翼型件及相應(yīng)的制造方法
【專利摘要】一種翼型件及制造翼型件的方法，該翼型件包括在前緣和后緣處聯(lián)接在一起且在它們之間延伸的第一側(cè)和第二側(cè)。該翼型件包括具有第一弦長(zhǎng)且在前緣處從該翼型件的第一側(cè)或第二側(cè)其中之一向外延伸的多個(gè)第一弦段，和具有第二弦長(zhǎng)且在前緣處從該翼型件的第一側(cè)或第二側(cè)其中之一向外延伸的多個(gè)第二弦段。前緣包括限定波形的隔開的波形突出部。限定了三維細(xì)圓齒式的翼型件的該構(gòu)造被構(gòu)造成通過(guò)使由翼型件與上游產(chǎn)生的尾流或旋渦的互相作用造成的不穩(wěn)定壓力幅度減小和在空間上與時(shí)間上去相關(guān)，而有助于對(duì)于至少一個(gè)上游產(chǎn)生的沖擊尾流或旋渦的翼型件不穩(wěn)定壓力響應(yīng)的降敏作用。
【專利說(shuō)明】翼型件及相應(yīng)的制造方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本文所提出的實(shí)施例大體涉及構(gòu)造成用于尾流降敏作用的空氣動(dòng)力學(xué)表面，且更 具體而言，涉及用于對(duì)來(lái)自上游的沖擊尾流和旋渦的不穩(wěn)定壓力響應(yīng)的降敏作用的空氣動(dòng) 力學(xué)表面(諸如翼型件）上的前緣構(gòu)造。

【背景技術(shù)】
[0002] 至少一些已知的包括空氣動(dòng)力學(xué)表面的機(jī)械，諸如但不限于飛行器發(fā)動(dòng)機(jī)、燃?xì)?渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)和蒸汽渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)，包括多個(gè)旋轉(zhuǎn)翼型件和固定翼型件，它們經(jīng)受從上游物體， 諸如上游葉片排，產(chǎn)生的沖擊尾流和旋渦，或者不穩(wěn)定輸入氣流。上游產(chǎn)生的尾流和旋渦被 引導(dǎo)到下游，此處，它們可沖擊在下游翼型件的前緣上。在一些情況中，來(lái)自上游物體在下 游翼型件(其相對(duì)于彼此運(yùn)動(dòng)）上的尾流沖擊是在渦輪機(jī)應(yīng)用中產(chǎn)生的空氣動(dòng)力學(xué)噪音和 空氣動(dòng)力學(xué)載荷的主要源。在一些已知的旋轉(zhuǎn)機(jī)械中，噪音可通過(guò)上游旋轉(zhuǎn)翼型件的尾流 沖擊在位于下游的固定或旋轉(zhuǎn)翼型件的前緣上、上游定子構(gòu)件的尾流沖擊在位于下游的旋 轉(zhuǎn)或固定翼型件的前緣上或者上游旋轉(zhuǎn)翼型件的尾流沖擊在位于下游的逆向旋轉(zhuǎn)翼型件 的前緣上而產(chǎn)生。在一些已知發(fā)動(dòng)機(jī)中，尾流可包含非均勻的溫度分布。
[0003] 由飛行器發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的噪音可受國(guó)際以及本地法規(guī)約束，由此產(chǎn)生對(duì)燃料效率以 及排放與噪音污染進(jìn)行平衡的需求。在渦輪機(jī)應(yīng)用中產(chǎn)生的空氣動(dòng)力學(xué)噪音和空氣動(dòng)力學(xué) 載荷的主要源是來(lái)自上游葉片排的尾流在下游葉片排或翼片（它們相對(duì)于彼此運(yùn)動(dòng)）上的 互相作用。實(shí)例包括與下游出口導(dǎo)向翼片（0GV)相互作用的風(fēng)機(jī)尾流，由前后轉(zhuǎn)子互相作 用產(chǎn)生的逆向旋轉(zhuǎn)開放轉(zhuǎn)子噪音，來(lái)自增壓機(jī)入口導(dǎo)向翼片（IGV)上的風(fēng)機(jī)尾流沖擊的增 壓機(jī)噪音，等等。更具體而言，翼型件的前緣上的沖擊尾流可導(dǎo)致從渦輪機(jī)發(fā)散的噪音的增 力口，以及葉片排上的空氣動(dòng)力學(xué)載荷的潛在增加。通過(guò)尾流幅度的減小以及不穩(wěn)定壓力響 應(yīng)的時(shí)間的去相關(guān)實(shí)現(xiàn)的降敏作用可減少在尾流沖擊在葉片排或翼片的前緣上時(shí)產(chǎn)生的 噪音和空氣動(dòng)力學(xué)載荷。至少一些已知的減小下游翼型件上的尾流幅度的方法包括增大上 游物體或翼型件與下游翼型件之間的距離。該增大的距離使尾流混合，且由此減小了翼型 件前緣上的尾流沖擊的幅度。然而，增大上游物體與下游翼型件之間的距離可增大發(fā)動(dòng)機(jī) 的大小、重量以及成本，且由此降低發(fā)動(dòng)機(jī)的效率和性能。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 根據(jù)一個(gè)示例性實(shí)施例，公開了一種翼型件，包括：在前緣和后緣處聯(lián)接在一起的 第一側(cè)和第二側(cè)；限定至少一個(gè)第一弦長(zhǎng)的多個(gè)第一弦段和限定至少一個(gè)第二弦長(zhǎng)的多個(gè) 第二弦段，該多個(gè)第一弦段和第二弦段限定沿著翼型件的前緣的波形，所述前緣包括：多個(gè) 隔開的波形突出部，所述多個(gè)波形突出部中的各個(gè)波形突出部限定了波頂端和限定在至少 一對(duì)相鄰的隔開的波形突出部之間的至少一個(gè)波谷部分，其中，相鄰的波形突出部在它們 之間限定了頂端到頂端距離，該頂端到頂端距離在代表該至少一個(gè)第一弦長(zhǎng)的百分比的值 的范圍中，其中，所述波形突出部為以下情況中的至少一種：基本均勻地隔開和不均勻地隔 開，且其中，所述多個(gè)第一弦段中的至少一個(gè)弦段在前緣處從翼型件的第一側(cè)或第二側(cè)其 中之一向外延伸，且所述多個(gè)第二弦段中的至少一個(gè)弦段在前緣處從翼型件的第一側(cè)或第 二側(cè)其中之一向外延伸，向外延伸的第一弦段和第二弦段以及該多個(gè)隔開的波形突出部限 定了三維細(xì)圓齒式的翼型件，且其中，該至少一個(gè)翼型件構(gòu)造成通過(guò)使由翼型件與上游產(chǎn) 生的尾流或旋渦的互相作用造成的不穩(wěn)定壓力幅度減小和去相關(guān)（空間上以及時(shí)間上）， 而有助于對(duì)于至少一個(gè)上游產(chǎn)生的沖擊尾流或旋渦的翼型件不穩(wěn)定壓力響應(yīng)的降敏作用。
[0005] 根據(jù)另一個(gè)示例性實(shí)施例，公開了一種用于發(fā)動(dòng)機(jī)中的翼型件，所述翼型件包括： 在前緣和后緣處聯(lián)接在一起的第一側(cè)和第二側(cè)；具有第一厚度且限定至少一個(gè)第一弦長(zhǎng) 的多個(gè)第一弦段，以及具有第二厚度且限定了至少一個(gè)第二弦長(zhǎng)的多個(gè)第二弦段，其中，所 述多個(gè)第一弦段中的各個(gè)第一弦段限定在所述多個(gè)第二弦段中的各個(gè)第二弦段之間，且其 中，第一弦長(zhǎng)比第二弦長(zhǎng)更長(zhǎng)，限定了沿著翼型件前緣的波形，所述前緣包括：多個(gè)隔開的 波形突出部，所述多個(gè)波形突出部中的各個(gè)波形突出部限定了波頂端和限定在至少一對(duì)相 鄰的隔開的波形突出部之間的至少一個(gè)波谷部分，其中，相鄰的波形突出部在它們之間限 定了頂端到頂端距離，該頂端到頂端距離在代表該至少一個(gè)第一弦長(zhǎng)的百分比的值的范圍 內(nèi)，其中，所述波形突出部為以下情況中的至少一種：基本均勻地隔開和不均勻地隔開，且 其中，所述多個(gè)第一弦段中的至少一個(gè)弦段在翼型件的前緣處從翼型件的所述第一側(cè)或所 述第二側(cè)其中之一向外延伸，且所述多個(gè)第二弦段中的至少一個(gè)弦段在該前緣處從翼型件 的第一側(cè)或第二側(cè)其中之一向外延伸，向外延伸的第一弦段和第二弦段以及該多個(gè)隔開的 波形突出部限定了三維細(xì)圓齒式的翼型件，且其中，該至少一個(gè)翼型件構(gòu)造成通過(guò)使翼型 件與上游產(chǎn)生的尾流或旋渦的互相作用造成的不穩(wěn)定壓力幅度減小和去相關(guān)（空間上以 及時(shí)間上），以及最小化前緣周圍的高的流加速的不利影響，而有助于對(duì)至少一個(gè)上游產(chǎn)生 的沖擊尾流或旋渦的翼型件不穩(wěn)定壓力響應(yīng)的降敏作用。
