專利名稱：用于燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪轉(zhuǎn)子葉片的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪轉(zhuǎn)子葉片、包含這種葉片的渦輪轉(zhuǎn)子，以及包含這種轉(zhuǎn)子的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)。
背景技術(shù)：
燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪的操作依賴于燃?xì)夂蜏u輪之間的能量傳遞。阻礙渦輪發(fā)出全部功效的損耗部分地由流過(guò)渦輪轉(zhuǎn)子葉片葉尖的工作流體的泄漏流量引起。
在具有無(wú)護(hù)罩式轉(zhuǎn)子葉片的渦輪中，流經(jīng)渦輪的一部分工作流體會(huì)從葉片翼型的壓力面穿過(guò)其葉尖和固定護(hù)罩或機(jī)匣之間的間隙而運(yùn)動(dòng)到吸力面上。這種泄漏是由于在翼型的壓力面和吸力面之間存在壓力差而發(fā)生的。這種泄漏流量還會(huì)在大部分翼展上形成氣流擾動(dòng)，這也會(huì)導(dǎo)致渦輪效率的損耗。
通過(guò)控制葉尖上的空氣或燃?xì)獾男孤┝髁浚梢蕴岣呙考?jí)轉(zhuǎn)子的效率。一種方法是在轉(zhuǎn)子葉尖上施加護(hù)罩。當(dāng)將轉(zhuǎn)子葉片組裝在可攜帶其的轉(zhuǎn)子輪盤中時(shí)，這些護(hù)罩形成了連續(xù)的環(huán)，其可防止葉尖處的從翼型壓力面到吸力面的泄漏流量。雖然仍然存在穿過(guò)機(jī)匣和旋轉(zhuǎn)護(hù)罩之間的間隙的軸向泄漏，然而空氣動(dòng)力學(xué)損耗方面的不利情形得到了顯著的降低，這通常還通過(guò)在護(hù)罩頂部上設(shè)置迷宮式密封來(lái)增強(qiáng)。
然而，旋轉(zhuǎn)護(hù)罩具有重量較大的缺點(diǎn)。結(jié)果，可能需要限制翼型葉片的速度，以實(shí)現(xiàn)可以接受的葉片應(yīng)力。然而這將會(huì)對(duì)提高空氣動(dòng)力學(xué)負(fù)載產(chǎn)生一定的影響，這也將導(dǎo)致效率下降，抵消了護(hù)罩的某些益處。
如果為了有助于達(dá)到較高的熱效率而使渦輪葉片在非常高的溫度下工作，那么護(hù)罩環(huán)的使用會(huì)變得非常困難。這些溫度受到渦輪葉片材料的限制。必須對(duì)這些部件進(jìn)行冷卻以達(dá)到可接受的部件壽命，部件壽命與材料溫度、應(yīng)力和材料性能有關(guān)。
現(xiàn)在已經(jīng)有大量的冷卻系統(tǒng)應(yīng)用于現(xiàn)代的燃?xì)鉁u輪葉片中。例如，在Cohen H，Rogers G F C，Saravanamuttoo H I H，1981，“燃?xì)鉁u輪原理”，p232-235，Longman以及Rolls-Royce plc，1986，“噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)”，p86-88，Renault Printing Co Ltd.沖介紹了這種冷卻系統(tǒng)。所提供的冷卻越充分，所致的材料溫度越低，從而對(duì)于給定的部件壽命來(lái)說(shuō)可允許的葉片應(yīng)力越大。利用從上游壓縮機(jī)系統(tǒng)中流出的穿過(guò)最后一個(gè)壓縮機(jī)與第一渦輪之間的燃燒室的相對(duì)較冷的流體，就可實(shí)現(xiàn)冷卻。