[发明专利]喷嘴导向叶片

说明书

一种用于气体涡轮引擎的喷嘴导向叶片，该喷嘴导向叶片具有组合侧壁厚度值，该组合侧壁厚度值在腔体区域内变化以便提供具有组合侧壁厚度的最大值的点。组合侧壁厚度的增加对于捕获穿过引擎核心的碎屑是有利的。

技术领域

本公开涉及用于气体涡轮引擎的喷嘴导向叶片的设计。所公开的喷嘴导向叶片的设计特征是特别有利的，因为它们提供了用于捕获释放的涡轮叶片的经改进装置。

背景技术

飞机引擎设计用于承受在各种工作环境中操作的严酷考验。然而，当引擎的元件断裂或从其原始位置断开时，将发生罕见事件。在此类情况下，引擎被设计成可以容纳尽可能多的由此产生的碎屑。尽可能快速地阻止碎屑的移动也是有益的，因为碎屑越深入引擎，造成的损坏就越大。例如，如果涡轮叶片或涡轮叶片的零件被释放到引擎中，则其穿过引擎核心的距离越远，碎屑可能损坏的其他部件数量就越多。

发明内容

根据第一方面，提供了一种用于气体涡轮引擎的喷嘴导向叶片，所述喷嘴导向叶片包括：压力侧壁，所述压力侧壁具有在所述喷嘴导向叶片的外部上的第一压力表面和在所述喷嘴导向叶片的内部上的第二压力表面；吸力侧壁，所述吸力侧壁具有在所述喷嘴导向叶片的所述外部上的第一吸力表面和在所述喷嘴导向叶片的所述内部上的第二吸力表面；径向内边界；径向外边界；前缘；和后缘；其中所述压力侧壁和所述吸力侧壁从所述径向内边界延伸到所述径向外边界并且从所述前缘延伸到所述后缘；所述喷嘴导向叶片进一步包括腔体区域，其中所述第二压力表面和所述第二吸力表面间隔开以便在它们之间形成腔体，所述腔体具有最接近所述喷嘴导向叶片的所述前缘的腔体开启点和最接近所述喷嘴导向叶片的所述后缘的腔体闭合点；其中所述喷嘴导向叶片具有弦线，所述弦线是将所述前缘连接到所述后缘的直线；其中，在所述径向内边界与所述径向外边界之间的恒定径向范围的每个平面中，所述弦线上的任何点的压力侧壁厚度值被定义为在所述弦线上的所述点处垂直于所述弦线所测量的所述第一压力表面与所述第二压力表面之间的距离；并且所述弦线上的任何点的吸力侧壁厚度值被定义为在所述弦线上的所述点处垂直于所述弦线所测量的所述第一吸力表面与所述第二吸力表面之间的距离；其中位于所述腔体开启点与所述腔体闭合点之间的所述弦线的给定点的所述压力侧壁厚度值和所述吸力侧壁厚度值的总和被定义为组合侧壁厚度；并且其中所述组合侧壁厚度沿着所述腔体开启点与所述腔体闭合点之间的所述弦线变化，使得所述组合侧壁厚度的最大值位于所述弦线上介于所述弦线的30％与70％之间的点处。根据权利要求1的喷嘴导向叶片是有利的，因为中心腔体区域中的压力侧壁和吸力侧壁的较大组合侧壁厚度允许喷嘴导向叶片从任何撞击它的碎屑中吸收更多的能量，从而提高其阻止例如来自断开的涡轮叶片的碎屑的移动的能力。还降低了碎屑破裂成可能进一步进入引擎的更小碎片的可能性。

根据一些实施方案，所述组合侧壁厚度值的最大值位于所述弦线上介于所述弦线的40％与60％之间或介于所述弦线的47％与53％之间的点处。

根据一些实施方案，所述喷嘴导向叶片的所述前缘区域可以从所述前缘延伸所述弦线的长度的至多10％。在其他实施方案中，所述前缘区域可以从所述前缘延伸所述弦线的长度的至多6％。已经发现，具有此类长度的前缘区域的喷嘴导向叶片具有最优的碎屑捕获性能。

根据一些实施方案，所述后缘区域可以从所述后缘延伸所述弦线的长度的至多10％到至多30％。在本公开的其他实施方案中，所述后缘区域可以从所述后缘延伸所述弦线的长度的至多18％到至多22％。已经发现，具有此类长度的后缘区域的喷嘴导向叶片具有最优的碎屑捕获性能。

根据一些实施方案，位于所述腔体开启点与所述腔体闭合点之间的所述弦线上的点处的所述组合侧壁厚度的最小值等于最小组合侧壁厚度，并且位于所述腔体开启点与所述腔体闭合点之间的所述弦线上的点处的所述组合侧壁厚度的最大值等于最大组合侧壁厚度，并且所述最大组合侧壁厚度与所述最小组合侧壁厚度之间的比值介于1.6:1与3:1之间。根据一些实施方案，最大腔体区域厚度与最大腔体开启区域厚度之间的比值介于2:1与2.5:1之间。