[0006] 根據(jù)另一個(gè)示例性實(shí)施例，公開了一種制造翼型件的方法，所述方法包括：制造至 少一個(gè)包括在前緣和后緣處聯(lián)接在一起的第一側(cè)和第二側(cè)的翼型件，其中，該翼型件包括 限定至少一個(gè)第一弦長(zhǎng)的多個(gè)第一弦段和限定至少一個(gè)第二弦長(zhǎng)的多個(gè)第二弦段，它們各 自在后緣和前緣之間延伸，且沿著翼型件的前緣限定了波形，所述前緣限定了在所述翼型 件的根部部分與所述翼型件的頂端部分之間的長(zhǎng)度，所述前緣包括：多個(gè)隔開的波形突出 部，所述多個(gè)波形突出部中的各個(gè)波形突出部限定了波頂端和限定在至少一對(duì)相鄰的隔開 的波形突出部之間的至少一個(gè)波谷部分，其中，相鄰的波形突出部在它們之間限定了頂端 到頂端距離，該頂端到頂端距離在代表該至少一個(gè)第一弦長(zhǎng)的百分比的值的范圍內(nèi)，其中， 所述波形突出部為以下情況中的至少一種：基本均勻地隔開和不均勻地隔開，且其中，所述 多個(gè)第一弦段中的至少一個(gè)弦段在前緣處從翼型件的第一側(cè)或第二側(cè)其中之一向外延伸， 且該多個(gè)第二弦段中的至少一個(gè)弦段在前緣處從翼型件的第一側(cè)或第二側(cè)其中之一向外 延伸，向外延伸的第一弦段和第二弦段以及該多個(gè)隔開的波形突出部限定了三維細(xì)圓齒式 的翼型件；且其中，該至少一個(gè)翼型件構(gòu)造成通過(guò)使翼型件與上游產(chǎn)生的尾流或旋渦的互 相作用造成的不穩(wěn)定壓力幅度減小和去相關(guān)（空間上以及時(shí)間上），而有助于對(duì)至少一個(gè) 上游產(chǎn)生的沖擊尾流或旋渦的翼型件不穩(wěn)定壓力響應(yīng)的降敏作用。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0007] 結(jié)合附圖考慮，根據(jù)隨后的詳細(xì)描述，本公開的以上以及其它方面、特征和優(yōu)點(diǎn)將 變得更加明顯，在附圖中： 圖1是示例性渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的示意性的圖示； 圖2是圖1中所示的發(fā)動(dòng)機(jī)的一部分的放大視圖； 圖3是可與圖1中所示的發(fā)動(dòng)機(jī)一起使用的翼型件的透視圖； 圖4是圖3中所示的翼型件的一部分的放大視圖； 圖5是圖3中所示的翼型件的一部分的截面端視圖； 圖6是圖3中所示的翼型件的第一弦段的截面圖； 圖7是圖3中所示的翼型件的第二弦段的截面圖； 圖8是圖3中所示的翼型件的第一和第二弦段的截面圖； 圖9是根據(jù)一實(shí)施例的翼型件的示意性的平面圖； 圖11是可與圖1中所示的發(fā)動(dòng)機(jī)一起使用的翼型件的另一個(gè)實(shí)施例的透視圖； 圖12是根據(jù)一實(shí)施例的翼型件的示意性的平面圖； 圖13是根據(jù)一實(shí)施例的翼型件的示意性的平面圖； 圖14是根據(jù)一實(shí)施例的翼型件的示意性的平面圖；以及 圖15是根據(jù)一實(shí)施例的翼型件的示意性的平面圖。

【具體實(shí)施方式】
[0008] 公開了用于制造諸如但不限于用于旋轉(zhuǎn)裝置中的翼型件的設(shè)備和方法。本文所述 的實(shí)施例是非限制性的，而僅僅是示例性的。應(yīng)當(dāng)理解，公開的實(shí)施例可應(yīng)用于任何類型的 翼型件或空氣動(dòng)力學(xué)表面，諸如但不限于風(fēng)機(jī)葉片、轉(zhuǎn)子葉片、定子翼片、導(dǎo)管風(fēng)機(jī)葉片、非 導(dǎo)管風(fēng)機(jī)葉片、支柱、翼片、機(jī)艙入口、開放轉(zhuǎn)子推進(jìn)系統(tǒng)、風(fēng)力渦輪葉片、推進(jìn)器葉輪、擴(kuò)散 器翼片和/或回流引導(dǎo)翼片。更具體地，公開的實(shí)施例可應(yīng)用于經(jīng)受在翼型件上游產(chǎn)生的 沖擊尾流和旋渦的任何翼型件，或者空氣動(dòng)力學(xué)表面。
[0009] 雖然本文所述的公開的實(shí)施例結(jié)合渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)或渦輪機(jī)來(lái)描述，但對(duì)本領(lǐng)域技術(shù) 人員應(yīng)當(dāng)顯而易見的是，利用適當(dāng)?shù)男薷模_的實(shí)施例的設(shè)備和方法可適用于包括經(jīng) 受在翼型件上游產(chǎn)生的沖擊尾流和旋渦的翼型件的任何裝置，諸如飛行器結(jié)構(gòu)和機(jī)翼，包 括但不限于襟翼前緣、展開的活動(dòng)輔助翼（Slat)后面的機(jī)翼前緣、起落裝置整流罩，等等， 以作為解決不穩(wěn)定表面壓力響應(yīng)的手段。
[0010] 圖1是示例性渦輪風(fēng)機(jī)燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)組件10的示意性的圖示，其具有從前向后 (圖1上從左向右）延伸通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)組件10的縱向地延伸的軸線或中心線12。通過(guò)圖示 的示例性發(fā)動(dòng)機(jī)的流大體從前向后。平行于中心線、朝向發(fā)動(dòng)機(jī)的前部且遠(yuǎn)離發(fā)動(dòng)機(jī)的后 部的方向在本文中將稱為"上游"方向14，而平行于中心線的相反的方向在本文中將稱為 "下游"方向16。
[0011] 發(fā)動(dòng)機(jī)組件10具有大體限定發(fā)動(dòng)機(jī)的外殼或者機(jī)艙18。發(fā)動(dòng)機(jī)組件10還包括進(jìn) 氣側(cè)20、中心發(fā)動(dòng)機(jī)排氣側(cè)22以及風(fēng)機(jī)排氣側(cè)24。該進(jìn)氣側(cè)20包括位于機(jī)艙18的前部 開口處的進(jìn)氣口 26,且進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)的流通過(guò)進(jìn)氣口 26進(jìn)入。風(fēng)機(jī)排氣側(cè)24包括位于機(jī)艙 18的后端處的排氣口或者噴嘴（未顯示）。流從排氣口離開發(fā)動(dòng)機(jī)組件10。