這些空氣被引入到渦輪葉片中，在渦輪葉片中通過(guò)內(nèi)部的對(duì)流冷卻和外部冷卻的組合來(lái)進(jìn)行冷卻。然而，這種冷卻有不利的方面。它的使用會(huì)損害機(jī)器的整體效率，因此渦輪的設(shè)計(jì)者會(huì)盡力去減少所使用的冷卻空氣量。所有這些設(shè)計(jì)方面的限制通常會(huì)導(dǎo)致第一級(jí)渦輪的轉(zhuǎn)子葉片是無(wú)護(hù)罩的，這是因?yàn)闊o(wú)法容易地調(diào)節(jié)由護(hù)罩環(huán)所引起的額外重量和更高的應(yīng)力。然而，一直在尋求能夠減少葉尖泄漏流量在空氣動(dòng)力學(xué)方面所引起的顯著障礙的方法。
文獻(xiàn)US5525038公開了一種用于減少葉尖泄漏損耗的葉片翼型設(shè)計(jì)。在該文獻(xiàn)中，翼型吸力面的葉尖區(qū)域具有弓形的弧面。該弧面的弓形朝向轉(zhuǎn)子葉片的葉尖具有逐漸增加的曲率，從而垂直于吸力面弧面的徑向分量朝向葉尖逐漸變大。還應(yīng)注意的是，翼型在葉尖區(qū)域具有從前緣一直弦向地延伸到后緣的弧面。另外，無(wú)論是切向和/或軸向的，上述葉尖的所有偏斜存在于整個(gè)葉尖區(qū)域中。
在葉片設(shè)計(jì)中需要注意的葉片的一個(gè)特別區(qū)域是后緣。后緣最好保持為很薄，以減少空氣動(dòng)力學(xué)損耗，但因此很難對(duì)其進(jìn)行冷卻，從而不得不減小抗張應(yīng)力。通過(guò)從后緣的上游噴射空氣膜至翼型表面上，并在翼型的主體中從較大的徑向通道中鉆出冷卻孔到后緣中，就可以實(shí)現(xiàn)冷卻。因此，在文獻(xiàn)US5525038中所公開的翼型具有某些缺點(diǎn)首先，無(wú)法在彎曲的后緣中容易地加工出冷卻孔。理想上說(shuō)，這應(yīng)當(dāng)在一次操作中完成以降低成本，但這要求所有孔處于同一平面，即構(gòu)成葉片的翼型截面的后緣必須處于一個(gè)平面。彎曲的后緣(帶有逐漸增大的曲率)需要通過(guò)多次操作來(lái)加工出孔，這導(dǎo)致了顯著的額外成本。其次，偏斜的葉尖將會(huì)引起葉片中的額外的彎曲應(yīng)力。在葉片的主體中，這些方面通?？梢酝ㄟ^(guò)在具體設(shè)計(jì)中進(jìn)行改變來(lái)調(diào)整，例如局部地增加壁厚。然而，在后緣區(qū)域中無(wú)法這樣做，因此在后緣區(qū)域中將存在更大的應(yīng)力。這將導(dǎo)致部件的壽命縮短，或者需要額外的冷卻，這將損害發(fā)動(dòng)機(jī)的性能。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種用于燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪轉(zhuǎn)子葉片，其可避免上述現(xiàn)有技術(shù)中的缺點(diǎn)，但仍能提供較低的葉尖泄漏損耗。另外，其可以使制造成本保持較低，并且可靠性較高。
這一問(wèn)題通過(guò)具有下述特征的用于燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪轉(zhuǎn)子葉片來(lái)解決。在下文中還介紹了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。
本發(fā)明提供了一種用于燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子葉片，該葉片包括葉根和從中伸出來(lái)的翼型，該翼型具有前緣和后緣、大體上凹入的壓力面和大體上凸出的吸力面，其特征在于，翼型形狀在截面上沿著其長(zhǎng)度而變化，使得-后部的吸力面的弦向凸曲率朝向葉尖的方向減??；-靠近中間的吸力面的凸曲率朝向葉尖的方向增大；-翼型截面的交錯(cuò)(stagger)朝向葉尖的方向增大；和-后緣是直線。
