專利名稱：用于回轉(zhuǎn)式機(jī)械的翼型件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明大致涉及回轉(zhuǎn)式機(jī)械，更具體地涉及用于回轉(zhuǎn)式機(jī) 械的翼型件(airfoil)。
背景技術(shù)：
至少一些公知的回轉(zhuǎn)式機(jī)械，例如但不限于航空發(fā)動(dòng)機(jī)、 燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)和蒸汽渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)，包括多個(gè)向下游引導(dǎo)氣流的旋轉(zhuǎn) 翼型件。結(jié)果，可產(chǎn)生尾流并^^其向下游引導(dǎo)，在此該尾流可沖擊位 于翼型件下游的物體。取決于該物體，尾流沖擊可產(chǎn)生噪音和/或空氣 動(dòng)力學(xué)載荷。在一些公知的發(fā)動(dòng)機(jī)中，噪聲可由上游旋轉(zhuǎn)翼型件的尾 流沖擊位于旋轉(zhuǎn)翼型件下游的定子部件或轉(zhuǎn)子部件產(chǎn)生，或由上游定 子部件的尾流沖擊位于定子部件下游的旋轉(zhuǎn)翼型件產(chǎn)生。此外，在一 些公知的發(fā)動(dòng)機(jī)中，尾流可包含非均勻的溫度分布。產(chǎn)生這樣的尾流可導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)性能和發(fā)動(dòng)機(jī)效率的降低。 降低尾流的幅度可降低當(dāng)尾流沖擊下游物體時(shí)所產(chǎn)生的噪音和空氣 動(dòng)力學(xué)載荷。至少 一些公知的降低尾流幅度和/或提供尾流熱均勻性的 方法包括增加上游翼型件和下游物體之間的距離。此增加的距離使尾 流混合并因而降低尾流的幅度。增加上游翼型件和下游物體之間的距離增加了發(fā)動(dòng)機(jī)的尺 寸、重量和成本，并因而降低了發(fā)動(dòng)^L的效率和性能。

發(fā)明內(nèi)容
在一個(gè)方面，提供了一種制造翼型件的方法。該方法包括 制造至少一個(gè)翼型件，其包括在前緣和后緣處聯(lián)接在一起的吸入側(cè)和 壓力側(cè)，其中，該翼型件包括多個(gè)均在后緣和前緣之間延伸的第一翼
弦部分(chordsection)和第二翼弦部分，第一翼弦部分中的至少一個(gè)翼 弦部分在后緣處從翼型件的壓力側(cè)向外延伸，且第二翼弦部分中的至 少 一個(gè)翼弦部分在后緣處從翼型件的吸入側(cè)向外延伸。在另一方面，提供了一種翼型件。該翼型件包括在前緣和 后緣處聯(lián)接在一起的吸入側(cè)和壓力側(cè)，該翼型件由多個(gè)第一翼弦部分 和多個(gè)第二翼弦部分所限定，第一翼弦部分中的至少一個(gè)翼弦部分在 后緣處從翼型件壓力側(cè)向外延伸，且第二翼弦部分中的至少一個(gè)翼弦 部分在后緣處/人翼型件吸入側(cè)向外延伸。在又一方面，提供了一種用于發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子組件。該轉(zhuǎn)子 組件包括轉(zhuǎn)子盤和聯(lián)接到轉(zhuǎn)子盤上的多個(gè)轉(zhuǎn)子葉片。該轉(zhuǎn)子葉片包括 翼型件部，其包括在前緣和后纟彖處聯(lián)接在一起的吸入側(cè)和壓力側(cè)，該 翼型件部由多個(gè)第一翼弦部分和多個(gè)第二翼弦部分所限定，第一翼弦 部分中的至少一個(gè)翼弦部分從翼型件壓力側(cè)向外延伸且第二翼弦部 分中的至少 一個(gè)翼弦部分從翼型件吸入側(cè)向外延伸。


圖1為示范性渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的示意圖；圖2為可用于圖1中所示發(fā)動(dòng)機(jī)的示范性風(fēng)扇葉片的透視
圖；圖3為圖2中所示風(fēng)扇葉片的一部分的放大圖； [OOll]圖4為圖2中所示風(fēng)扇葉片的一部分的截面弦向視圖；
圖5為圖2中所示風(fēng)扇葉片的一部分的截面視圖；