[0012] 中心發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)置在機(jī)艙18的內(nèi)部，且包括風(fēng)機(jī)組件30、增壓壓縮機(jī)32、中心燃?xì)?渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)34以及聯(lián)接到風(fēng)機(jī)組件30和增壓壓縮機(jī)32的低壓渦輪36。風(fēng)機(jī)組件30包 括從風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子盤42基本徑向地向外延伸的多個(gè)轉(zhuǎn)子風(fēng)機(jī)葉片40。中心燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)34 包括高壓壓縮機(jī)44、燃燒器46以及高壓渦輪48。增壓壓縮機(jī)32包括從聯(lián)接到第一驅(qū)動(dòng)軸 54的壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子盤52基本徑向地向外延伸的多個(gè)轉(zhuǎn)子葉片50。高壓壓縮機(jī)44和高壓渦 輪48由第二驅(qū)動(dòng)軸56聯(lián)接在一起。
[0013] 在運(yùn)行期間，通過(guò)進(jìn)氣側(cè)20進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)組件10的空氣由風(fēng)機(jī)組件30壓縮。離開 風(fēng)機(jī)組件30的氣流被分流，使得氣流的一部分，且更具體地為壓縮氣流58,被引導(dǎo)到增壓 壓縮機(jī)32中，而氣流的剩余部分60繞過(guò)增壓壓縮機(jī)32和中心渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)34,且通過(guò)風(fēng)機(jī) 排氣側(cè)24處的固定的翼片排一且更具體地為包括多個(gè)翼型件導(dǎo)向翼片39的出口導(dǎo)向翼片 組件38 -離開發(fā)動(dòng)機(jī)組件10。更具體地，沿徑向延伸的翼型件導(dǎo)向翼片39的周向排在風(fēng) 機(jī)組件30附近用來(lái)施加對(duì)氣流60的一些方向控制。一個(gè)這樣的翼型件導(dǎo)向翼片在圖2中 示出。該多個(gè)轉(zhuǎn)子葉片50對(duì)壓縮氣流58進(jìn)行壓縮且將其輸送向中心燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)34。 氣流58由高壓壓縮機(jī)44進(jìn)一步壓縮，且被輸送到燃燒器46。來(lái)自燃燒器46的氣流58驅(qū) 動(dòng)旋轉(zhuǎn)渦輪36和48,且通過(guò)中心排氣側(cè)22離開發(fā)動(dòng)機(jī)組件10。
[0014] 在圖2中，顯示了固定的導(dǎo)向翼片，且更具體地，為翼型件導(dǎo)向翼片39,其構(gòu)造為 從發(fā)動(dòng)機(jī)殼63的中心周向部分62延伸越過(guò)圖1的環(huán)形空間37、以接合發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)機(jī)殼或者 機(jī)艙18處的周向部分64的周向的一排徑向?qū)蛞砥械囊粋€(gè)。周向部分62和64可為圓 形的輪緣或帶結(jié)構(gòu)或其稱為翼片支承平臺(tái)的弓形節(jié)段。在最終出口導(dǎo)向翼片組件38中，周 向部分64包括多個(gè)相鄰的翼片平臺(tái)節(jié)段（未顯示），它們一起形成了外環(huán)結(jié)構(gòu)或部分64來(lái) 支承沿徑向延伸的翼片39的圓形排。導(dǎo)向翼片39包括翼型件前緣66和翼型件后緣68。
[0015] 圖3是翼型件70的一個(gè)實(shí)施例的透視圖，且更具體地，是大體類似于圖1和2的出 口導(dǎo)向翼片39的、可用于大體類似于圖1的發(fā)動(dòng)機(jī)組件10的發(fā)動(dòng)機(jī)組件中的出口導(dǎo)向翼 片。圖4是示例性翼型件70的一部分的放大視圖。在一實(shí)施例中，翼型件70包括頂端部 分74和根部部分76。備選地，翼型件70可與、但不限于與轉(zhuǎn)子葉片和/或定子翼片/葉片 一起使用。翼型件70包括第一側(cè)，且更具體而言為第一帶特定輪廓側(cè)壁80,和第二側(cè)，且更 具體而言為第二帶特定輪廓側(cè)壁82。具體而言，在一實(shí)施例中，第一帶特定輪廓側(cè)壁80限 定了翼型件70的壓力側(cè)81，且第二帶特定輪廓側(cè)壁82限定了翼型件70的吸力側(cè)83。側(cè) 壁80和82在前緣84處以及在后緣86處聯(lián)接在一起，后緣86在下游方向上與前緣84沿 軸向或沿弦向其中之一隔開。后緣86與前緣84沿弦向隔開且在前緣84下游。壓力側(cè)81 和吸力側(cè)83,且更具體地，第一帶特定輪廓側(cè)壁80和第二帶特定輪廓側(cè)壁82分別各自從根 部部分76向頂端部分74沿翼展方向向外延伸。
[0016] 在一實(shí)施例中，由于其設(shè)計(jì)，且如下文更詳細(xì)闡述，翼型件70包括如圖4中所示的 多個(gè)第一弦段100和多個(gè)第二弦段102。第一弦段100和第二弦段102大體沿弦向在前緣 84與后緣86之間延伸。如下文更詳細(xì)地描述的，各個(gè)第一弦段100遠(yuǎn)離直接相鄰的第二弦 段102徑向地隔開距離104。在一實(shí)施例中，至少一個(gè)第一弦段100形成有弦長(zhǎng)94,其比至 少一個(gè)第二弦段102的弦長(zhǎng)96更長(zhǎng)，由此如圖3中所示沿著前緣84限定了由多個(gè)波106 限定的波形105。具體而言，在一實(shí)施例中，各個(gè)第一弦段100限定了沿著前緣84的波頂 端108。類似地，各個(gè)第二弦段102限定了沿著前緣84的波谷110。結(jié)果，在一實(shí)施例中， 該多個(gè)交替的第一弦段100和第二弦段102限定了波106,且由此限定了沿著前緣84延伸 的波狀圖案或波形105。在一備選實(shí)施例中，該至少一個(gè)第一弦段100和該至少一個(gè)第二弦 段102形成為分別具有弦長(zhǎng)94和弦長(zhǎng)96,它們?nèi)珀P(guān)于圖11所述的具有相等長(zhǎng)度，且包括拱 弧、厚度或者堆疊波中的至少一個(gè)，堆疊波由第一弦段100和第二弦段102相對(duì)于彼此沿翼 展方向的堆疊限定。
[0017] 在一實(shí)施例中，波106各自包括徑向內(nèi)邊緣114和徑向外邊緣112。此外，前緣84 由該多個(gè)波頂端108以及由該多個(gè)波谷110限定。更具體地，各個(gè)波頂端108限定于相應(yīng) 的第一弦段100上。類似地，各個(gè)波谷110限定于相應(yīng)的第二弦段102上。結(jié)果，在一實(shí)施 例中，各個(gè)波頂端108從各個(gè)波谷110沿弦向方向向上游延伸距離116。此外，在一實(shí)施例 中，各個(gè)徑向內(nèi)邊緣114和徑向外邊緣112大體徑向地在波頂端108與波谷110之間延伸。