用語(yǔ)“凹入”和“凸出”在本文中指的是弦向方向。交錯(cuò)的增大優(yōu)選導(dǎo)致了壓力面上的弦向凸曲率。這具有空氣動(dòng)力學(xué)的結(jié)果，即提高了壓力面上的速度，降低了會(huì)導(dǎo)致葉尖泄漏的局部靜壓力，從而進(jìn)一步減少了泄漏。
后緣的直線最好是徑向的，然而根據(jù)設(shè)計(jì)的空氣動(dòng)力學(xué)和機(jī)械學(xué)方面的具體情況，該直線可以偏斜一定的徑向和/或切向角度。
可以消除葉尖截面中的后部吸力面的弦向凸曲率，以便提供平坦的背面，或者其甚至可倒過(guò)來(lái)而變成凹入的。
翼型的下部?jī)?yōu)選具有最小40％跨距到最大80％跨距的徑向范圍。葉尖截面優(yōu)選在幾何形狀和空氣動(dòng)力學(xué)上能平滑地融入到翼型的下部中。翼型在葉尖截面和下部之間的融合優(yōu)選使得空氣動(dòng)力學(xué)負(fù)載可在徑向上遠(yuǎn)離葉尖而均勻地重新分布。
翼型截面的后緣部分優(yōu)選成形為使其在二維平面圖中類似，這樣，設(shè)于后緣中的一排弦向冷卻孔將處于同一徑向幾何平面上，使得它們能在一次操作中加工出來(lái)。翼型葉尖截面相對(duì)于下基部的較大交錯(cuò)將導(dǎo)致翼型葉尖截面的前/中部分在朝向吸力面的方向上切向地偏斜。與文獻(xiàn)US5525038中所公開的裝置不同，該偏斜被限制在葉尖的有限部分內(nèi)，而后緣保持平直。這樣，在葉尖截面中，在徑向方向上只有吸力面的前/中部分是凹入的，而且在徑向方向上只有壓力面的前部是凸出的。
本發(fā)明還提供了一種用于燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪轉(zhuǎn)子，其包含有多個(gè)根據(jù)本發(fā)明的渦輪葉片。本發(fā)明還提供了一種包含有本發(fā)明渦輪轉(zhuǎn)子的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)。


通過(guò)參考下述詳細(xì)描述并結(jié)合附圖，可以容易地得到并更好地理解本發(fā)明的全面內(nèi)容及其優(yōu)點(diǎn)。在附圖中圖1是兩個(gè)根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的轉(zhuǎn)子葉片的中跨翼型截面的馬赫數(shù)分布(標(biāo)準(zhǔn)出口)的圖；圖2是用于圖1所示葉片的中跨截面輪廓形狀的示意圖；
圖3和4是圖1和2所示葉片的完整翼型形狀的軸測(cè)圖；圖5是渦輪級(jí)效率相對(duì)于葉片跨距百分比形式的葉尖游隙或間隙的百分比損耗圖，其通過(guò)計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)(CFD)來(lái)得出；圖6是圖3和4所示翼型的用CFD計(jì)算得出的葉尖馬赫數(shù)分布圖；圖7是兩個(gè)大升力翼型的軸測(cè)圖，這兩個(gè)翼型已被重新堆疊以產(chǎn)生偏斜；圖8與圖5相同，但增加了圖7所示翼型的比較結(jié)果；圖9是圖3和7所示翼型在90％跨距處所計(jì)算出的馬赫數(shù)分布圖；圖10是中跨處的相應(yīng)圖；圖11是傳統(tǒng)葉片和圖12所示的重新設(shè)計(jì)的葉片的計(jì)算出來(lái)的2D馬赫數(shù)分布圖；圖12是將傳統(tǒng)的后載式翼型的葉尖截面和根據(jù)本