[发明专利]气体涡轮引擎

说明书

本申请涉及一种气体涡轮引擎（10），所述气体涡轮引擎（10）包括引擎核心（11），所述引擎核心（11）包括高压压缩机和低压压缩机（14、15）以及高压涡轮和低压涡轮（17、19），所述高压压缩机（14）和高压涡轮（17）通过高压轴（27）联接，且所述低压压缩机（14）和低压涡轮（17）通过低压轴（26）联接，所述引擎进一步包括通过减速齿轮箱（30）联接到所述低压轴（27）的风扇（23）。所述高压压缩机（15）由8个或9个级（42a‑i）组成并且具有在1.39和1.42之间的巡航条件下的平均级负载，并且所述低压压缩机和高压压缩机（14、15）一起限定在40和60之间的巡航条件下的总核心压力比。

技术领域

本公开涉及气体涡轮引擎。

发明内容

根据第一方面提供气体涡轮引擎，所述气体涡轮引擎包括引擎核心，所述引擎核心包括高压压缩机和低压压缩机以及高压涡轮和低压涡轮，高压压缩机和高压涡轮通过高压轴联接，以及低压压缩机和低压涡轮通过低压轴联接，引擎进一步包括通过减速齿轮箱联接到低压轴的风扇，其中高压压缩机由9个级组成并且具有在1.39和1.42之间的巡航条件下的平均级负载，并且低压压缩机和高压压缩机一起限定在40和60之间的巡航条件下的总核心压力比。

发明人已经发现，特征的这种组合提供高效率的气体涡轮引擎，其具有低的总叶片数目，同时维持高的级效率。

高压压缩机可以限定在13：1和25：1之间以及优选地在17：1和20：1之间的巡航总压力比。因此，高压压缩机提供在核心中的大部分的压力上升。这有助于引擎的总的短的长度。

高压压缩机的末级可以具有在1.15和1.25之间的级负载。已经发现，鉴于相比于八级高压压缩机（由于由上游级提供的压缩）在高压压缩机的后部处的相对小直径的叶片，相对小量的压缩能够由在压缩机的后部处的附加的级提供。然而，在此位置处的附加的级的相对小的尺寸致使相对低的总重量，由此降低总引擎重量。

高压压缩机的第一级可以具有在1.4和1.6之间的级负载。有利地，通过提供具有相对于平均级负载相对高的级负载的第一级，能够提供高的总压力比，因为此大的、高直径的级能够提供更高的压力比。然而，这必须被平衡以抵对增加的重量。

高压压缩机可以包括在17和25之间以及可以在19和24之间的巡航压力比。

低压压缩机可以包括在1.6和2.5之间的巡航压力比。

低压压缩机可以由两个或三个压缩机级组成。

低压压缩机可以限定在1.3和1.4之间的平均级负载，并且可以限定大约1.35的平均级负载。

高压涡轮可以由一个级或两个级组成。

低压涡轮可以由三个级或四个级组成。

根据一方面，提供操作根据第一方面的气体涡轮引擎的方法，该方法包括，在巡航时，操作高压压缩机以提供在1.39和1.42之间的巡航条件下的平均级负载，并且低压压缩机和高压压缩机一起限定在40和60之间的巡航条件下的总核心压力比。

每个风扇叶片可以被限定为具有径向跨度，该径向跨度从在径向内部气体洗涤位置或0%跨度位置处的根部（或毂部）延伸到在100%跨度位置处的尖端。在毂部处的风扇叶片的半径与在尖端处的风扇叶片的半径的比可以小于（或大约为）以下中的任何一个：0.4、0.39、0.38、0.37、0.36、0.35、0.34、0.33、0.32、0.31、0.3、0.29、0.28、0.27、0.26或0.25。在毂部处的风扇叶片的半径与在尖端处的风扇叶片的半径的比可以在由前句中的值中的任何两个界定的包含端值的范围内（即这些值可以形成上限或下限）。这些比通常可以被称为毂部与尖端比。在毂部处的半径和在尖端处的半径两者都可以在叶片的前缘（或轴向最前）部分处测量。当然，毂部与尖端比指的是风扇叶片的气体洗涤部分，即径向地在任何平台之外的部分。