[发明专利]具有单独的翼型件、内带和外带的复合翼型组件

说明书

本发明涉及具有单独的翼型件、内带和外带的复合翼型组件。具体而言，提供了用于燃气涡轮发动机的翼型组件。例如，翼型组件包括翼型件、内带和外带，内带限定与翼型件的内端形状互补的内开口，外带限定与翼型件的外端形状互补的外开口。翼型件内端利用内开口接收，并且翼型件外端接收在外开口内。支柱沿径向延伸穿过翼型件腔。第一垫在腔内限定在第一径向位置处。第二垫在腔内限定在第二、不同径向位置处。在一些实施例中，翼型组件内带包括第一内凸缘，内带通过第一内凸缘装固至支撑结构，并且外带包括第一外凸缘，外带通过第一外凸缘装固至支撑结构。

本申请是于2019年3月15日提交的申请号为201910197670.X、发明名称为“具有单独的翼型件、内带和外带的复合翼型组件”、优先权日为2018年3月15日的中国发明专利申请的分案申请。

联邦政府资助的研究

本发明是在空军部授予的合同第FA8650-15-D-2501号下利用政府支持完成的。美国政府可拥有本发明的某些权利。

技术领域

本主题大体上涉及燃气涡轮发动机。更具体而言，本主题涉及用于燃气涡轮发动机的复合翼型组件，如用于燃气涡轮发动机的复合涡轮喷嘴整流罩。

背景技术

更普遍的是，非传统的高温复合材料，如陶瓷基质复合（CMC）材料，正在用于诸如燃气涡轮发动机的应用中。与典型的构件（例如，金属构件）相比，由这种材料制造的构件具有更高的温度能力，这可允许改进的构件性能和/或增加的发动机温度。复合构件也可提供其它优点，如改进的强度重量比。

通常，CMC涡轮喷嘴整流罩包括一体地形成为一个单个构件的翼型件、内带和外带，在翼型件与内带和外带中的各个之间具有弯曲的过渡区域。然而，在CMC涡轮喷嘴整流罩中从翼型件到带区段的过渡大体上包括在弯曲部附近的复杂形状，使得喷嘴整流罩难以层叠，导致制造周期时间长且产量低，并且也难以压实，经常导致压实不良。另外，翼型件和带之间的热差异（即热冲突）在喷嘴整流罩中产生高应力，这限制了零件缺陷的可接受性，并导致对零件的无损检测的更严格的检查限制。此外，已知的CMC喷嘴整流罩通常是单件并且可允许在各个单独的喷嘴整流罩之间泄漏。

因此，改进的翼型组件将是有用的。具体而言，包括与内带和外带中的各个分开的翼型件的翼型组件将是有利的。此外，将期望一种简单支撑的具有单独的翼型件、内带和外带的翼型组件，其具有正向定位的翼型件。

发明内容

本发明的方面和优点将在以下描述中部分地阐明，或可从描述中清楚，或可通过实践本发明理解到。

在本主题的一个示例性实施例中，提供了一种用于燃气涡轮发动机的翼型组件。翼型组件包括翼型件，翼型件具有与凸形吸力侧相对的凹形压力侧以及与外端沿径向间隔开的内端。压力侧和吸力侧从前缘沿轴向延伸至后缘。翼型组件还包括内带和外带，内带限定与翼型件的内端形状互补的内开口，外带限定与翼型件的外端形状互补的外开口。翼型件的内端利用内开口接收，并且翼型件的外端接收在外开口内。翼型组件还包括沿径向延伸穿过由翼型件限定的腔的支柱，以及在腔内限定在第一径向位置处的第一垫和在腔内限定在第二径向位置处的第二垫。第一径向位置与第二径向位置不同。

在本主题的另一示例性实施例中，提供了一种用于燃气涡轮发动机的翼型组件。翼型组件包括翼型件，翼型件具有与凸形吸力侧相对的凹形压力侧以及与外端沿径向间隔开的内端。压力侧和吸力侧从前缘沿轴向延伸至后缘。翼型组件还包括内带和外带，内带限定与翼型件的内端形状互补的内开口，外带限定与翼型件的外端形状互补的外开口。翼型件的内端利用内开口接收，并且翼型件的外端接收在外开口内。内带包括第一流径表面、与第一流径表面相对的第一非流径表面、以及从第一非流径表面沿径向延伸的第一内凸缘。外带包括第二流径表面、与第二流径表面相对的第二非流径表面、以及从第二非流径表面沿径向延伸的第一外凸缘。内带通过延伸穿过第一内凸缘的第一内紧固件装固至内支撑结构，并且外带通过延伸穿过第一外凸缘的第一外紧固件装固至外支撑结构。