發(fā)明葉片的相應(yīng)截面進(jìn)行比較的圖；圖13是從根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的轉(zhuǎn)子葉片的前方看去的軸測(cè)圖；圖14是根據(jù)本發(fā)明翼型的通過(guò)CFD計(jì)算出的葉尖馬赫數(shù)分布圖；圖15是通過(guò)CFD計(jì)算出的相對(duì)于葉尖間隙的轉(zhuǎn)子損耗的比較圖；和圖16是圖13所示轉(zhuǎn)子葉片的平面圖，其顯示了5％跨距處的徑向上等距隔開的連續(xù)翼型截面。
圖中各標(biāo)號(hào)的含義如下1吸力面；2壓力面；3葉根；4葉尖；5后緣。
具體實(shí)施例方式
在詳細(xì)介紹根據(jù)本發(fā)明的渦輪轉(zhuǎn)子葉片的幾何結(jié)構(gòu)之前，介紹一下這些結(jié)構(gòu)如何工作、尤其是其如何影響渦輪轉(zhuǎn)子的空氣動(dòng)力特性是很有用的。首先來(lái)考慮基本的渦輪空氣動(dòng)力學(xué)特性，然后介紹利用空氣動(dòng)力學(xué)的方式從葉尖上卸載的優(yōu)點(diǎn)，最后介紹本發(fā)明的詳細(xì)情況。
本發(fā)明的渦輪葉片具有“大升力”的空氣動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)，圖1是用于比較兩個(gè)轉(zhuǎn)子葉片的中跨翼型截面的馬赫數(shù)分布(標(biāo)準(zhǔn)化出口)的圖，這兩個(gè)轉(zhuǎn)子葉片具有彼此相同的軸向弦長(zhǎng)以及相同的入口和出口流動(dòng)條件。這兩個(gè)翼型的不同之處如下a)傳統(tǒng)的(低)升力翼型的特征在于，從后部吸力面上的馬赫數(shù)點(diǎn)到后緣的流動(dòng)只有很小的擴(kuò)散(稱為“背面擴(kuò)散”)。
b)大升力翼型具有比傳統(tǒng)翼型高約36％的升力，其通過(guò)以相同的比例增加輪廓節(jié)距以減少約30％的翼型數(shù)量來(lái)實(shí)現(xiàn)。此時(shí)背面擴(kuò)散就會(huì)大很多，從而顯著地增大了馬赫數(shù)峰值。
圖2比較了中跨截面的輪廓形狀。在圖3和圖4中以軸測(cè)圖分別顯示了傳統(tǒng)的和大升力的這兩個(gè)葉片的完整翼型形狀。顯然，大升力葉片的節(jié)距增大了。這兩個(gè)翼型均明顯具有凸出的彎曲吸力面1(在弦向方向上)，馬赫數(shù)峰值點(diǎn)的位置與表面曲率的局部最大位置重合。每個(gè)葉片都具有凹入的壓力面2、葉根端3和葉尖4。這兩個(gè)翼型都以相同的方式徑向堆疊在穿過(guò)后緣環(huán)中心的直線5上。
利用計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)(CFD)在葉尖間隙的范圍內(nèi)對(duì)這兩個(gè)翼型周圍的流動(dòng)進(jìn)行計(jì)算。圖5顯示了結(jié)果，其形式為預(yù)測(cè)的轉(zhuǎn)子損耗(表示為渦輪級(jí)效率的百分比)與葉尖間隙(表示為轉(zhuǎn)子跨距的百分比)的關(guān)系。應(yīng)當(dāng)注意的是，這些預(yù)測(cè)通常不用來(lái)給出效率的絕對(duì)值，但仍然表示了不同幾何形狀之間的定性差異。
在文章“通過(guò)3D翼型設(shè)計(jì)來(lái)減少葉尖間隙損耗”，Staubach J B，Sharma O P，Stetson G M，ASME 96-TA-13，November，1998(參考文獻(xiàn)3)中給出了在1％間隙/跨距、約2％渦輪級(jí)效率的條件下，渦輪轉(zhuǎn)子葉片的葉尖泄漏損耗交換率的典型值。圖5所示的用于傳統(tǒng)葉片的數(shù)值稍微低于此，其證明了CFD最適合用于定性預(yù)測(cè)，而不是絕對(duì)精確的。
