[发明专利]具有非轴对称表面的涡轮机部件

说明书

技术领域

本发明涉及一种涡轮发动机的部件，该部件包括叶片以及具有非轴对称表面的平台。

背景技术

现今，对设备的性能进行持续改进的必要性需要使用计算机建模工具，该设备尤其是航空设备，例如为涡轮发动机的转子(即，与固定有径向延伸的轮叶(或叶片)的毂形成的组件，如图1a所示)。

这些工具通过执行大量的模拟计算以自动地优化部件的一些特征来帮助设计部件。

例如，国际申请WO 2012/107677公开了通过“取轮廓”(即，通过壁中的凹陷和凸台限定)进行优化以提供优良的超音速流动性能的叶片/平台组件(换句话说，由叶片和固定有叶片的毂或壳体的局部表面形成的组件，例如如图1b所示)。该平台尤其具有在叶片的前缘和后缘之间轴向延伸的周向凹入部。

然而，显而易见的是，这些轴对称的几何形状仍可被改善，尤其是在涡轮发动机的压缩机级处被改善：鉴于普遍的特定条件，目前对转子/定子上的空气动力学几何的最佳效果的研究导致生产出在导管(vein)处具有局部非轴对称壁(即，根据与旋转轴线垂直的平面的截面不是圆形的)的部件，导管即在轮叶之间的用于流体流动的所有管道(换言之，轮叶中间的部段)。非轴对称的导管限定出三维空间的整体环形表面(涡轮发动机的一“部分(tranche)”)。

另外，即使非轴对称的几何形状被证明是有前景的，但它们的操作较复杂。

更优选地是使用它们来提高设备的收益方面的性能，但不降低操作性或机械强度。

发明内容

根据第一方面，本发明提出了一种涡轮发动机的部件，该部件至少包括第一叶片和第二叶片以及平台，叶片自平台延伸，

其特征在于，平台具有非轴对称的表面，该表面由第一端平面和第二端平面限制并通过C¹类的至少三条构建曲线来限定，至少三条构建曲线各自表示所述表面的半径的值，根据大体平行于端平面的平面，至少三条构建曲线为第一叶片的拱腹和第二叶片的拱背之间的位置的函数，至少三条构建曲线具有：

-第一曲线，第一曲线在第二叶片的附近递增；

-第二曲线，第二曲线被布置在第一曲线与第一叶片和第二叶片的后缘之间，并在第二叶片的附近递减；

-第三曲线，第三曲线被布置在第一曲线与第一叶片和第二叶片的前缘之间，并在第一叶片处具有最小值。

部件的表面的这种特定的非轴对称的几何形状对不均匀的流体流动提供控制，因此来增加收益。

机械强度不会像这样退化。

根据其他有利且非限制性的特征：

·第三曲线在第一叶片的拱腹和第二叶片的拱背之间严格递增；

·第三曲线在第二叶片的附近小于第一曲线；

·第一曲线在第一叶片的拱腹和第二叶片的拱背之间严格递增；

·第二曲线在第一叶片的拱腹和第二叶片的拱背之间具有局部最大值；

·每条构建曲线还通过沿叶片弦的从叶片的前缘延伸到后缘的位置来限定；

·第一曲线与位于叶片弦的相对长度的0％和60％之间的位置相关联，以及，第二曲线与位于叶片弦的相对长度的65％和100％之间的位置相关联；

·第三曲线与位于叶片弦的相对长度的0％和25％之间的位置相关联，以及，第一曲线与位于叶片弦的相对长度的30％和60％之间的位置相关联；

·平台具有环形形状，多个叶片沿环形形状被均匀地布置；

·平台在每一对连续的叶片之间具有相同的非轴对称的表面；

·部件是压缩机的转子级或定子级；

·每条构建曲线通过数据处理装置执行以下步骤来建模：

(a)将表示所述表面的半径的值的作为C¹类的曲线的构建曲线参数化，构建曲线为第一叶片的拱腹和第二叶片的拱背之间的位置的函数，该曲线通过以下方式限定：

-两个端部控制点，两个端部控制点分别位于两个叶片中的每个上，所述表面在该两个叶片之间延伸；

-至少一个样条曲线；

根据限定出端部控制点中的至少一个的一个或多个参数来执行参数化；

(b)确定所述曲线的所述参数的最优值。

根据第二方面，本发明涉及一种涡轮发动机，该涡轮发动机包括根据第一方面的部件。

附图说明

本发明的其他特征和优点将在以下的优选实施例的说明中显露。本说明将参考附图来给出，在附图中：

-之前描述的图1a示出了涡轮发动机的示例；

-图1b至图1c示出了平台/叶片组件的两个示例；