圖6為可用于圖1中所示發(fā)動(dòng)機(jī)的另一個(gè)示范性風(fēng)扇葉片 的透^L圖；圖7為圖6中所示風(fēng)扇葉片的一部分的放大圖；
圖8為圖6中所示風(fēng)扇葉片的一部分的截面弦向視圖；和
圖9為圖6中所示風(fēng)扇葉片的一部分的截面視圖。 零件清單10燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)組件 11風(fēng)扇葉片 12中心軸線
13風(fēng)扇組件
14增壓壓縮器
15風(fēng)扇轉(zhuǎn)子盤
16核心渦4侖發(fā)動(dòng)機(jī)
18高壓渦輪
20壓縮器轉(zhuǎn)子盤
22壓縮器
24燃燒室
26 j氏壓渦輪
28進(jìn)氣側(cè)
29第二傳動(dòng)軸
30核心發(fā)動(dòng)機(jī)排氣側(cè)
31風(fēng)扇排氣側(cè)
35部分
36氣流
40轉(zhuǎn)子葉片
42翼型件
44壓力側(cè)
46吸入側(cè)
48前緣
50后緣
52末梢部
54根部
55中弧線
56平臺(tái)部57距離
58 —體式榫接部 59起始線 62第一翼弦部分 63弦長
64第二翼弦部分
66第一弦組
68第二弦組
76距離
78距離
80距離
83距離
84距離
85距離
86第一弦厚
88第二弦厚
90第一弦弧線
92第二弦弧線
111風(fēng)扇葉片
142翼型件
148前緣
150后緣
160波
162第一翼弦部分 163第一弦長 164第二翼弦部分 165弦長 166末梢部168谷部 168波谷 170內(nèi)緣 172外緣 174長度 176長度 178距離 180距離 180距離， 181距離 182至末梢距離 186第一弦厚 188第二弦厚
具體實(shí)施例方式本發(fā)明大致提供了用于制造在渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)中使用的翼型件 的示范性裝置和方法。此處所述的實(shí)施例僅為示范性的而非限制性 的。應(yīng)理解的是，本發(fā)明可應(yīng)用于任何類型的翼型件或空氣動(dòng)力面， 例如但不限于風(fēng)扇葉片、轉(zhuǎn)子葉片、定子葉片、導(dǎo)管風(fēng)扇葉片、非導(dǎo) 管風(fēng)扇葉片、支柱(struts)、輪葉、排氣管和/或噴管組件。更具體地說， 本發(fā)明可應(yīng)用于任何產(chǎn)生位于翼型件下游的尾流的翼型件或空氣動(dòng) 力面。盡管此處所述的本發(fā)明結(jié)合渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行了描述，但對(duì) 于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言顯然的是，通過適當(dāng)?shù)男薷?，本發(fā)明的裝置和 方法可適于包括翼型件的任何裝置，其產(chǎn)生位于翼型件下游的尾流。圖1為具有中心軸線12的示范性渦輪風(fēng)扇式燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng) 機(jī)組件10的示意圖。在該示范性的實(shí)施例中，發(fā)動(dòng)機(jī)組件10包括風(fēng)
扇組件13、增壓壓縮器14、核心燃?xì)鉁u^^發(fā)動(dòng)機(jī)16以及聯(lián)接到風(fēng)扇 組件13和增壓壓縮器14上的低壓渦輪26。風(fēng)扇組件13包括多個(gè)轉(zhuǎn) 子風(fēng)扇葉片11,其從風(fēng)扇轉(zhuǎn)子盤15大體上徑向向外地延伸。核心燃 氣渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)16包括高壓壓縮器22、燃燒室24和高壓渦輪18。增 壓壓縮器14包括多個(gè)轉(zhuǎn)子葉片40，這些轉(zhuǎn)子葉片40從聯(lián)接到第一傳 動(dòng)軸31上的壓縮器轉(zhuǎn)子盤20大體上徑向向外地延伸。壓縮器22和 高壓渦輪18通過第二傳動(dòng)軸29而聯(lián)接在一起。