圖5還顯示了在零葉尖間隙處，這兩個(gè)翼型具有幾乎相同的損耗(給定所用CFD編碼的精度)。然而很明顯，在任何給定的葉尖間隙下，大升力翼型具有比傳統(tǒng)翼型明顯更大的泄漏損耗。其原因如圖6所示。圖6比較了傳統(tǒng)翼型和大升力翼型在靠近葉尖的90％跨距處的計(jì)算出來(lái)的馬赫數(shù)分布。由于在吸力面上的燃?xì)饬魉俑?，因此大升力翼型的高得多的空氣?dòng)力學(xué)載荷引起了更大的葉尖泄漏，以及更大的混合損耗。
參考文獻(xiàn)3顯示了如何使如文獻(xiàn)US5525038所示的葉尖偏斜以減少葉尖泄漏損耗。為了表現(xiàn)這一點(diǎn)，已經(jīng)將大升力翼型如參考文獻(xiàn)3中所介紹的那樣堆疊起來(lái)，并再次用CFD來(lái)計(jì)算所得的流場(chǎng)。圖7顯示了重新堆疊的大升力翼型的軸測(cè)圖。偏斜是純切向的，從約60％跨距處開始，堆疊軸線的曲線在形狀上為拋物線形，相對(duì)于垂直方向的最大角度(40°)位于葉尖處。
圖8與圖5相同(轉(zhuǎn)子損耗以渦輪級(jí)效率的百分比相對(duì)于間隙/跨距的百分比來(lái)表示)，但增加了偏斜轉(zhuǎn)子葉尖的結(jié)果?？梢钥吹?，葉尖泄漏損耗降低，但是零間隙處的損耗更高，這意味著只有在較大的葉尖間隙處才是真正有利的。
通過(guò)對(duì)平直的和偏斜的葉尖翼型在90％跨距處(圖9)和中跨處(圖10)的計(jì)算出的翼型馬赫數(shù)分布進(jìn)行比較，就可以理解其中的原因。圖9顯示了葉尖偏斜如何為葉尖截面的所需吸力面分流載荷；這導(dǎo)致了葉尖泄漏損耗降低。然而，如在圖10中的中跨處所見，載荷已經(jīng)沿著跨距重新分布。這里更高的表面速度導(dǎo)致了輪廓(潮濕區(qū)域)損耗增加，雖然在靠近葉尖處這些損耗有所降低，然而在零間隙處的總體效果是損耗增大。
圖9也是值得注意的，因?yàn)閳D中所示的葉尖偏斜只是使翼型吸力面的前/中部分的負(fù)荷得到卸載。這是僅使翼型葉尖偏斜而保留翼型形狀不變的缺點(diǎn)之一。后部吸力面上的速度分布未受到較大的影響，這限制了能夠?qū)崿F(xiàn)的葉尖處空氣動(dòng)力學(xué)負(fù)荷的降低。
現(xiàn)在來(lái)看圖12，根據(jù)本發(fā)明，葉尖處的2D翼型截面經(jīng)過(guò)了重新設(shè)計(jì)，從而顯著地改變了速度分布。與后載式不同，當(dāng)作為2D空氣動(dòng)力學(xué)截面來(lái)分析時(shí)，負(fù)荷前移。這在圖11中可以看出，在該圖中對(duì)原有葉尖截面和重新設(shè)計(jì)的葉尖截面在90％跨距處計(jì)算得出的2D馬赫數(shù)分布進(jìn)行了比較。所示的重新設(shè)計(jì)的輪廓是一個(gè)極端的例子，其中負(fù)載已經(jīng)移動(dòng)到了翼型的前部。更普遍的是，負(fù)載將移動(dòng)到中間區(qū)域。翼型在葉片下部處、即從輪轂中徑向延伸到中跨部分周圍處的設(shè)計(jì)仍保持為顯著的后載形式。葉尖截面的2D升力分布上的變化通過(guò)減小后部吸力面上的弦向凸曲率并增大前/中區(qū)域中的該曲率來(lái)實(shí)現(xiàn)。后部吸力面可以變成平坦的或甚至是凹入的，以便局部地減小升力。作為葉尖截面表面曲率的變化的結(jié)果，截面的交錯(cuò)增大了。在這里，交錯(cuò)定義為渦輪中心線與穿過(guò)翼型的前緣環(huán)及后緣環(huán)的中心而作出的直線之間的角度。這樣，如圖12所示，當(dāng)與后緣重合起來(lái)觀察時(shí)，重新設(shè)計(jì)的翼型的前部相對(duì)于原有設(shè)計(jì)在吸力面的方向上有所移動(dòng)。
