋的該上部分稱為轂蓋支撐件。
[0004]在圖1和2中示出了與在現(xiàn)有技術(shù)中發(fā)現(xiàn)的轂蓋支撐件相似的轂蓋支撐件1，并且其包括沿著轂蓋支撐件I的后部分4定位的周向間隔開的空氣動(dòng)力整流器2?？諝鈩?dòng)力整流器2設(shè)計(jì)為覆蓋和防護(hù)發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)扇中的各風(fēng)扇葉片的前緣的徑向部分(見圖3-5)。此種整流器也稱為隆起部。這些整流器已用在航空器燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)中，例如在GE-90 115B中。
[0005]將該3D特征、空氣動(dòng)力整流器2或隆起部附加至風(fēng)扇葉片前面的轂蓋支撐件I的圓錐表面9 (或附接至一件式轂蓋)允許風(fēng)扇葉片剖面為流線型的，并且使得其是更空氣動(dòng)力的而不改變?nèi)~片柄部。整流器部分在葉片根部處將空氣流引導(dǎo)至葉片前緣剖面的任一偵U。周向間隔開的整流器或隆起部形成或加工在轂蓋或轂蓋支撐件I上。
[0006]為了使發(fā)動(dòng)機(jī)更有效率，存在提高風(fēng)扇葉片半徑比(RR)的努力，風(fēng)扇葉片半徑比為內(nèi)風(fēng)扇流路直徑/外流路直徑的比率，且其指示多少空氣流可行進(jìn)穿過發(fā)動(dòng)機(jī)。更小的半徑比(RR)導(dǎo)致更大的流動(dòng)區(qū)域和更好的性能。當(dāng)通過降低風(fēng)扇平臺(tái)流路表面來使風(fēng)扇半徑比下降時(shí)，風(fēng)扇葉片前緣剖面開始變得更大和陡起?？赏ㄟ^增大外風(fēng)扇直徑或使內(nèi)流路和內(nèi)流路直徑更小而降低RR，這是優(yōu)選的。增大整體風(fēng)扇直徑是較不合乎需要的，因?yàn)槠湓龃笞枇Α?br>[0007]使低半徑比設(shè)計(jì)最大化導(dǎo)致葉片LE剖面更加暴露于空氣動(dòng)力流路。該LE需要被保護(hù)，從而導(dǎo)致更大的整流器形狀以便提供空氣動(dòng)力平滑度。這又導(dǎo)致復(fù)雜的加工的轂蓋或轂蓋支撐件，其具有在風(fēng)扇葉片直接上游的大型3D空氣動(dòng)力整流器或隆起部。
[0008]非常期望避免轂蓋或轂蓋支撐件的昂貴且復(fù)雜的加工以至于提供在風(fēng)扇葉片直接上游的較大的3D空氣動(dòng)力整流器或隆起部。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)轂蓋組件包括:轂蓋，其至少部分地限定空氣動(dòng)力平滑表面；轂蓋殼體，其至少部分地限定該空氣動(dòng)力平滑表面；和周向間隔開的可移除空氣動(dòng)力整流器，其繞殼體定位；
組件的示范實(shí)施例包括整流器柄部，其附接至空氣動(dòng)力整流器并配置在殼體中的周向間隔開的軸向延伸的槽道中。整流器柄部配置在空氣動(dòng)力整流器與附接至整流器柄部的整流器根部之間且與它們單塊地形成。槽道從殼體的后端部或殼體后緣向前或向上游延伸。整流器根部沿殼體的徑向外和內(nèi)周圍表面部分接合且卡住(trap)殼體，且外和內(nèi)周圍表面部分繞槽道周向地且軸向地向前或向上游延伸。整流器柄部從整流器的整流器向前端部或整流器向前末梢退后(setback)，且整流器柄部從整流器根部的根部向前端部或根部向前末梢。
[0010]整流器可由可注射熱塑性塑料制成，且殼體可由金屬制成。
[0011]轂蓋組件的更特定的示范實(shí)施例包括附接至轂蓋支撐件的轂蓋，殼體為轂蓋支撐件的環(huán)形支撐件殼體，支撐件至少部分地限定該空氣動(dòng)力平滑表面，并且周向間隔開的可移除空氣動(dòng)力整流器繞支撐件殼體定位。整流器柄部附接至空氣動(dòng)力整流器，并且整流器柄部配置在支撐件殼體中的周向間隔開的軸向延伸的槽道中。
