[实用新型]静子导向叶片及包括其的航空发动机

说明书

本实用新型提供了一种静子导向叶片及包括其的航空发动机，所述静子导向叶片的端部设置有静子导向叶片外环，所述静子导向叶片外环的两端分别设置有外环安装边，所述外环安装边包括胞元结构和填充材料，所述填充材料设置在所述胞元结构内，且所述静子导向叶片和所述胞元结构采用增材制造工艺加工而成。所述航空发动机包括内机匣和多个如上所述的静子导向叶片，所述静子导向叶片的外环安装边与所述内机匣连接，形成冷态间隙装配。本实用新型可以实现减少零件数目，增加可靠性，消除微动磨损，且更便于装配和拆卸。

技术领域

本实用新型涉及航空发动机领域，特别涉及一种静子导向叶片及包括其的航空发动机。

背景技术

在航空发动机领域，我国当前航空发动机设计方法偏于保守，缺乏更加先进高效的设计手段和创新性结构设计构型。尤其是在适用于3D打印工艺的航空发动机拓扑优化设计技术方面的研究工作尚处于起步阶段，设计阶段无法考虑3D打印工艺特征，导致新构型、新工艺设计方案产业化程度极低，限制了3D打印工艺的应用范围。

采用3D打印工艺加工的零部件，其设计方案大多基于传统设计构型，使得3D打印的工艺优势无法充分发挥。缺少面向航空发动机结构的设计流程与方法，导致所设计零部件的工艺可实现性较差，亟待提高。将3D打印技术应用于航空发动机零部件加工，缺少优化设计方法及优化结果的可靠性评价方法。

图1为现有技术中航空发动机静子导向叶片的安装结构示意图。

如图1所示，航空发动机静子导向叶片安装结构的传统设计方案，采用衬垫实现“方便拆装、减少微动磨损、减少气体损失”等功能，但存在结构复杂、装配过程繁琐、微动磨损和气体损失只能减少，无法消除等问题。

此外，增材制造技术理论上能够实现无约束结构设计，拓展了航空发动机零部件设计空间，复杂填充结构和双材料结构均能够通过增材制造工艺实现。

有鉴于此，本领域技术人员亟待于研制一种新的静子导向叶片及包括其的航空发动机，以期解决上述技术问题。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是为了克服现有技术中航空发动机静子导向叶片的结构复杂、装配过程繁琐等缺陷，提供一种静子导向叶片及包括其的航空发动机。

本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：

一种静子导向叶片，其特点在于，所述静子导向叶片的端部设置有静子导向叶片外环，所述静子导向叶片外环的两端分别设置有外环安装边，所述外环安装边包括胞元结构和填充材料，所述填充材料设置在所述胞元结构内，且所述静子导向叶片和所述胞元结构采用增材制造工艺加工而成。

根据本实用新型的一个实施例，所述胞元结构的材料与所述静子导向叶片的材料相同。

根据本实用新型的一个实施例，所述胞元结构周向贯通，所述填充材料周向热膨胀挤压在所述胞元结构内产生径向膨胀。

根据本实用新型的一个实施例，所述胞元结构包括中空的腔体，所述腔体内设置有相互间隔的多个隔断体，所述填充材料填充在各个所述隔断体之间。

根据本实用新型的一个实施例，所述隔断体采用菱形结构，所述菱形结构的上下两端与所述腔体的内壁面连接。

根据本实用新型的一个实施例，所述填充材料的热膨胀系数大于所述胞元结构的热膨胀系数。

根据本实用新型的一个实施例，所述填充材料通过金属熔化后浇注方式加工而成。

根据本实用新型的一个实施例，所述静子导向叶片和所述胞元结构采用激光选区熔化工艺。

本实用新型还提供了一种航空发动机，其特点在于，所述航空发动机包括内机匣和多个如上所述的静子导向叶片，所述静子导向叶片的外环安装边与所述内机匣连接，形成冷态间隙装配。