[0018] 在一實(shí)施例中，交替的相鄰的第一弦段100和第二弦段102的數(shù)量確定了沿著前 緣84限定的波106的數(shù)量。具體而言，在一實(shí)施例中，各個(gè)第二弦段102與各個(gè)第一弦段 100分開距離118,其相對(duì)于徑向外邊緣112測(cè)量。類似地，在一實(shí)施例中，各個(gè)第一弦段 1〇〇與各個(gè)第二弦段102分開距離104,其相對(duì)于徑向內(nèi)邊緣114測(cè)量。備選地，距離104 和118可基本為零，使得徑向內(nèi)邊緣和徑向外邊緣112和114分別基本沿弦向在波頂端108 與波谷110之間延伸。在一實(shí)施例中，距離104和118大致相等。在一備選實(shí)施例中，距離 104可不等于距離118。在這樣的實(shí)施例中，徑向內(nèi)邊緣114的部分翼展方向波長(zhǎng)104實(shí)質(zhì) 上不等于徑向外邊緣112的部分翼展方向波長(zhǎng)118。在另一個(gè)實(shí)施例中，徑向內(nèi)邊緣114和 徑向外邊緣112可具有在波頂端108與波谷110之間延伸的任何設(shè)計(jì)形狀，包括但不限于 直邊緣以及正弦邊緣。波106可設(shè)計(jì)為保持合適的局部平均弦、拱弧以及堆疊（例如，二面 角），使得翼型件70的空氣動(dòng)力學(xué)性能不受損失。
[0019] 在一實(shí)施例中，波106在翼型件70的前緣84上從根部部分76到頂端部分74沿 翼展方向延伸。在一備選實(shí)施例中，波106可僅僅部分地沿著翼型件70的前緣84沿翼展 方向延伸（之前所述）。在另一個(gè)實(shí)施例中，翼型件70可包括沿著翼型件70至少部分地沿 翼展方向延伸（之前所述）的至少一組波106。
[0020] 在圖4中所示的實(shí)施例中，波谷部分110具有大體沿著前緣84延伸的長(zhǎng)度120。 類似地，在一實(shí)施例中，波頂端部分108具有大體沿著前緣84延伸的長(zhǎng)度122。備選地，波 谷部分110的長(zhǎng)度120可基本為零，使得波谷部分110基本是限定在徑向內(nèi)邊緣114與徑向 外邊緣112之間的過(guò)渡點(diǎn)。在另一個(gè)實(shí)施例中，長(zhǎng)度122可基本為零，使得波頂端部分108 基本是限定在徑向內(nèi)邊緣114與徑向外邊緣112之間的過(guò)渡點(diǎn)。
[0021] 該多個(gè)波106各自制造為具有預(yù)先確定的縱橫比，縱橫比表示距離116相對(duì)于頂 端到頂端距離124的比率。在一實(shí)施例中，距離116是第一弦長(zhǎng)94(示于圖3中）與第二 弦長(zhǎng)96(示于圖3中）之間的距離。在一實(shí)施例中，距離116在僅包括拱弧波的情況下可 基本為零。
[0022] 圖5是圖3的翼型件70的前緣84的一部分的截面端視圖。圖6和7分別是翼 型件70的通過(guò)長(zhǎng)弦段100和短弦段102 (與標(biāo)準(zhǔn)前緣翼型件比較）得到的截面翼展方向視 圖。在一實(shí)施例中，翼型件70還形成為具有沿弦向方向從如緣84延伸到后緣86的中弧線 126,使得中弧線126距離第一帶特定輪廓壁80或翼型件壓力側(cè)81與第二帶特定輪廓側(cè)壁 82或吸力側(cè)83兩者是等距的。在一實(shí)施例中，翼型件70還具有在第一帶特定輪廓側(cè)壁80 與第二帶特定輪廓側(cè)壁82之間測(cè)量的厚度。具體而言，在一實(shí)施例中，翼型件70具有在至 少一個(gè)第一弦段100上限定的第一弦厚度128,和在至少一個(gè)第二弦段102上限定的第二弦 厚度130。在一實(shí)施例中，第一弦厚度128大于第二弦厚度130。此外，在一實(shí)施例中，第二 弦厚度130比第一弦厚度128更寬。翼型件70形成了多個(gè)拱弧波132,此后由順流方向上 的翼型件拱弧和/或翼展方向上的堆疊兩者限定，在翼展方向上基本限定在前緣84與后緣 之間，從而限定三維細(xì)圓齒式的翼型件70。
[0023] 在圖5中所示的實(shí)施例中，第一弦段100和第二弦段102各自在前緣84處相對(duì)于 翼型件中弧線126形成有相應(yīng)的拱弧線134和136。更具體地，第一弦拱弧線134定向?yàn)橄?對(duì)于中弧線126成角度Θ i。第一弦拱弧線134的定向使得波頂端108延伸距離138而進(jìn) 入第一帶特定輪廓側(cè)壁80、壓力側(cè)81、或者第二帶特定輪廓側(cè)壁82或者吸力側(cè)83其中之 一的流路（未顯示）中，其中，距離138在中弧線126與第一帶特定輪廓側(cè)壁80之間測(cè)量。 類似地，第二弦拱弧線136定向?yàn)橄鄬?duì)于中弧線126成角度Θ 2。第二弦拱弧線136的定向 使得波谷110延伸距離140而進(jìn)入第一帶特定輪廓側(cè)壁80、壓力側(cè)81、或者第二帶特定輪 廓側(cè)壁82或吸力側(cè)83其中之一的流路（未顯示）中，其中，距離140在中弧線126與第二 帶特定輪廓側(cè)壁82之間測(cè)量。在某些所關(guān)注的運(yùn)行條件下，由波狀前緣特征所引入的弦變 化可導(dǎo)致第二弦段102的前緣處的高的流加速（本文中稱為前緣吸力峰值），這是由于相鄰 的第一弦段100的空氣動(dòng)力學(xué)影響。該流加速可限制波狀前緣的效能，且可能導(dǎo)致關(guān)于噪 音的有害效果。因此，重要的是通過(guò)合適的設(shè)計(jì)減輕第二弦段102的前緣吸力峰值。在一 個(gè)實(shí)施例中，如圖6和7所示，為了減輕第二弦段102的前緣吸力峰值，第一弦段100和第 二弦段102的波狀前緣可定向?yàn)橄鄬?duì)于如虛線所示的標(biāo)準(zhǔn)前緣翼型件向下，且可在波狀前 緣附近包括彎曲，其大于包括標(biāo)準(zhǔn)前緣的翼型件的彎曲。據(jù)此構(gòu)造第一弦段100和第二弦 段102使得前緣吸力峰值能夠被最小化，并且導(dǎo)致對(duì)沖擊尾流和旋渦的翼型件不穩(wěn)定壓力 響應(yīng)的降敏作用，從而引起所產(chǎn)生的噪音的減小。本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見的是，減輕高的 前緣流加速的備選實(shí)施例還可通過(guò)其它幾何設(shè)計(jì)參數(shù)實(shí)現(xiàn)，諸如通過(guò)厚度修改。
[0024] 在一實(shí)施例中，距離142在波頂端部分108的第二帶特定輪廓側(cè)壁82與波谷部分 110的第二帶特定輪廓側(cè)壁82之間測(cè)量。此外，在一實(shí)施例中，限定在前緣84上的距離142 可通過(guò)增加第一弦拱弧線134和第二弦拱弧線136之間的、在前緣84處的角度距離Θ 3而 進(jìn)一步增加，如圖8中詳細(xì)示出。如下文更詳細(xì)地描述的，增大距離142有助于減小翼型件 70的前緣84上的尾流沖擊引起的不穩(wěn)定空氣壓力。更具體地，增大距離142可有助于不穩(wěn) 定壓力的去相關(guān)，和對(duì)翼型件70上的沖擊尾流和旋渦的翼型件不穩(wěn)定壓力響應(yīng)幅度的減 小，這有助于減小噪音和空氣動(dòng)力學(xué)載荷。在一實(shí)施例中，改變第二弦厚度130可有助于控 制或減輕前緣吸力峰值。良好設(shè)計(jì)的前緣84可減輕第二弦段102處的前緣吸力峰值和伴 隨的噪音損失，從而改進(jìn)整體波狀前緣效能。翼型件70因此構(gòu)造成通過(guò)如下方式有助于對(duì) 至少一個(gè)不穩(wěn)定沖擊尾流的翼型件不穩(wěn)定壓力響應(yīng)的降敏作用：通過(guò)使由與上游產(chǎn)生的尾 流或旋渦的互相作用造成的不穩(wěn)定壓力幅度減小和去相關(guān)（空間上以及時(shí)間上），以及將 前緣84周圍的高的流加速最小化。此外，包括波狀前緣特征使得能改變時(shí)間平均的以及不 穩(wěn)定的表面壓力場(chǎng)，從而減少產(chǎn)生的噪音。