[0012]轂蓋組件可并入風(fēng)扇組件中，該風(fēng)扇組件包括:風(fēng)扇轉(zhuǎn)子盤或筒；一排周向間隔開的風(fēng)扇葉片，其從風(fēng)扇轉(zhuǎn)子盤或筒徑向向外延伸。各葉片包括彎曲翼型件區(qū)段，彎曲翼型件區(qū)段具有在軸向地間隔開的翼型件前緣和后緣之間延伸的翼型件壓力側(cè)和吸力側(cè)。翼型件區(qū)段通過葉片柄部而附接至燕尾根部。
[0013]空氣動(dòng)力整流器可徑向向外延伸，以覆蓋和防護(hù)風(fēng)扇葉片的徑向延伸部分，該徑向延伸部分可至少包括葉片柄部的部分或葉片柄部的過渡區(qū)的部分。
【附圖說明】
[0014]在從結(jié)合附圖進(jìn)行的下列詳細(xì)描述中說明本發(fā)明的前述方面和其他特征，其中: 圖1是具有周向間隔開的整流器的航空器燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)轂蓋的現(xiàn)有技術(shù)轂蓋支撐件的透視圖例示。
[0015]圖2是在圖1中示出的轂蓋支撐件和整流器的后端部的放大透視圖例示。
[0016]圖3是具有轂蓋和轂蓋支撐件的航空器渦扇燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的示范實(shí)施例的縱向部分剖視圖和部分簡(jiǎn)圖例示，該轂蓋支撐件具有周向間隔開的可移除整流器。
[0017]圖4是在圖3中例示出的風(fēng)扇區(qū)段中的防護(hù)風(fēng)扇葉片前緣的可移除整流器的透視簡(jiǎn)圖例示。
[0018]圖5是在圖3中示出的具有可移除整流器的轂蓋支撐件的放大剖視圖例示。
[0019]圖6是在圖5中示出的轂蓋支撐件和可移除整流器的放大透視簡(jiǎn)圖例示。
[0020]圖7是在圖6中的穿過7-7的可移除整流器的剖視例示。
【具體實(shí)施方式】
[0021]在圖3和4中例示出示范航空器渦扇燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)15，其繞發(fā)動(dòng)機(jī)中心線軸線11界定且適當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)以安裝至航空器的翼或機(jī)身。發(fā)動(dòng)機(jī)15以向下游的串聯(lián)流體連通包括:風(fēng)扇14、增壓器或低壓壓縮機(jī)16、高壓壓縮機(jī)18、燃燒器21、高壓渦輪(HPT) 22和低壓渦輪(LPT) 24。HPT或高壓渦輪22通過高壓驅(qū)動(dòng)軸23連結(jié)至高壓壓縮機(jī)18。LPT或低壓渦輪24通過低壓驅(qū)動(dòng)軸25連結(jié)至風(fēng)扇14和增壓器或低壓壓縮機(jī)16 二者。
[0022]在典型的操作中，空氣26由風(fēng)扇14加壓，并且該空氣的內(nèi)部分被引導(dǎo)穿過進(jìn)一步加壓空氣的低壓壓縮機(jī)16。加壓空氣然后流到進(jìn)一步加壓空氣的高壓壓縮機(jī)18。加壓空氣在燃燒器21中與燃料混合以生成熱燃燒氣體28，該熱燃燒氣體28又向下游流動(dòng)穿過HPT 22和LPT 24。能量在兩個(gè)渦輪中取出以用于驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇14、低壓壓縮機(jī)16和高壓壓縮機(jī)18。在風(fēng)扇14正后方圍繞增壓器壓縮機(jī)16的流分離件34包括尖銳的前緣32，前緣32將由風(fēng)扇14加壓的風(fēng)扇空氣26分離成被引導(dǎo)穿過增壓器壓縮機(jī)16的徑向內(nèi)流27和被引導(dǎo)穿過旁通管36的徑向外流29。
