[发明专利]非对称风扇叶片尖端包层

说明书

风扇叶片(11)包括：翼型件(45)，有前后缘(LE，TE)；压力和吸力侧(41,43)，从翼型件基部(49)向外延伸到翼型件尖端(47)；尖端包层(69)，有非对称压力和吸力侧包层侧翼(72,74)，各沿压力和吸力侧结合到翼型件尖端。压力和吸力侧包层侧翼可包括尖端包层的尖端包层部分(70)中压力和吸力侧包层侧翼的压力和吸力侧包层侧翼部分(85,87)的非对称或不同压力和吸力侧包层径向高度(83,84)和/或不同压力和吸力侧包层径向位置(86,88)。一个包层径向高度可在尖端包层部分中可变。弦向延伸接缝(94)可在压力侧包层侧翼部分中和/或弦向延伸槽(98)可在吸力侧包层侧翼部分中。包层侧翼可比翼型件复合芯(44)的复合材料更坚固，更具延展性或更不易碎。

技术领域

本发明涉及具有尖端包层(tip cladding)的燃气涡轮发动机叶片，尤其涉及具有尖端金属包层的复合风扇叶片。

背景技术

飞行器燃气涡轮发动机通常包括风扇组件，其具有由风扇壳体围绕的一排风扇叶片。这种叶片可能经受导致至少部分风扇叶片破损的事件。这种破损促使初级损坏，包括受影响的叶片和直接下游叶片，因为它们接触从受影响叶片释放的材料。这种初级损坏可能引起转子不平衡状况和随后的叶片摩擦风扇壳体。叶片摩擦可以促使次级损坏，包括对不相邻的叶片和壳体的损坏。

许多已知的风扇组件设计成具有足够的误差范围，并且构造有足够的附加承载能力以补偿这种不平衡的转子状况并减少叶片破损事件中的损坏的可能性。这种额外的承载能力增加了风扇组件的构造成本，并且由于风扇组件的重量增加而降低了燃气涡轮发动机燃料效率。

至少一个提出的叶片组件包括位于风扇叶片的至少尖端部分内的叶片尖端熔断器。叶片包括复合翼型件，其具有联接到翼型件的至少一部分的金属前缘(MLE)，并且MLE包括至少一个叶片尖端熔断器。期望提供一种成本更低，更简单且重量更轻的设计的叶片尖端熔断器设计。

发明内容

一种燃气涡轮发动机风扇叶片(11)，包括：翼型件(45)，翼型件(45)包括弦向间隔开的前缘和后缘(LE，TE)；压力和吸力侧(41，43)，压力和吸力侧在展向方向上从翼型件基部(49)向外延伸到翼型件尖端(47)；和尖端包层(69)，尖端包层(69)包括非对称的压力和吸力侧包层侧翼(72，74)，压力和吸力侧包层侧翼分别沿压力和吸力侧(41，43)结合或以其它方式附接到翼型件尖端(47)。

压力和吸力侧包层侧翼(72，74)可以包括尖端包层(69)的尖端包层部分(70)中的压力和吸力侧包层侧翼(72，74)的压力和吸力侧包层侧翼部分(85，87)的非对称的或不同的压力和吸力侧包层径向高度(83，84)和/或不同的压力和吸力侧包层径向位置(86，88)。不同的压力和吸力侧包层径向高度(83，84)中的一个可以在尖端包层部分(70)中可变。

叶片(11)可以包括：在尖端包层(69)的尖端包层部分(70)中的压力和吸力侧包层侧翼(72，74)的压力和吸力侧包层侧翼部分(85，87)，压力侧包层侧翼部分(85)中的弦向延伸的接缝(94)，和/或在吸力侧包层侧翼部分(87)中的弦向延伸的凸起或槽(98)。

叶片(11)可以包括压力和吸力侧包层侧翼(72，74)，压力和吸力侧包层侧翼(72，74)被结合或以其它方式附接到翼型件(45)的复合芯(44)，并且压力和吸力侧包层侧翼(72，74)比复合芯(44)的复合材料更坚固，更具延展性或更不易碎。

一种飞行器涡轮风扇燃气涡轮发动机(100)可以包括位于发动机壳体(128)内的至少一排飞行器燃气涡轮发动机风扇叶片(11)，一个或多个风扇叶片(11)可以包括：翼型件(45)，其具有弦向间隔开的前缘和后缘(LE，TE)；在展向方向上从翼型件基部(49)向翼型件尖端(47)向外延伸的压力和吸力侧(41,43)；和尖端包层(69)，尖端包层(69)包括分别沿压力和吸力侧(41,43)被结合或以其它方式附接到翼型件尖端(47)的非对称的压力和吸力侧包层侧翼(72,74)。