[0025] 在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行期間，多個(gè)風(fēng)機(jī)葉片，諸如圖1的風(fēng)機(jī)葉片40,繞著軸線12旋轉(zhuǎn)（圖 1)，使得氣流60沖擊在出口導(dǎo)向翼片組件的翼型件70的前緣84上。更具體地，氣流60沖 擊在波106和拱弧波132上，且沿下游方向在各個(gè)翼型件70上引導(dǎo)。當(dāng)氣流60沖擊在波 106和拱弧波132上時(shí)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)非均勻的沖擊氣流60的翼型件不穩(wěn)定壓力響應(yīng)的去相關(guān)。 更具體地，不穩(wěn)定陣風(fēng)與翼型件的互相作用的去相關(guān)可導(dǎo)致減小所產(chǎn)生的不穩(wěn)定表面壓力 的幅度，從而減小由翼型件70發(fā)散的噪音水平。
[0026] 在氣流60沖擊在翼型件70的前緣84上時(shí)，翼型件不穩(wěn)定壓力響應(yīng)的去相關(guān)以許 多種方式發(fā)生：（i)入射的氣流60中的渦旋的到達(dá)時(shí)間被相互作用的前緣84的物理位置 修改；（ii)前緣84處的翼型件表面不穩(wěn)定壓力在空間上較不相干（與傳統(tǒng)的前緣相比）， 因此翼型件70的表面壓力以不同于傳統(tǒng)前緣的方式響應(yīng)，其中段102處的前緣吸力峰值的 不利影響被最小化；以及（iii)翼型件70平均載荷由波狀前緣84改變，使得關(guān)于被修改的 平均載荷的不穩(wěn)定響應(yīng)較不相干。注意到，即便是入射的渦旋在前緣處的到達(dá)時(shí)間的波狀 變化被略微（人工地）去除，由于彎曲的前緣和波狀翼型件表面本身，波狀前緣仍可相對(duì)于 傳統(tǒng)的前緣以較低的不穩(wěn)定壓力進(jìn)行響應(yīng)。
[0027] 現(xiàn)在參看圖9和10,以示意性的平面圖顯示了根據(jù)本文公開的實(shí)施例的多種翼型 件構(gòu)造。更具體而言，圖9中示出了翼型件150的示意性的平面圖，其大體類似于圖3-8的 之前描述的翼型件70。在所示的實(shí)施例中，翼型件150包括前緣84上的波形105和多個(gè)拱 弧波132,它們兩者都沿翼展方向沿著翼型件70的基本整個(gè)長(zhǎng)度形成。更具體地，波形105 和拱弧波132產(chǎn)生了從頂端部分74延伸到根部部分76的三維翼型件。在該圖示的實(shí)施例 中，包括波形105和拱弧波132的該多個(gè)波106在翼展方向上沿著翼型件的基本整個(gè)長(zhǎng)度 基本均勻地形成。如之前所描述的，波106基本相同，使得徑向內(nèi)邊緣114的部分翼展方向 波長(zhǎng)104 (圖4)基本等于徑向外邊緣112的部分翼展方向波長(zhǎng)118 (圖4)。圖10中所示的 備選實(shí)施例可包括基本不均勻地隔開的波構(gòu)造。在另一個(gè)實(shí)施例中，波形可應(yīng)用于整個(gè)前 緣，產(chǎn)生更大的噪音和空氣動(dòng)力學(xué)載荷優(yōu)點(diǎn)。
[0028] 圖10中示出了備選的翼型件155的示意性的平面圖，其大體類似于之前所述的圖 3-8的翼型件70。在所示的實(shí)施例中，翼型件155包括前緣84上的波形105和多個(gè)拱弧波 132,它們都在翼展方向上沿著翼型件70長(zhǎng)度的很大的部分形成。更具體地，波形105和拱 弧波132產(chǎn)生在翼展方向上從頂端部分74延伸到根部部分76的三維翼型件。在該圖示的 實(shí)施例中，包括波形105和拱弧波132的該多個(gè)波106在翼展方向上沿著翼型件70的基本 整個(gè)長(zhǎng)度基本不均勻地形成。更具體地，如之前所描述的，徑向內(nèi)邊緣114的部分翼展方向 波長(zhǎng)104 (圖4)基本不等于徑向外邊緣112的部分翼展方向波長(zhǎng)118 (圖4)。使用非對(duì)稱 的波形可改進(jìn)由翼型件產(chǎn)生的對(duì)來(lái)自上游的沖擊尾流和旋渦的不穩(wěn)定壓力響應(yīng)的去相關(guān)。 在一備選實(shí)施例中，該多個(gè)波106可在翼展方向上沿著翼型件70長(zhǎng)度的僅一部分基本不均 勻地形成，諸如形成于翼型件70的中心部分或遠(yuǎn)端或者頂端處。
[0029] 圖11是實(shí)現(xiàn)了本文所公開的波狀前緣的空氣動(dòng)力學(xué)表面的一個(gè)實(shí)施例的透視 圖。更具體而言，示出了風(fēng)機(jī)葉片200,其大體類似于圖1的風(fēng)機(jī)葉片40,可用于大體類似 于圖1的發(fā)動(dòng)機(jī)組件10的發(fā)動(dòng)機(jī)組件中的。在一實(shí)施例中，風(fēng)機(jī)葉片200包括翼型件202、 平臺(tái)203和根部部分206。備選地，翼型件202可與但不限于與轉(zhuǎn)子葉片、定子葉片和/或 噴嘴組件一起使用。在一實(shí)施例中，根部部分206包括一體的鳩尾榫208,其使翼型件200 能夠安裝在轉(zhuǎn)子盤一諸如圖1的風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子盤42上。翼型件200包括第一帶特定輪廓側(cè)壁 210和第二帶特定輪廓側(cè)壁212。具體而言，在一實(shí)施例中，第一帶特定輪廓側(cè)壁210限定 翼型件200的壓力側(cè)211，而第二帶特定輪廓側(cè)壁212限定翼型件200的吸力側(cè)213。側(cè)壁 210和212在前緣214處以及在后緣216處聯(lián)接在一起。后緣216沿弦向與前緣214隔開， 且位于前緣214下游。壓力側(cè)211和吸力側(cè)213,且更具體地，第一帶特定輪廓側(cè)壁210和 第二帶特定輪廓側(cè)壁212,分別各自向外沿翼展方向從根部部分206延伸到頂端部分204。 備選地，翼型件200可具有任何傳統(tǒng)的形式，具有或者不具有鳩尾榫208或平臺(tái)部分204。 例如，翼型件70可與轉(zhuǎn)子盤一體地形成為不包括鳩尾榫208和平臺(tái)部分204的整體葉盤 (blisk)類型的構(gòu)造。
[0030] 在一實(shí)施例中，且如關(guān)于第一實(shí)施例詳細(xì)闡述的，翼型件200包括多個(gè)第一弦段 230和多個(gè)第二弦段232,其中僅顯示了代表性的例子。第一弦段230和第二弦段232大體 沿弦向在前緣214與后緣216之間延伸。類似于如之前在圖3-5中詳細(xì)描述的翼型件70， 各個(gè)第一弦段230遠(yuǎn)離直接相鄰的第二弦段232徑向地隔開一距離。在一實(shí)施例中，該至 少一個(gè)第一弦段230可形成有弦長(zhǎng)224,其基本等于至少一個(gè)第二弦段232的弦長(zhǎng)226,且 包括拱弧、厚度或者翼型件堆疊波（例如，二面角）中的至少一個(gè)。在一備選實(shí)施例中，該 至少一個(gè)第一弦段230可形成有弦長(zhǎng)224,其比至少一個(gè)第二弦段232的弦長(zhǎng)226更長(zhǎng)，從 而限定了與圖3的由沿著前緣84的多個(gè)波限定的波形105大體類似的波形。在一實(shí)施例 中，各個(gè)第一弦段230沿著前緣214限定波頂端238。類似地，各個(gè)第二弦段232沿著前緣 214限定波谷240。結(jié)果，在一實(shí)施例中，該多個(gè)交替的第一弦段230和第二弦段232限定 了波236,且因此限定了沿著前緣214延伸的波狀圖案或波形235。
