[发明专利]燃气涡轮发动机

说明书

提供了燃气涡轮发动机（10），其中，风机具有风机叶片，在所述叶片中沿跨度的弧度分布允许所述燃气涡轮发动机以与常规发动机相比改进的效率操作，同时保持可接受的颤振裕度。

技术领域

本公开涉及燃气涡轮发动机。本公开的方面涉及具有风机的燃气涡轮，所述风机具有改进的压力比分布。

背景技术

现代燃气涡轮航空发动机通常包括风机，所述风机压缩进入的空气并且沿旁路管道引导该空气的至少一部分，其中该空气的剩余部分流动通过发动机核心。

期望对发动机的总体效率进行优化，以便使得燃料燃烧（或者比燃料消耗（specific fuel consumption））最小化。然而，在将发动机设计成具有最优效率时，本发明人已经理解的是，发动机性能的其他方面可能被损害。一个这样的方面可以是风机的可操作性，例如，风机叶片颤振。

颤振可以被表征为自激振动。当叶片排中的翼面（aerofoil）（诸如，燃气涡轮发动机风机中的风机叶片）振动时，翼面在叶片排自身上产生不稳定的气动力。在大多数情况下，这些不稳定的气动力造成叶片排对周围空气做功，并且振动的幅度衰减。然而，在某些操作条件（例如，某些旋转速度和/或推力和/或其组合）下，周围空气可以对风机自身做功。如果由空气所做的功超过了该功（例如，通过机械阻尼），则振动将增强。这种不稳定性被称为颤振。因为颤振可能会在发动机中产生大的应力，所以颤振是不利的。

因此，期望提供具有改进的总体性能的发动机，例如，高总体效率与低易颤振性相结合。

发明内容

根据一方面，提供了用于飞行器的燃气涡轮发动机，该燃气涡轮发动机包括发动机核心，该发动机核心具有涡轮、压缩机和将涡轮连接到压缩机的核心轴。该燃气涡轮发动机包括被定位在发动机核心的上游的风机，该风机包括多个风机叶片，每个风机叶片具有从在0%跨度位置处的根部延伸至在100%跨度位置处的尖端的径向跨度。该燃气涡轮发动机包括变速箱，该变速箱接收来自核心轴的输入并且向风机输出驱动以便以低于核心轴的旋转速度驱动风机。在叶片跨度的径向最内侧10%上所得到的每个风机叶片的平均（如本文所使用的，其可以被认为是平均值）弧度（α₂–α₁）_ave是如本文所要求保护的那样。

该根部可以是叶片的径向最内侧的被气体冲刷的部分。该尖端可以是叶片的径向最外侧的被气体冲刷的部分。在其他公开中，叶片的该径向最内侧的被气体冲刷的部分可以被称为毂。

在一些设置中，在叶片跨度的径向最内侧10%上所得到的每个风机叶片的平均弧度（α₂–α₁）_ave不大于具有最大平均弧度（θ₂–θ₁）_max的10%叶片跨度部分的平均弧度的75%，例如不大于74%、73%、72%、71%、70%、65%或60%。此外或者替代性地，在一些设置中，在30%跨度位置与40%跨度位置之间的叶片部分上所得到的每个风机叶片的平均弧度（β₂–β₁）_ave是叶片跨度的径向最内侧10%的平均弧度（α₂–α₁）_ave的至少1.2倍，例如，至少1.3倍、1.4倍、1.5倍或1.6倍。