發(fā)動(dòng)機(jī)組件10還包 括進(jìn)氣側(cè)(intake side)28、核心發(fā)動(dòng)機(jī)排氣側(cè)(exhaust side)30以及風(fēng)扇 排氣側(cè)31。運(yùn)行中，風(fēng)扇組件13壓縮經(jīng)過進(jìn)氣側(cè)28進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)10的 空氣。離開風(fēng)扇組件13的氣流凈皮分離，使得氣流的一部分35引入到 增壓壓縮器14中而氣流的余下部分36繞過增壓壓縮器14和核心渦 輪發(fā)動(dòng)機(jī)16并經(jīng)過風(fēng)扇排氣側(cè)31離開發(fā)動(dòng)機(jī)10。多個(gè)轉(zhuǎn)子葉片40 壓縮氣流并將已壓縮氣流35向核心燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)16輸送。氣流35 由高壓壓縮器22進(jìn)一步地壓縮并被輸送至燃燒室24。來自燃燒室24 的氣流35驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)渦輪18和26，并經(jīng)過排氣側(cè)30離開發(fā)動(dòng)機(jī)10。圖2為可用于發(fā)動(dòng)機(jī)IO(圖1中示出)的風(fēng)扇葉片ll的一個(gè) 實(shí)施例的透視圖。圖3為示范性風(fēng)扇葉片11的一部分的放大圖。在 示范性的實(shí)施例中，風(fēng)扇葉片11包括翼型件部42、平臺(tái)56和根部 54。備選地，翼型件部42可用于但不限于轉(zhuǎn)子葉片、定子葉片和/或 噴管組件。在示范性的實(shí)施例中，根部54包括一體形成的榑、接部58, 其使得風(fēng)扇葉片11能夠安裝到壽爭子盤15上。翼型件部42包括第一 起伏側(cè)壁(contoured sidewall)44和第二起伏側(cè)壁46。具體地，在示范 性的實(shí)施例中，第一側(cè)壁44限定風(fēng)扇葉片11的壓力側(cè)而第二側(cè)壁46 限定風(fēng)扇葉片ll的吸入側(cè)。側(cè)壁44和側(cè)壁46在前纟彖48和軸向隔開 的后緣50處聯(lián)接在一起。后緣50與前緣48弦向地隔開并處于其下 游。壓力側(cè)44和吸入側(cè)46分別從根部54至末梢部52各自縱向地或 徑向向外地延伸。如以下更詳細(xì)地說明，在示范性的實(shí)施例中，風(fēng)扇
葉片11還包括弧高(camber)和厚度變化起始線59，其從根部54沿展 向延伸至末梢部52。起始線59與前緣48間隔弦向距離57。在一個(gè)
在示范性的實(shí)施例中，距離57大約為弦長63的60%。備選地，風(fēng)扇 葉片11可具有任何傳統(tǒng)的形式，帶有或不帶有棉4妄部58或平臺(tái)部56。 例如，風(fēng)扇葉片11可在不包括才隼接部58和平臺(tái)部56的整體葉盤(blisk) 型構(gòu)造中一體地形成為具有盤體15。在示范性的實(shí)施例中，翼型件部42包括多個(gè)第一翼弦部分 62和多個(gè)第二翼弦部分64。第 一翼弦部分62和第二翼弦部分64分 別在前緣48和后緣50之間大體弦向地延伸。此外，翼型件42包括 至少一個(gè)第一弦組66,其包括兩個(gè)徑向隔開距離76的第一翼弦部分 62。類似地，翼型件42還包括至少一個(gè)第二弦組68，其包括兩個(gè)徑 向隔開距離74的第二翼弦部分64。備選地，距離74和76中的至少 一個(gè)可大致為零。在示范性的實(shí)施例中，至少一個(gè)第一弦組66距第 二弦組68徑向地隔開距離78。此外，在示范性的實(shí)施例中，至少一 個(gè)第二弦組68距第一弦組66^:向地隔開距離80。在示范性的實(shí)施例 中，距離78大致等于距離80。備選地，距離78可以不必大致等于距 離80。在示范性的實(shí)施例中，各第一翼弦部分62和第二翼弦部分64 均形成有弦長63。此外，在示范性的實(shí)施例中，弦長63的弦向長度 從才艮部54至末梢部52變化。圖4為翼型件后緣50的截面弦向i見圖；圖5為翼型件42 的截面展向視圖。在示范性的實(shí)施例中，翼型件42還形成為具有沿 弦向從前緣48延伸至后緣50的中弧線(mean camber line)55,使得弧 線55與吸入側(cè)46和壓力側(cè)44 二者都等距。在示范性的實(shí)施例中， 翼型件部42還具有在壓力側(cè)44和吸入側(cè)46之間所測得的厚度。具 體地，在示范性的實(shí)施例中，翼型件部42具有限定在至少一個(gè)第一 弦組66上的第一弦厚86和限定在至少一個(gè)第二弦組68上的第二弦 厚88。在示范性的實(shí)施例中，第一弦厚86從前緣48到起始線59大