[0031] 如之前在針對(duì)圖4的描述中詳述的，波236各自包括徑向內(nèi)邊緣244和徑向外邊 緣242。此外，前緣214由該多個(gè)波頂端238以及由該多個(gè)波谷240限定。更具體地，各個(gè) 波頂端238限定于相應(yīng)的第一弦段230上。類似地，各個(gè)波谷240限定于相應(yīng)的第二弦段 232上。結(jié)果，在一實(shí)施例中，各個(gè)波頂端238在弦向方向上自各個(gè)波谷240向上游延伸一 段距離。此外，在一實(shí)施例中，各個(gè)徑向內(nèi)邊緣244和徑向外邊緣242大體徑向地在波頂端 238與波谷240之間延伸。
[0032] 在一實(shí)施例中，交替的相鄰的第一弦段230和第二弦段232的數(shù)量確定了沿著前 緣214限定的波236的數(shù)量。具體而言，在一實(shí)施例中，各個(gè)第二弦段232可與各個(gè)第一弦 段230分開距離233,其相對(duì)于徑向內(nèi)邊緣244測(cè)量。類似地，在一實(shí)施例中，各個(gè)第一弦 段230與各個(gè)第二弦段232分開距離231，其相對(duì)于徑向外邊緣242測(cè)量。該距離可基本為 零，使得徑向內(nèi)邊緣和徑向外邊緣242和244分別基本沿弦向在波頂端238與波谷240之 間延伸。如之前關(guān)于圖3-5詳述的，波236可形成為基本相同，不相同或者既包括相同的波 又包括不相同的波。在另一個(gè)實(shí)施例中，徑向內(nèi)邊緣244和徑向外邊緣242可具有在波頂 端238與波谷240之間延伸的任何設(shè)計(jì)形狀，包括但不限于正弦邊緣。波236可設(shè)計(jì)為以 便維持合適的局部平均弦、拱弧以及堆疊（例如，二面角），使得翼型件200的空氣動(dòng)力學(xué)性 能不受損失。
[0033] 在圖示的實(shí)施例中，波谷部分240具有大體沿著前緣214延伸的長(zhǎng)度。類似地，在 一實(shí)施例中，波頂端部分238具有大體沿著前緣214延伸的長(zhǎng)度。波谷部分240的長(zhǎng)度可基 本為零，使得波谷部分240基本為限定在徑向內(nèi)邊緣244與徑向外邊緣242之間的過(guò)渡點(diǎn)。 在另一個(gè)實(shí)施例中，長(zhǎng)度可基本為零，使得波頂端部分238基本為限定在徑向內(nèi)邊緣244與 徑向外邊緣242之間的過(guò)渡點(diǎn)。該多個(gè)波236各自制成具有預(yù)先確定的縱橫比，如之前關(guān) 于翼型件70所述（圖2-10)。
[0034] 現(xiàn)在參看圖12-15,在示意性的平面圖中顯示了根據(jù)本文所公開的實(shí)施例的若干 翼型件構(gòu)造。更具體而言，圖12中示出了翼型件250的示意性的平面圖。在所示的實(shí)施例 中，翼型件250包括多個(gè)波236,它們包括前緣214上的波形235以及多個(gè)拱弧波232,兩者 都在翼展方向上沿著翼型件250的基本整個(gè)長(zhǎng)度形成。更具體地，波形235和拱弧波232 產(chǎn)生從根部部分206延伸到頂端部分204的三維翼型件。在該圖示的實(shí)施例中，該多個(gè)波 236和拱弧波232在翼展方向上沿著翼型件的基本整個(gè)長(zhǎng)度形成為基本相同。如之前所描 述的，波236基本相同，使得徑向內(nèi)邊緣244的部分翼展方向波長(zhǎng)（圖11)基本等于徑向外 邊緣242的部分翼展方向波長(zhǎng)（圖11)。一備選的實(shí)施例可包括如之前所述的在翼展方向 上沿著翼型件的基本整個(gè)長(zhǎng)度隔開的不相同的波構(gòu)造。在又一個(gè)備選實(shí)施例中，翼型件250 可構(gòu)造為具有基本相等的弦段長(zhǎng)度（未顯示），如之前所述，且包括拱弧、厚度或者堆疊波 中的至少一個(gè)，從而限定僅具有多個(gè)拱弧波232的翼型件。
[0035] 圖13中示出了備選的翼型件255的示意性的平面圖。在所示的實(shí)施例中，翼型件 255包括前緣214上的波形235,以及多個(gè)拱弧波232,兩者都在翼展方向上沿著翼型件255 長(zhǎng)度的僅一部分形成。在所示的實(shí)施例中，波形235和拱弧波232形成于翼型件255的遠(yuǎn) 端或者頂端處、頂端部分204附近。更具體地，波形235和拱弧波232產(chǎn)生了在翼展方向上 沿著前緣214從頂端部分204延伸到一點(diǎn)的三維翼型件，其僅為翼型件255的整個(gè)長(zhǎng)度的 一部分。在該圖示的實(shí)施例中，該多個(gè)波236和拱弧波232構(gòu)造相同。在一備選實(shí)施例中， 該多個(gè)波236可形成為構(gòu)造不相同，且在翼展方向上沿著翼型件255長(zhǎng)度的僅一部分形成。 在又一個(gè)實(shí)施例中，如圖14中最佳地示出，翼型件260可構(gòu)造為具有基本相同的弦段長(zhǎng)度， 如之前所述，從而限定僅具有沿著翼型件260整個(gè)長(zhǎng)度的僅一部分形成的多個(gè)拱弧波232 的翼型件。
[0036] 圖15中示出了又一個(gè)備選的翼型件265的示意性的平面圖。在所示的實(shí)施例中， 翼型件265包括前緣214上的波形235以及在翼展方向上沿著翼型件265的基本整個(gè)長(zhǎng)度 形成的多個(gè)拱弧波232。波形235和拱弧波232產(chǎn)生三維翼型件，其延伸翼型件265從根部 部分206到頂端部分204的基本整個(gè)長(zhǎng)度。在該圖示的實(shí)施例，包括波形235和拱弧波232 的該多個(gè)波236構(gòu)造成相同的和/或不相同的，但是在翼展方向上沿著翼型件的長(zhǎng)度具有 有所變化的徑向內(nèi)邊緣和徑向外邊緣。更具體地，如之前所描述的，徑向內(nèi)邊緣244的部分 翼展方向波長(zhǎng)（圖11)和徑向外邊緣242的部分翼展方向波長(zhǎng)（圖11)實(shí)質(zhì)上不相同，它 們也不相等。在本文所述的實(shí)施例中，各個(gè)翼型件構(gòu)造設(shè)計(jì)為通過(guò)使對(duì)于從上游構(gòu)件(諸如 上游旋轉(zhuǎn)構(gòu)件、定子構(gòu)件、或者沖擊在其上的上游不穩(wěn)定流體流入物）沖擊在翼型件前緣上 的該多個(gè)尾流、旋渦和波的翼型件響應(yīng)幅度減小以及在時(shí)間和空間上去相關(guān)，而有助于對(duì) 進(jìn)入的流體陣風(fēng)以及沖擊在前緣上的不穩(wěn)定壓力波（聲波）的翼型件不穩(wěn)定壓力響應(yīng)的降 敏作用。
[0037] 本文所述的還有制造翼型件的方法。該方法包括制造至少一個(gè)翼型件，其包括在 前緣和后緣處聯(lián)接在一起的第一帶特定輪廓側(cè)壁或者壓力側(cè)以及第二帶特定輪廓側(cè)壁或 者吸力側(cè)，其中，該翼型件包括各自在前緣和后緣之間延伸的多個(gè)第一和第二弦段。第一弦 段中的至少一個(gè)在前緣處從翼型件的第一帶特定輪廓側(cè)壁或第二帶特定輪廓側(cè)壁其中之 一向外延伸，且第二弦段中的至少一個(gè)在前緣處從翼型件的第一帶特定輪廓側(cè)壁或第二帶 特定輪廓側(cè)壁其中之一向外延伸。該多個(gè)第一弦段限定至少一個(gè)第一弦長(zhǎng)。該多個(gè)第二弦 段限定至少一個(gè)第二弦長(zhǎng)，它們各自在后緣和前緣之間延伸，其中，所述第一弦長(zhǎng)可比第二 弦長(zhǎng)更長(zhǎng)。翼型件進(jìn)一步包括具有第一弦厚度的多個(gè)第一弦段，和具有第二弦厚度的多個(gè) 第二弦段。