現(xiàn)在將重新設(shè)計(jì)的升力前移的葉尖截面與下部中的后載式翼型堆疊起來(lái)以得到如圖13中的軸測(cè)圖所示的翼型。與原有大升力翼型一樣，這種堆疊處于穿過(guò)后緣的徑向線上。從圖中可以看出，由于具有徑向上平直的后緣5，因此翼型交錯(cuò)在跨距上的逐漸增大會(huì)導(dǎo)致在翼型前部中存在局部的葉尖偏斜。這種局部的葉尖偏斜具有使空氣動(dòng)力學(xué)負(fù)載在翼型前部中從葉尖徑向向下地至下方翼型截面上進(jìn)行重新分布的效果。應(yīng)當(dāng)記住，葉尖截面的2D設(shè)計(jì)有意地將升力向前移動(dòng)到翼型的中/前區(qū)域，在這里局部偏斜具有最佳的效果。升力從葉尖區(qū)域徑向向內(nèi)地重新分布類似于使整個(gè)葉尖偏斜所產(chǎn)生的分布，并導(dǎo)致在下方翼型截面中存在增大的升力。由于在吸力面的前/中部分中存在額外的升力，因此可以看出，將這些下方截面設(shè)計(jì)成明顯的后載形式將會(huì)部分地補(bǔ)償該額外的升力。
圖14顯示了由CFD計(jì)算出的與原有大升力設(shè)計(jì)相比所得的葉尖馬赫數(shù)分布?？梢钥闯觯c未變化的翼型相比，沿著大部分吸力面的馬赫數(shù)已經(jīng)降低。這便導(dǎo)致了較低的葉尖泄漏流量和較少的混合。后部壓力面上的馬赫數(shù)已經(jīng)提高，也就是說(shuō)，局部靜壓力已經(jīng)下降。這也將具有減少葉尖泄漏的效果。對(duì)于重新設(shè)計(jì)的輪廓而言，升力在吸力面上的緊鄰前緣之后有很小的增加。其原因是在這里作為一個(gè)示例而顯示了一個(gè)極端化的前載式設(shè)計(jì)。然而這不是本發(fā)明的固有特征。比較圖11和圖14可以看到，如預(yù)期的那樣，2D設(shè)計(jì)中的前部吸力面上的大升力已經(jīng)被3D效果所消除(徑向重新分布)。
圖15顯示了CFD預(yù)測(cè)的轉(zhuǎn)子損耗相對(duì)于葉尖間隙的變化，其重復(fù)了圖8的結(jié)果，但增加了由重新設(shè)計(jì)的葉尖所致的效果。從圖中可以看出，在零葉尖間隙處，損耗高于未變化的大升力翼型的損耗，并且非常類似于完全偏斜葉尖的損耗。在零葉尖間隙處損耗大于原有輪廓的原因與完全偏斜葉尖的原因非常類似。與未變化的大升力翼型相比，因葉尖泄漏所致的損耗下降了很多。這種改進(jìn)比這里分析的完全偏斜的翼型更好。而且，對(duì)于較大的間隙(2％跨距)而言，損耗接近小升力翼型的損耗。因大升力所導(dǎo)致的增大損耗幾乎被消除。
圖16顯示了從徑向上方看去的一些2D翼型截面的重疊圖?？梢钥吹?，在后緣區(qū)域中翼型的形狀幾乎重合。這意味著后緣冷卻孔的加工可以在一次操作中容易地完成，這便降低了制造的成本，而且在這一關(guān)鍵的后緣區(qū)域中不存在額外的彎曲應(yīng)力。
權(quán)利要求
1.一種用于燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子葉片，所述葉片包括葉根(3)和從中伸出來(lái)的翼型，所述翼型具有前緣和后緣(5)、大體上凹入的壓力面(2)和大體上凸出的吸力面(1)，其特征在于，所述翼型的形狀在截面上沿著其長(zhǎng)度而變化，使得-后部的吸力面(1)的弦向凸曲率朝向所述葉尖(4)的方向減小；-靠近中間的吸力面的凸曲率朝向所述葉尖(4)的方向增大；-所述翼型截面的交錯(cuò)朝向所述葉尖(4)的方向增大；和-所述后緣(5)是直線。