致等于第二弦厚88。此外，在示范性的實(shí)施例中，厚度88從起始線 59到后緣50附近寬于厚度86。結(jié)果，形成了波浪狀的或小圓齒狀 (crenulated)的翼型件42。此外，在示范性的實(shí)施例中，第一弦組66和第二弦組68 均形成有相應(yīng)的弧線90和92。具體地，第一弦弧線90在后緣50處 相對(duì)于翼型件中弧線55定向成角度6 1。更具體地，第一弦弧線90 的取向?qū)е孪薅ㄔ谥辽僖粋€(gè)第一弦組66上的后緣50延伸距離83而 進(jìn)入壓力側(cè)44的流徑(flowpath)(未示出)，其中，距離83在中弧線55 和壓力側(cè)44之間測得。類似地，第二弦弧線92在后緣50處相對(duì)于 中弧線55定向成角度62。更具體地，第二弦弧線92的取向?qū)е孪?定在至少一個(gè)第二弦組68上的后緣50延伸距離84而進(jìn)入吸入側(cè)46 的流徑(未示出)，其中，距離84在中弧線55和吸入側(cè)46之間測得。在示范性的實(shí)施例中，距離85在第一弦組66的吸入側(cè)46 和徑向相鄰的第二弦組68的吸入側(cè)46之間測得。此外，在示范性的 實(shí)施例中，通過增加在后緣50處第二弦弧線92和第一弦弧線90之 間的角距離可進(jìn)一步地增加距離85。如以下更詳細(xì)地描述，增加距離 85有助于混合由翼型件42所產(chǎn)生的尾流，這有助于降低噪音和下游 物體上的空氣動(dòng)力學(xué)載荷。此外，在示范性的實(shí)施例中，用語"尾流 混合"，或該用語的各種形式意指但不限于渴流的產(chǎn)生，改變至少一 部分氣流36從后緣50向下游延伸的軌線，和/或提供尾流的熱均勻性。在示范性的實(shí)施例中，小圓齒沿展向從風(fēng)扇葉片ll的根部 54延伸至末梢部52。在備選實(shí)施例中，小圓齒可沿著翼型件42的展 向部分地延伸。在另一個(gè)備選實(shí)施例中，翼型件42可包括至少一組 沿著翼型件42在展向上延伸的小圓齒。在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行中，轉(zhuǎn)子盤15和風(fēng)扇葉片11繞軸線12旋轉(zhuǎn)， 從而產(chǎn)生氣流36并將其向下游引向物體，該物體例如但不限于多個(gè) 靜止或旋轉(zhuǎn)的翼型件(未示出)。更具體地，氣流36越過各風(fēng)扇葉片11 被引向后緣50。當(dāng)引導(dǎo)氣流36經(jīng)過第一翼弦部分62、第二翼弦部分
64和后緣50時(shí)，產(chǎn)生相反旋轉(zhuǎn)的渦動(dòng)副(vortex pairs)。在示范性的實(shí) 施例中，相反旋轉(zhuǎn)的渦動(dòng)副的量級(jí)(magnitudes)至少部分地由距離85 所確定。通常，較大的距離85有助于生成較大量級(jí)的渦流。在示范 性的實(shí)施例中，各第二弦組68的第二弦厚88有助于將氣流36引向 第一弦組66。此外，在示范性的實(shí)施例中，第二弦組68和第一弦組 66的取向即6 1和62也有助于將氣流36從第二弦組68引至第一弦 組66。更具體地，第二弦組68有助于將氣流36引向第一弦組66， 這有助于產(chǎn)生渦流。此外，在示范性的實(shí)施例中，第一弦組66和第二弦組68 的數(shù)量與在翼型件42下游產(chǎn)生的渦流數(shù)量和氣流36的交錯(cuò)軌線的數(shù) 量成比例。具體地，在運(yùn)行期間，引導(dǎo)氣流36經(jīng)過翼型件42上的吸 入側(cè)46、壓力側(cè)44和后》彖50。當(dāng)引導(dǎo)氣流36經(jīng)過后桑彖50時(shí)，各第 二弦組68均產(chǎn)生相反旋轉(zhuǎn)的渦動(dòng)副(未示出)。