[发明专利]静子封严、静子叶片、发动机和飞行器

说明书

本发明公开了一种静子封严、静子叶片、发动机和飞行器，涉及航空运输工具领域，一种静子封严，包括内封严前端，所述内封严前端与转子叶片的转子榫头相对应，所述内封严前端包括轴向连接部以及薄弱失效部，其中，所述薄弱失效部具有小于所述轴向连接部的抗压强度，并在所述转子榫头的压力下变形或破裂。在本方案中，通过对内封严前端设计薄弱失效部，在低压轴失效后，由于薄弱失效部具有小于轴向连接部的抗压强度，静子封严的薄弱失效部能够迅速失效，能够促进转子叶身和静子叶身进入高效的碰摩状态，缩短进入高效碰摩发生的时间，并且能够缓解转子榫头和静子封严首次碰撞后反弹趋势，进一步提高碰摩降转效率。

技术领域

本发明涉及航空运输工具领域，特别涉及一种静子封严、静子叶片、发动机和飞行器。

背景技术

涡轮驱动的发动机在实际运行中，可能由于超扭、共振、疲劳、腐蚀、材料缺陷和制造误差或者其他间接事件导致轴失效的发生。虽然轴失效的发生概率很小，但是轴失效一旦发生，就有可能导致危害性的后果，对于双转子发动机而言，常见的是低压轴失效，低压轴失效后，涡轮转子与前端负荷(压气机)解耦，同时在燃烧室排出的高能气体的驱动下，转速瞬间上升，或进入超转状态，当转速上升到一定程度，轮盘应力达到临界发生破裂，破裂的高能碎片具备穿透发动机的风险。

由于轴失效事件持续时间非常短暂，因此民用航空发动机一般采用机械式和控制系统相组合的方式进行轴失效后低压涡轮转速限制，在控制系统响应之前，机械式刹车效果一定要能够得到保证，否则控制系统未完全响应低压涡轮轮盘就已发生破裂。

现有的机械碰摩降转包括在低压涡轮静子结构上增加的耐摩擦装置，或者弯掠的静子叶片。这类降转结构都可以在轴失效事件发生后，与转子碰摩，从而限制转子转速，但是该类降转结构往往在碰摩开始时响应较慢，无法快速进入高效的碰摩状态，并且在首次碰摩后容易发生反弹，碰摩降转效率低下。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中轴失效后转子叶片与叶片碰摩降转效率低的缺陷，提供一种能够提高碰摩降转效率的静子封严、静子叶片、发动机和飞行器。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

一种静子封严，包括内封严前端，所述内封严前端与转子叶片的转子榫头相对应，其特征在于，所述内封严前端包括轴向连接部以及薄弱失效部，其中，所述薄弱失效部连接于所述轴向连接部，所述薄弱失效部具有小于所述轴向连接部的抗压强度，并在所述转子榫头的压力下变形或破裂。

在本方案中，通过对内封严前端设计薄弱失效部，在低压轴失效后，由于薄弱失效部具有小于轴向连接部的抗压强度，静子封严的薄弱失效部能够迅速失效，加快转子榫头与静子内封严的慢速碰摩状态，能够促进转子叶身和静子叶身进入高效的碰摩状态，缩短进入高效碰摩发生的时间。采用低于轴向连接部的抗压强度的薄弱失效部，不仅能够缓解转子榫头和静子封严首次碰撞后反弹趋势，而且还能够在轴向连接部迅速断裂，进一步提高碰摩降转效率，保证碰摩耗能的持续性，并且因薄弱失效部设计在内封严前端，不影响正常工况下封严、导流或承载等功能作用。

较佳地，所述薄弱失效部包括一减弱边框，所述减弱边框与所述轴向连接部连接在一起，其中，所述减弱边框具有小于所述轴向连接部的抗压强度。

在本方案中，在转子榫头与静子封严发生碰撞时，减弱边框能够迅速变形或者破裂，加快转子榫头与静子内封严的慢速碰摩时间。

较佳地，所述减弱边框包括上侧壁和下侧壁，所述上侧壁和所述下侧壁分别连接于所述轴向连接部，所述上侧壁和所述下侧壁与所述轴向连接部之间形成有挖空区域。

在本方案中，挖空区域能够减小薄弱失效部的抗压强度，在转子榫头与静子内封严发生碰撞时迅速失效。

较佳地，所述挖空区域填充蜂窝结构。