[发明专利]用于燃气涡轮发动机的涡轮机翼和其制造方法

说明书

本发明公开一种用于燃气涡轮发动机的涡轮机翼和其制造方法，涡轮机翼包括压力侧壁，所述压力侧壁沿着翼展方向并从所述机翼的机翼前缘朝向所述机翼的机翼后缘延伸。所述涡轮机翼还包括吸入侧壁，所述吸入侧壁也沿着所述翼展方向并从所述机翼前缘朝向所述机翼后缘延伸。所述压力侧壁和吸入侧壁限定其间的冷却气腔，且所述压力侧壁和吸入侧壁的一者或两者限定机翼后缘冷却通道，所述机翼后缘冷却通道自所述冷却气腔大体上延伸至所述机翼后缘。此外，所述压力侧壁和吸入侧壁的一者或两者包括多个压降元件，所述多个压降元件部分延伸至所述机翼后缘冷却通道内，以减少流经所述冷却气腔的冷却空气量。

技术领域

本发明主题大体上涉及燃气涡轮发动机机翼内的冷却通道。

背景技术

燃气涡轮发动机大体包括彼此流动连通的风扇和核心。此外，燃气涡轮发动机的核心大体包括按连续流动顺序的压缩机段、燃烧段、涡轮段和排气段。发动机运转时，空气从风扇进入压缩机的进气口，其中一个或多个轴流式压缩机逐步压缩空气，直至空气进入燃烧段。燃料与压缩空气混合并在燃烧段内燃烧，进而提供燃烧气体。燃烧气体从燃烧段流入至涡轮段。流经涡轮段的燃烧气体推动涡轮段，然后流经至排气段进入，例如，大气。

涡轮段通常包括多个按顺序设置的涡轮喷嘴和涡轮转子叶片级。不同涡轮转子喷嘴级内的各涡轮喷嘴和不同涡轮转子叶片级内的各涡轮转子叶片包括机翼。这些机翼通常通过冷空气流入至机翼的中央腔，然后经过多个按不同位置设置在机翼上的冷却孔。例如，机翼可能包括位于机翼前缘的各种冷却孔，沿着压力侧和吸入侧的各种冷却孔，以及位于机翼前缘的各种冷却孔。

鉴于机翼的特性，机翼的中央气腔内的冷却空气在经过位于机翼的机翼后缘上的冷却孔时通常具有最大压降。例如，机翼后缘有必要尽可能的薄，以便最小化气动损失。相应地，形成机翼后缘的段也相对较长，使得很难铸造或机械制造通过长度的小冷却孔。此种配置可能导致冷却孔比所需的大，使得流动的冷却流体比所需或要求的多。

相应地，具有机翼后缘冷却通道以及可控制流经其中的气流量的其他工具会有用。更具体而言，机翼具有包括计量段的机翼后缘冷却通道以及可控制流经其中的气流量的更多工具会特别有用。

发明内容

以下说明将部分地阐明本发明的各方面内容和优点，或者可以从说明中显而易见地了解这些方面和优点，或可以通过实践本发明来获悉这些方面和优点。

在本发明的一个示例性实施例中，提供一种用于燃气涡轮发动机的涡轮机翼。该涡轮机翼限定翼展方向、机翼前缘和机翼后缘。该涡轮包括压力侧壁，其沿着翼展方向，并从机翼前缘朝向机翼后缘延伸。该涡轮还包括吸入侧壁，其沿着翼展方向，并从机翼前缘朝向机翼后缘延伸。该压力侧壁和吸入侧壁限定其间的冷却气腔。该压力侧壁和吸入侧壁的一者或两者限定机翼后缘冷却通道，其从冷却气腔大体上延伸至机翼后缘。该压力侧壁和吸入侧壁的一者或两者包括多个压降元件，其部分延伸至机翼后缘冷却通道内，以减少流经冷却气腔的冷却空气量。

其中，所述机翼的所述主体部分至少部分通过铸造形成。

其中，所述多个压降元件配置成多个圆形突出物部分延伸至多数机翼后缘冷却通道内。

其中，所述机翼后缘冷却通道配置成压力侧排放槽。

在本发明的另一示例性方面，提供了一种用于制造限定机翼前缘和机翼后缘的燃气涡轮发动机涡轮机翼的方法。该方法包括形成机翼的主体部分，其从机翼的机翼前缘朝向机翼的机翼后缘延伸。主体部分限定领近机翼后缘的冷却气腔。该方法该包括采用增量制造工艺形成机翼的机翼后缘部分。该机翼的机翼后缘部分与机翼的主体部分形成整体或与其连接。该机翼的机翼后缘部分至少部分限定机翼后缘冷却通道，其从主体部分限定的冷却气腔大体上延伸至机翼的机翼后缘。该机翼后缘部分包括多个压降元件，其部分延伸至机翼后缘冷却通道内，以减少流经冷却气腔的冷却空气量。

其中，形成所述机翼的所述主体部分包括通过铸造所述机翼的所述主体部分形成所述机翼的所述主体部分。