此外，在示范性的實(shí)施 例中，被引導(dǎo)經(jīng)過第一弦組66的氣流36具有第一軌線并向下游延伸 進(jìn)入壓力側(cè)44的流徑(未示出)。類似地，在示范性的實(shí)施例中，引導(dǎo) 經(jīng)過第二弦組68的氣流36具有第二軌線并向下游延伸進(jìn)入吸入側(cè)46 的流徑(未示出)。在示范性的實(shí)施例中，尾流混合，或渦流的產(chǎn)生以 及氣流36的交互軌線，有助于降低沖擊下游物體的尾流或尾流信號(hào) 的幅度，從而有助于降低噪音和空氣動(dòng)力學(xué)載荷。此外，尾流混合有 助于降低翼型件42和下游物體之間必要的軸向距離(未示出)。結(jié)果， 與使用沒有限定在至少一個(gè)翼型件42上的小圓齒的翼型件的發(fā)動(dòng)機(jī) 相比，有助于改善發(fā)動(dòng)機(jī)的效率和性能。圖6為可用于發(fā)動(dòng)才幾IO(圖1中示出)的風(fēng)扇葉片111的第 二實(shí)施例的透視圖。圖7為風(fēng)扇葉片111的一部分的放大視圖。圖6 和圖7示出了示范性的風(fēng)扇葉片111,其大致類似于圖2和圖3中示 出的風(fēng)扇葉片11。同樣地，用來指示圖2和圖3中部件的標(biāo)號(hào)將用來 指示圖6和圖7中的類似部件。在示范性的實(shí)施例中，風(fēng)扇葉片111 包括翼型件部142、平臺(tái)56和沖艮部54。備選地，翼型件部142可用
于但不限于轉(zhuǎn)子葉片、定子葉片和/或噴管組件。在示范性的實(shí)施例中，
根部54包括一體形成的榫接部58,其使得風(fēng)扇葉片111能安裝到轉(zhuǎn) 子盤15上。翼型件部142包括第一起伏側(cè)壁44和第二起伏側(cè)壁46。 具體地，在示范性的實(shí)施例中，第一側(cè)壁44大致凹入并限定風(fēng)扇葉 片111的壓力側(cè)，而第二側(cè)壁46大致凸起并限定風(fēng)扇葉片111的吸 入側(cè)。側(cè)壁44和側(cè)壁46在前纟彖148和軸向隔開的后緣150處聯(lián)接在 一起。后緣150與前緣148弦向地隔開并位于其下游。壓力側(cè)44和
如以下更為詳細(xì)地描述，在示范性的實(shí)施例中，風(fēng)扇葉片111還包括 弧高和厚度變化起始線59，其從根部54沿展向延伸至末梢部52。起 始線59距前緣148隔開弦向距離57。在一個(gè)實(shí)施例中，距離57處于 弦長165的大約0%至弦長165的大約90%之間。在示范性的實(shí)施例 中，距離57大約為弦長165的60%。備選地，風(fēng)扇葉片111可具有 任何傳統(tǒng)的形式，帶有或不帶有##部58或平臺(tái)部56。例如，風(fēng)扇 葉片111可在不包括榫接部58和平臺(tái)部56的整體葉盤型構(gòu)造中一體 地形成有盤體15。在示范性的實(shí)施例中，由于其設(shè)計(jì)以及如下更詳細(xì)地解釋， 翼型件142包括多個(gè)第一翼弦部分162和多個(gè)第二翼弦部分164。第 一翼弦部分162和第二翼弦部分164分別地大體在前緣148和后緣150 之間弦向地延伸。如以下更詳細(xì)地描述，各第一翼弦部分162均離直 接相鄰的第二翼弦部分164徑向地隔開距離180。在示范性的實(shí)施例 中，至少一個(gè)第一翼弦部分162形成有弦長163,其長于至少一個(gè)第 二翼弦部分164的弦長165。具體地，在示范性的實(shí)施例中，各第一 翼弦部分162均沿著后緣150限定了波尖(wave tip)166。類似地，各 第二翼弦部分164均沿著后緣150限定了波谷(wave trough) 168。結(jié)果， 在示范性的實(shí)施例中，多個(gè)交錯(cuò)的第二翼弦部分164和第一翼弦部分 162限定了沿著后緣150延伸的波狀圖樣。此外，在示范性的實(shí)施例中，波160均包括徑向內(nèi)緣170