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)子葉片，其特征在于，所述交錯(cuò)的增加導(dǎo)致了所述壓力面(2)上的弦向凸曲率。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的轉(zhuǎn)子葉片，其特征在于，所述后緣(5)的直線在使用中相對(duì)于所述葉片的旋轉(zhuǎn)軸線徑向地延伸。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的轉(zhuǎn)子葉片，其特征在于，所述后緣(5)的直線相對(duì)于所述葉片的旋轉(zhuǎn)軸線以與徑向呈一定角度而延伸。
5.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的轉(zhuǎn)子葉片，其特征在于，在所述葉尖截面上消除了所述后部吸力面(1)的弦向凸曲率，從而提供了平坦的背面。
6.根據(jù)權(quán)利要求1到4中任一項(xiàng)所述的轉(zhuǎn)子葉片，其特征在于，所述后部吸力面(1)的弦向凸曲率在所述葉尖截面上倒過(guò)來(lái)，從而提供了凹入的背面。
7.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的轉(zhuǎn)子葉片，其特征在于，所述翼型的下部具有最小40％跨距到最大80％跨距的徑向范圍。
8.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的轉(zhuǎn)子葉片，其特征在于，所述葉尖截面在幾何形狀和空氣動(dòng)力學(xué)特性上平滑地融入到所述翼型的下部中。
9.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的轉(zhuǎn)子葉片，其特征在于，所述翼型截面的后緣區(qū)域成形為使其在二維平面圖中類似，并且包括有設(shè)于所述后緣中的處于同一徑向幾何平面內(nèi)的一排弦向冷卻孔。
10.一種用于燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪轉(zhuǎn)子，其包括有多個(gè)根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的轉(zhuǎn)子葉片。
11.一種燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)，其包括有根據(jù)權(quán)利要求10所述的渦輪轉(zhuǎn)子。
12.一種基本上如上所述并如圖13所示的轉(zhuǎn)子葉片。
全文摘要
一種用于燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子葉片，該葉片包括葉根(3)和從中伸出來(lái)的翼型，該翼型具有前緣和后緣(5)、大體上凹入的壓力面(2)和大體上凸出的吸力面(1)。葉片的翼型形狀在截面上沿著其長(zhǎng)度而變化，使得后部的吸力面的弦向凸曲率朝向葉尖(4)的方向減??；靠近中間的吸力面的凸曲率朝向葉尖的方向增大；翼型截面的交錯(cuò)朝向葉尖的方向增大；以及后緣(5)是直線。
文檔編號(hào)F01D5/14GK1607317SQ20041008805
公開日2005年4月20日 申請(qǐng)日期2004年10月15日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月15日
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