[0023]圍繞風(fēng)扇14的風(fēng)扇艙30由環(huán)形風(fēng)扇框架32支撐。低壓壓縮機(jī)16適當(dāng)?shù)剡B結(jié)至風(fēng)扇框架32前面的風(fēng)扇14，布置在環(huán)形流分離件34的徑向內(nèi)側(cè)，并且與風(fēng)扇艙30的內(nèi)表面徑向向內(nèi)地間隔，以在其間部分地限定環(huán)形風(fēng)扇旁通管36。風(fēng)扇框架32支撐艙30。風(fēng)扇14是風(fēng)扇組件12的一部分。
[0024]參照?qǐng)D4，風(fēng)扇組件12包括風(fēng)扇轉(zhuǎn)子盤17 (或筒)，周向間隔開的風(fēng)扇葉片20的單個(gè)軸向定位的排19從該風(fēng)扇轉(zhuǎn)子盤17 (或筒)徑向向外地延伸。風(fēng)扇葉片20中的各個(gè)具有彎曲翼型件區(qū)段56，彎曲翼型件區(qū)段56具有在圖5中示出的翼型件壓力和吸力側(cè)55、57，該翼型件壓力和吸力側(cè)55、57分別在軸向地間隔開的翼型件前緣和后緣LE和TE之間軸向地延伸。翼型件區(qū)段56通過葉片柄部59附接至燕尾根部58。葉片柄部59包括過渡區(qū)60，且在翼型件區(qū)段56與燕尾根部58之間延伸。
[0025]風(fēng)扇轉(zhuǎn)子盤17在本文中示出為具有邊沿62的多孔盤，邊沿62通過繞中心線軸線11界定的對(duì)應(yīng)數(shù)量的連接板68附接至具有孔66的多個(gè)盤轂64。連接板通道61在連接板68之間軸向地延伸，并在邊沿62與轂64之間徑向地延伸。轂蓋組件98附接至盤17。在本文中示出的轂蓋組件98的示范實(shí)施例包括附接至盤17的轂蓋100。
[0026]在本文中示出的轂蓋組件98的示范實(shí)施例包括用第一螺栓108附接至轂蓋支撐件106的轂蓋100。轂蓋支撐件106用第二螺栓110附接至盤17。如在本文中的示例性實(shí)施例中示出的轂蓋100是環(huán)形的并且具有基本上圓錐的形狀。轂蓋100包括環(huán)形轂蓋殼體111。在圖5和6中進(jìn)一步示出的轂蓋支撐件106包括環(huán)形支撐件殼體112，該環(huán)形支撐件殼體112與轂蓋100和轂蓋殼體111 一起提供具有空氣動(dòng)力平滑表面114的轂蓋組件，風(fēng)扇空氣26在該空氣動(dòng)力平滑表面114上流入風(fēng)扇葉片20中。如果轂蓋組件98不包括轂蓋支撐件106，那么周向間隔開的可移除空氣動(dòng)力整流器122繞支撐件殼體112或轂蓋殼體111定位。
[0027]參照?qǐng)D4-7，周向間隔開的空氣動(dòng)力可移除整流器122沿轂蓋支撐件106的后部分124定位?？諝鈩?dòng)力整流器122用于覆蓋和防護(hù)葉片柄部59的徑向延伸部分125。在空氣動(dòng)力整流器122的更特定的實(shí)施例中，葉片柄部59的徑向延伸部分125包括葉片柄部59的過渡區(qū)60。整流器還可稱為隆起部?？諝鈩?dòng)力整流器122附接至整流器柄部128，整流器柄部128又附接至整流器根部130。整流器柄部128布置在空氣動(dòng)力整流器122與整流器根部130之間，并且優(yōu)選地與它們一體且單塊地形成。
[0028]參照?qǐng)D6和7，轂蓋支撐件106的支撐件殼體112中的周向間隔開的軸向地延伸的槽道131從支撐件殼體112的后端部或殼體后緣132向前或向上游延伸?？梢瞥髌?22的整流器柄部128布置在槽道131中。整流器柄部128從整流器122的整流器向前端部或整流器向前末梢134退后整流器退后距離136。整流器柄部128也從整流器根部130的根部向前端部或根部向前末梢140退后根部退后距離144。因而，當(dāng)可移除整流器122安裝至轂蓋支撐件106時(shí)，整流器122和整流器根部130沿環(huán)形支撐件殼體112的徑向外和內(nèi)周圍表面部分150、152接合且卡住環(huán)形支撐件殼體112，該環(huán)形支撐件殼體112繞槽道131周向地且軸向地向前或向上游延伸。
[0029]整流器122可以可移除地通過整流器柄部以外的機(jī)構(gòu)附接在殼體中的槽道中。例如，整流器122可通過螺