和徑向外緣172。此外，后緣150由多個(gè)末梢部166和多個(gè)谷部168 所限定。更具體地，各波尖166均限定在相應(yīng)的第一翼弦部分162上。 類似地，各波谷168均限定在相應(yīng)的第二翼弦部分164上。結(jié)果，在 示范性的實(shí)施例中，各波尖166均沿弦向從各波谷168向下游延伸距 離181。此外，在示范性的實(shí)施例中，各內(nèi)緣170和外緣172均大體 徑向地在末梢部166和谷部168之間延伸。在示范性的實(shí)施例中，交4昔相鄰的第一翼弦部分162和第二翼 弦部分164的數(shù)量決定沿著后纟彖150所限定的波160的數(shù)量。具體地， 在示范性的實(shí)施例中，第二翼弦部分164距各第一翼弦部分162隔開 相對(duì)于徑向內(nèi)緣170所測得的距離178。類似地，在示范性的實(shí)施例 中，各第一翼弦部分162距各第二翼弦部分164隔開相對(duì)于徑向外緣 172所測得的距離180。備選地，距離178和180可大致為零，以便 內(nèi)緣170和外緣172大致弦向i也在末梢部166和谷部168之間延伸。 在示范性的實(shí)施例中，波160大致對(duì)稱，使得距離178和180近似相 等。結(jié)果，相對(duì)于平臺(tái)56,內(nèi)緣170的斜度(slope)大致與外緣172的 斜度成反比。在備選實(shí)施例中，距離178可不必等于距離180，結(jié)果 是波160大致非對(duì)稱。在這樣的實(shí)施例中，內(nèi)緣170的斜度與外緣172 的斜度并不大致成反比。在另一個(gè)實(shí)施例中，內(nèi)緣170和外緣172可 具有在末梢部166和谷部168之間延伸的任何平面的形狀，其包括但 不限于直邊、正弦邊和鋸齒邊。在示范性的實(shí)施例中，波160沿展向從風(fēng)扇葉片111的根 部54延伸至末梢部52。在備選實(shí)施例中，波160可部分地沿翼型件 142朝展向延伸。在另一個(gè)實(shí)施例中，翼型件142可包括至少一組沿 翼型件142朝展向延伸的波160。此外，在示范性的實(shí)施例中，谷部168具有大體沿著后緣 150延伸的長度174。類似地，在示范性的實(shí)施例中，末梢部166具 有大體沿著后緣150延伸的長度176。備選地，谷部168的長度174 可大致為零，以使得谷部168大致為限定在內(nèi)緣170和外緣172之間 的過渡點(diǎn)。在另一個(gè)實(shí)施例中，長度176可大致為零，以使得末梢部 166大致為限定在內(nèi)緣170和外緣172之間的過渡點(diǎn)。波160均制造有預(yù)先確定的展弦比(aspect ratio)，其表示距 離181相對(duì)于末梢-末梢距離182的比值。在示范性的實(shí)施例中，距離 181為第一弦長163(圖6中示出)和第二弦長165(圖6中示出)之間的 距離。此外，在示范性的實(shí)施例中，末梢-末梢距離182為一對(duì)直接相 鄰的波尖166之間的展向距離。在示范性的實(shí)施例中，距離181處于 第一弦長163的大約0%到大約30%之間。在一個(gè)實(shí)施例中，距離181 大約為第一弦長163的10%。此外，在示范性的實(shí)施例中，末梢-末梢 距離182處于第一弦長163的大約0%到大約50%之間。在一個(gè)實(shí)施 例中，末梢-末梢距離182大約為第一弦長163的30%。圖8為翼型件后緣150的截面弦向視圖。圖9為翼型件142 的截面展向3見圖。圖8和圖9圖示了示范性的翼型件后緣150，其大 致類似于圖4和圖5中示出的翼型件后緣50。同樣地，用來指示圖4 和圖5中部件的標(biāo)號(hào)將用來指示圖8和圖9中的類似部件。在示范性 的實(shí)施例中，翼型件142還形成有沿弦向從前緣48延伸至后緣150 的中弧線55，以使得弧線55距吸入側(cè)46和壓力側(cè)44 二者都等距。 在示范性的實(shí)施例中，翼型件142還具有在壓力側(cè)44和吸入側(cè)46之 間測得的厚度。具體地，在示范性的實(shí)施例中，翼型件142具有限定 在至少一個(gè)第一翼弦部分162上的第一弦厚186,和限定在至少一個(gè) 第二翼弦部分164上的第二弦厚188。在示范性的實(shí)施例中，第一弦 厚186從前緣48到起始線59大致等于第二弦厚188。此外，在示范 性的實(shí)施例中，厚度188從起始線59到后緣50附近寬于厚度186。 結(jié)果，形成了小圓齒狀的翼型件142。此外，在示范性的實(shí)施例中，第一翼弦部分162和第二翼 弦部分164均形成有相應(yīng)的弧線90和92。具體地，第一弦弧線90在 后緣150處相對(duì)于翼型件中弧線55定向成角度6 1。更具體地，第一 弦弧線90的取向?qū)е虏?66延伸距離83進(jìn)入壓力側(cè)44的流徑(未