[0038] 上述三維波狀前緣翼型件有效地降低葉片響應(yīng)對(duì)沖擊流體陣風(fēng)或尾流的敏感性， 且有助于減小在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行期間產(chǎn)生的噪音和空氣動(dòng)力學(xué)載荷。在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行期間，翼型 件可經(jīng)受來(lái)自上游物體的沖擊尾流和旋渦或不穩(wěn)定入口流，在尾流沖擊在翼型件上時(shí)其產(chǎn) 生噪音和空氣動(dòng)力學(xué)載荷。在一實(shí)施例中，各個(gè)翼型件包括前緣，其包括多個(gè)波形突出部或 者波。此外，在這樣的實(shí)施例中，該多個(gè)波在翼型件上限定了沿著前緣的多個(gè)頂端和波谷， 以及多個(gè)拱弧波，從而導(dǎo)致三維細(xì)圓齒式的翼型件。翼型件前緣波和拱弧波通過(guò)使對(duì)沖擊 尾流與旋渦的翼型件不穩(wěn)定響應(yīng)幅度減小和去相關(guān)而有助于翼型件的降敏作用。更具體 地，翼型件前緣波和拱弧波通過(guò)如下方式而有助于由沖擊在翼型件上的尾流產(chǎn)生的不穩(wěn)定 壓力幅度減小和去相關(guān)兩者：修改沖擊氣流中的渦旋的到達(dá)時(shí)間；修改前緣處的翼型件不 穩(wěn)定壓力載荷，以便與傳統(tǒng)前緣相比在空間上較不相干，以及最小化前緣吸力峰值的不利 影響和改進(jìn)翼型件的不穩(wěn)定壓力響應(yīng)；以及更改翼型件的時(shí)間平均載荷，使得關(guān)于修改后 的時(shí)間平均載荷的不穩(wěn)定響應(yīng)減小且較不相干。
[0039] 以這種方式構(gòu)造的前緣解決了葉片、翼片或一般空氣動(dòng)力學(xué)表面對(duì)相對(duì)不穩(wěn)定的 進(jìn)入流紊流的不穩(wěn)定空氣動(dòng)力學(xué)和空氣聲學(xué)響應(yīng)。更具體地，如本文所述所構(gòu)造的前緣有 助于減小對(duì)沖擊在翼型件前緣上的尾流和旋渦的翼型件不穩(wěn)定壓力響應(yīng)的大小，使得有助 于減小噪首和空氣動(dòng)力學(xué)載荷。對(duì)于沖擊尾流的不穩(wěn)定壓力響應(yīng)的幅度減小和去相關(guān)可有 助于減小翼型件與上游構(gòu)件之間必須的軸向距離。結(jié)果，與使用沒有限定在至少一個(gè)翼型 件的前緣的至少一部分上的多個(gè)波和拱弧波的標(biāo)準(zhǔn)翼型件的發(fā)動(dòng)機(jī)相比，有助于提高發(fā)動(dòng) 機(jī)效率和性能。此外，發(fā)散的噪音和空氣動(dòng)力學(xué)載荷的減小在沒有增加葉片或翼片重量，沒 有顯著減小空氣動(dòng)力學(xué)性能，以及在整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)上沒有任何其它方式的影響（長(zhǎng)度、 重量、結(jié)構(gòu)等）的情況下實(shí)現(xiàn)。在一實(shí)施例中，本文所公開的波狀前緣設(shè)計(jì)可允許改變?nèi)绻?使用傳統(tǒng)的翼型件前緣通常會(huì)增大噪音的發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)（例如，減小的風(fēng)機(jī)-0GV軸向間隙， 減小的風(fēng)機(jī)直徑，增大的風(fēng)機(jī)頂端速度，減小的0GV掃掠等），但是允許維持目標(biāo)噪音水平， 同時(shí)獲得總體系統(tǒng)性能。
[0040] 以上詳細(xì)描述了包括風(fēng)機(jī)葉片和導(dǎo)向翼片的翼型件的示例性實(shí)施例。該翼型件 不限于本文所述的具體實(shí)施例，而是相反，可應(yīng)用于經(jīng)受來(lái)自上游物體（諸如風(fēng)機(jī)葉片、定 子、機(jī)身）的沖擊尾流和旋渦或者不穩(wěn)定流體流的任何類型的翼型件。本文所述的翼型件 可結(jié)合其它葉片系統(tǒng)構(gòu)件與其它發(fā)動(dòng)機(jī)一起使用。
【權(quán)利要求】
1. 一種翼型件，包括： 在前緣和后緣處聯(lián)接在一起的第一側(cè)和第二側(cè)； 限定至少一個(gè)第一弦長(zhǎng)的多個(gè)第一弦段和限定至少一個(gè)第二弦長(zhǎng)的多個(gè)第二弦段，所 述多個(gè)第一弦段和第二弦段沿著所述翼型件的前緣限定波形，所述前緣包括： 多個(gè)隔開的波形突出部，所述多個(gè)波形突出部的各個(gè)波形突出部限定了波頂端和在至 少一對(duì)相鄰的隔開的波形突出部之間限定的至少一個(gè)波谷部分，其中，相鄰的波形突出部 在它們之間限定了頂端到頂端距離，所述頂端到頂端距離在代表所述至少一個(gè)第一弦長(zhǎng)的 百分比的值的范圍內(nèi)，其中，所述波形突出部為以下情況中的至少一種：基本均勻地隔開以 及不均勻地隔開，且 其中，所述多個(gè)第一弦段的至少一個(gè)弦段在所述前緣處從所述翼型件的所述第一側(cè)或 所述第二側(cè)其中之一向外延伸，且所述多個(gè)第二弦段的至少一個(gè)弦段在所述前緣處從所述 翼型件的所述第一側(cè)或所述第二側(cè)其中之一向外延伸，該向外延伸的第一和第二弦段以及 所述多個(gè)隔開的波形突出部限定了三維細(xì)圓齒式的翼型件，以及 其中，所述至少一個(gè)翼型件構(gòu)造成通過(guò)使所述翼型件與上游產(chǎn)生的尾流或旋渦的互相 作用造成的不穩(wěn)定壓力幅度減小和在空間上與時(shí)間上去相關(guān)，而有助于對(duì)至少一個(gè)上游產(chǎn) 生的沖擊尾流或旋渦的翼型件不穩(wěn)定壓力響應(yīng)的降敏作用。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的翼型件，其特征在于，所述翼型件構(gòu)造成以便使所述前緣周 圍的1?的流加速的不利影響最小化。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的翼型件，其特征在于，還包括在從所述前緣延伸到所述后緣 的所述第一側(cè)和第二側(cè)之間測(cè)量的厚度，所述翼型件厚度在翼展方向上有所變化。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的翼型件，其特征在于，所述多個(gè)第一弦段具有第一厚度且所 述多個(gè)第二弦段具有第二厚度，所述多個(gè)第一弦段中的各個(gè)第一弦段限定在所述多個(gè)第二 弦段中的各個(gè)第二弦段之間。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的翼型件，其特征在于，所述第一弦長(zhǎng)比所述第二弦長(zhǎng)更長(zhǎng)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的翼型件，其特征在于，所述多個(gè)隔開的波形突出部在翼展方 向上沿著所述翼型件的僅一部分形成。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的翼型件，其特征在于，所述多個(gè)隔開的波形突出部在翼展方 向上沿著所述翼型件的基本整個(gè)長(zhǎng)度形成。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的翼型件，其特征在于，所述多個(gè)隔開的波形突出部是不相同 的。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的翼型件，其特征在于，所述多個(gè)隔開的波形突出部是相同的。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的翼型件，其特征在于，所述多個(gè)隔開的波形突出部的一部分 是相同的，且所述隔開的波形突出部的一部分是不相同的。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的翼型件，其特征在于，所述翼型件是固定的導(dǎo)向翼片。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的翼型件，其特征在于，所述翼型件是旋轉(zhuǎn)葉片。