示出)，其中，距離83在中弧線55和壓力側(cè)44之間測得。類似地， 第二弦弧線92相對(duì)于中弧線55定向成角度6 2。更具體地，第二弦 弧線92的取向?qū)е虏ü?68延伸距離84進(jìn)入吸入側(cè)46的流徑(未示 出)，其中，距離84在中弧線55和吸入側(cè)46之間測得。在示范性的實(shí)施例中,距離85在末梢部166的吸入側(cè)46 和谷部168的吸入側(cè)46之間測得。此外，在示范性的實(shí)施例中，通 過增加在后緣150處第二弦弧線92和第一弦弧線90之間的角距離而 進(jìn)一步地增加限定在后緣150上的距離85。如以下更詳細(xì)地描述，增 加距離85有助于混合由翼型件42所產(chǎn)生的尾流，這有助于降低噪音 和下游物體上的空氣動(dòng)力學(xué)載荷。此外，在示范性的實(shí)施例中，用語 "尾流混合"，或該用語的各種形式意指但不限于渦流的產(chǎn)生和改變 一部分尾流的軌線。在示范性的實(shí)施例中，限定在后緣150上的波160的數(shù)量 與在翼型件142下游產(chǎn)生的渦流的數(shù)量成比例。在運(yùn)行期間，引導(dǎo)氣 流36經(jīng)過翼型件142上的吸入側(cè)46、壓力側(cè)44和波160。當(dāng)引導(dǎo)氣 流36經(jīng)過波160時(shí)，各波160均產(chǎn)生相反旋轉(zhuǎn)的渦動(dòng)副(未示出)。具 體地，在示范性的實(shí)施例中，^皮引導(dǎo)經(jīng)過各徑向內(nèi)緣170的氣流36 產(chǎn)生第 一渦流(未示出)，而被引導(dǎo)經(jīng)過各徑向外緣172的氣流36產(chǎn)生 相反旋轉(zhuǎn)的第二渦流(未示出)。結(jié)果，在示范性的實(shí)施例中，各波160 均產(chǎn)生從后緣150向下游延伸的一對(duì)相反旋轉(zhuǎn)的渦流。此外，在示范 性的實(shí)施例中，各個(gè)波緣170和172的尺寸、形狀、取向和斜度均影 響所產(chǎn)生的渦流尺寸。具體地，內(nèi)緣170或外緣172的斜度越陵，或 距離178或180越短，則所產(chǎn)生的渦流尺寸越小。相反地，內(nèi)緣170 或外緣172的斜度越小，或距離178或180越長，則在各波160下游 所產(chǎn)生的渦流越寬。此外，在示范性的實(shí)施例中，波160的測試已表 明在達(dá)到最佳尺寸后渦流的影響變小。如上所述，大致對(duì)稱的波160 大體產(chǎn)生在尺寸和強(qiáng)度上大致相等的相反旋轉(zhuǎn)的渦動(dòng)副。備選地，大 致不對(duì)稱的波160大體產(chǎn)生在尺寸或效果上大致不相等的相反旋轉(zhuǎn)的
滿動(dòng)副。此外，在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行中，轉(zhuǎn)子盤15和風(fēng)扇葉片111繞軸線 12旋轉(zhuǎn)，從而產(chǎn)生氣流36并將其向下游引向物體，該物體諸如但不 限于多個(gè)靜止或旋轉(zhuǎn)的翼型件(未示出)。更具體地，將氣流36經(jīng)過各 風(fēng)扇葉片111引向波160。當(dāng)引導(dǎo)氣流36經(jīng)過波160時(shí)，如上文所述， 由邊緣170和172產(chǎn)生相反旋轉(zhuǎn)的渦流。相反旋轉(zhuǎn)的渦流的尺寸和強(qiáng) 度分別由內(nèi)緣170和外緣172的斜度以及由限定在各對(duì)第二翼弦部分 164和第一翼弦部分162的吸入側(cè)46之間的距離85來確定。在示范性的實(shí)施例中，相反旋轉(zhuǎn)的渦動(dòng)副的量級(jí)至少部分 地由距離85所確定。通常，較大的距離85有助于產(chǎn)生具有較大量級(jí) 的渦流。