13. -種用于發(fā)動(dòng)機(jī)中的翼型件，所述翼型件包括： 在前緣和后緣處聯(lián)接在一起的第一側(cè)和第二側(cè)； 具有第一厚度且限定至少一個(gè)第一弦長(zhǎng)的多個(gè)第一弦段，和具有第二厚度且限定至少 一個(gè)第二弦長(zhǎng)的多個(gè)第二弦段，其中，所述多個(gè)第一弦段中的各個(gè)第一弦段限定在所述多 個(gè)第二弦段中的各個(gè)第二弦段之間，且其中，所述第一弦長(zhǎng)比所述第二弦長(zhǎng)更長(zhǎng)，從而沿著 所述翼型件的前緣限定波形，所述前緣包括： 多個(gè)隔開的波形突出部，所述多個(gè)波形突出部中的各個(gè)波形突出部限定了波頂端和限 定在至少一對(duì)相鄰的隔開的波形突出部之間的至少一個(gè)波谷部分，其中，相鄰的波形突出 部在它們之間限定了頂端到頂端距離，所述頂端到頂端距離在代表所述至少一個(gè)第一弦長(zhǎng) 的百分比的值的范圍中，其中，所述波形突出部為以下情況中的至少一種：基本均勻地隔開 以及不均勻地隔開，且 其中，所述多個(gè)第一弦段中的至少一個(gè)弦段在所述前緣處從所述翼型件的所述第一側(cè) 或所述第二側(cè)其中之一向外延伸，且所述多個(gè)第二弦段中的至少一個(gè)弦段在所述前緣處從 所述翼型件的所述第一側(cè)或所述第二側(cè)其中之一向外延伸，所述向外延伸的第一弦段和第 二弦段以及該多個(gè)隔開的波形突出部限定了三維細(xì)圓齒式的翼型件，且 其中，所述至少一個(gè)翼型件構(gòu)造成通過(guò)使所述翼型件與上游產(chǎn)生的尾流或旋渦的互相 作用造成的不穩(wěn)定壓力幅度減小和在空間上與時(shí)間上去相關(guān)、以及最小化所述前緣周圍的 高的流加速的不利影響，而有助于對(duì)至少一個(gè)上游產(chǎn)生的沖擊尾流或旋渦的翼型件不穩(wěn)定 壓力響應(yīng)的降敏作用。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的翼型件，其特征在于，還包括在從所述前緣延伸到所述后 緣的所述第一側(cè)和第二側(cè)之間測(cè)量的厚度，所述翼型件厚度在翼展方向上有所變化。
15. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的翼型件，其特征在于，所述多個(gè)隔開的波形突出部沿著如 下之一形成：即在翼展方向上沿著所述翼型件的一部分，或在翼展方向上沿著所述翼型件 的基本整個(gè)長(zhǎng)度。
16. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的翼型件，其特征在于，所述翼型件是出口導(dǎo)向翼片、風(fēng)機(jī)葉 片、轉(zhuǎn)子葉片、定子翼片、導(dǎo)管風(fēng)機(jī)葉片、非導(dǎo)管風(fēng)機(jī)葉片、支柱、機(jī)艙人口、風(fēng)力潤(rùn)輪葉片、 推進(jìn)器、葉輪、擴(kuò)散器翼片或回流引導(dǎo)翼片其中之一。
17. -種制造翼型件的方法，所述方法包括： 制造至少一個(gè)包括在前緣和后緣處聯(lián)接在一起的第一側(cè)和第二側(cè)的翼型件， 其中，所述翼型件包括限定至少一個(gè)第一弦長(zhǎng)的多個(gè)第一弦段和限定至少一個(gè)第二弦 長(zhǎng)的多個(gè)第二弦段，它們各自在所述后緣和前緣之間延伸，且沿著所述翼型件的前緣限定 波形，所述前緣限定了所述翼型件的根部部分與所述翼型件的頂端部分之間的長(zhǎng)度，所述 前緣包括： 多個(gè)隔開的波形突出部，所述多個(gè)波形突出部中的各個(gè)波形突出部限定了波頂端和限 定在至少一對(duì)相鄰的隔開的波形突出部之間的至少一個(gè)波谷部分，其中，相鄰的波形突出 部在它們之間限定了頂端到頂端距離，所述頂端到頂端距離在代表所述至少一個(gè)第一弦長(zhǎng) 的百分比的值的范圍中，其中，所述波形突出部為以下情況中的至少一種：基本均勻地隔開 和不均勻地隔開，且 其中，所述多個(gè)第一弦段中的至少一個(gè)弦段在所述前緣處從所述翼型件的所述第一側(cè) 或所述第二側(cè)其中之一向外延伸，且所述多個(gè)第二弦段中的至少一個(gè)弦段在所述前緣處從 所述翼型件的所述第一側(cè)或所述第二側(cè)其中之一向外延伸，該向外延伸的第一弦段和第二 弦段以及該多個(gè)隔開的波形突出部限定了三維細(xì)圓齒式的翼型件；且 其中，所述至少一個(gè)翼型件構(gòu)造成通過(guò)使所述翼型件與上游產(chǎn)生的尾流或旋渦的互相 作用造成的不穩(wěn)定壓力幅度減小和在空間上與時(shí)間上去相關(guān)，而有助于對(duì)于至少一個(gè)上游 產(chǎn)生的沖擊尾流或旋渦的翼型件不穩(wěn)定壓力響應(yīng)的降敏作用。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，制造所述至少一個(gè)翼型件還包括將所 述翼型件制造為使得所述翼型件包括從在所述前緣和后緣之間延伸的所述第一側(cè)和第二 側(cè)之間測(cè)量的厚度，所述翼型件厚度在翼展方向上有所變化。
19. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，制造所述至少一個(gè)翼型件還包括將所 述翼型件制造為使得所述翼型件形成有具有第一厚度的多個(gè)第一弦段和具有第二厚度的 多個(gè)第二弦段，所述多個(gè)第一弦段中的各個(gè)第一弦段各自限定在所述多個(gè)第二弦段中的各 個(gè)第二弦段之間。
20. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，所述翼型件為出口導(dǎo)向翼片、風(fēng)機(jī)葉 片、轉(zhuǎn)子葉片、定子翼片、導(dǎo)管風(fēng)機(jī)葉片、非導(dǎo)管風(fēng)機(jī)葉片、支柱、機(jī)艙入口、風(fēng)力潤(rùn)輪葉片、 推進(jìn)器、葉輪、擴(kuò)散器翼片、回流引導(dǎo)翼片、襟翼前緣、機(jī)翼前緣或者起落裝置整流罩其中之 〇
【文檔編號(hào)】F01D9/04GK104114815SQ201280070533
【公開日】2014年10月22日 申請(qǐng)日期:2012年12月12日 優(yōu)先權(quán)日:2011年12月22日
【發(fā)明者】T.H.伍德, K.拉馬克里什南, U.帕利亞思 申請(qǐng)人:通用電氣公司