在示范性的實(shí)施例中，第二弦厚88有助于將氣流36從第二 翼弦部分164引向第一翼弦部分162。此外，在示范性的實(shí)施例中， 第二翼弦部分164和第一翼弦部分162的取向即6 1和62還有助于 將氣流36從第二翼弦部分164引至第一翼弦部分162。更具體地，第 二翼弦部分164有助于將氣流36從第二翼弦部分164引向第一翼弦 部分162，這有助于渦流的產(chǎn)生。此外，在示范性的實(shí)施例中，被引導(dǎo)經(jīng)過波尖166的氣流 36具有第 一軌線并從后緣150向下游延伸到壓力側(cè)44的流徑(未示出) 中。類似地，在示范性的實(shí)施例中，被引導(dǎo)經(jīng)過波谷168的氣流36 具有第二軌線并從后緣150向下游延伸到吸入側(cè)46的流徑(未示出) 中。在示范性的實(shí)施例中，尾流混合，或渦流的產(chǎn)生以及氣流36的 交錯(cuò)軌線，有助于降低沖擊下游物體的尾流或尾流信號(hào)的幅度，以便 有助于降低噪音和空氣動(dòng)力學(xué)栽荷。此外，尾流混合有助于降低翼型 件142和下游物體之間必要的軸向距離(未示出)。結(jié)果，與使用沒有 限定在至少一個(gè)翼型件142上的多個(gè)波和小圓齒的翼型件的發(fā)動(dòng)機(jī)相 比，有助于改善發(fā)動(dòng)機(jī)的效率和性能。此處還描述了制造翼型件的方法。該方法包括制造至少一 個(gè)翼型件，其包括在前緣和后緣處聯(lián)接在一起的吸入側(cè)和壓力側(cè)，其
中，該翼型件包括多個(gè)均在后緣和前緣之間延伸的第一翼弦部分和第 二翼弦部分。第一翼弦部分中的至少一個(gè)在后緣處從翼型件的壓力側(cè) 向外延伸，且第二翼弦部分中的至少 一個(gè)在后緣處從翼型件的吸入側(cè) 向外延伸。上述翼型件有助于降低在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行期間所產(chǎn)生的噪音和 空氣動(dòng)力學(xué)載荷。在發(fā)動(dòng)沖幾運(yùn)4亍期間，翼型件產(chǎn)生尾流，當(dāng)尾流沖擊 下游的物體時(shí)可產(chǎn)生噪音和空氣動(dòng)力學(xué)載荷。在一個(gè)實(shí)施例中，翼型 件包括具有第 一弦厚的多個(gè)第 一 弦組，和具有第二弦厚的多個(gè)第二弦 組。在這樣的實(shí)施例中，限定在第一弦組中的至少一個(gè)弦組上的后緣 從翼型件的吸入側(cè)向外延伸。類似地，限定在第二弦組中的至少一個(gè) 弦組上的后緣從翼型件的壓力側(cè)向外延伸。結(jié)果，形成了波浪狀的或 小圓齒狀的翼型件。第一弦組和第二弦組有助于尾流混合，或產(chǎn)生位 于翼型件下游的渦流以及氣流的交錯(cuò)軌線。尾流混合有助于降低沖擊 下游物體的尾流量級(jí)，以便有助于降低噪音和空氣動(dòng)力學(xué)載荷。此外， 尾流混合有助于降低翼型件和下游部件之間必要的軸向距離。結(jié)果， 與使用沒有限定在至少一個(gè)翼型件上的小圓齒的翼型件的發(fā)動(dòng)機(jī)相 比，有助于改善發(fā)動(dòng)機(jī)的效率和性能。在第二實(shí)施例中，各翼型件均包括后緣，該后緣包括多個(gè) 波狀突出物或波。在這樣的實(shí)施例中，翼型件包括具有第一弦厚的多 個(gè)第一翼弦部分，和具有第二弦厚的多個(gè)第二翼弦部分。此外，在這
樣的實(shí)施例中，多個(gè)波限定了沿著后緣的多個(gè)末梢和谷。結(jié)果形成了 小圓齒狀的翼型件。波有助于尾流混合，或產(chǎn)生位于翼型件下游的渦 流以及氣流的交錯(cuò)軌線。尾流混合有助于降低沖擊下游物體的尾流量 級(jí)，以便有助于降低噪音和空氣動(dòng)力學(xué)載荷。此外，尾流混合有助于 降低翼型件和下游部件之間必要的軸向距離。結(jié)果，與使用沒有限定 在至少一個(gè)翼型件上的多個(gè)波和小圓齒的翼型件的發(fā)動(dòng)機(jī)相比，有助 于改善發(fā)動(dòng)機(jī)的效率和性能。上文中詳細(xì)描述了包括翼型件的風(fēng)扇葉片的示范性實(shí)施
例。翼型件并不限于此處所述的具體實(shí)施例，而是可適于產(chǎn)生可沖擊 下游物體的尾流的任何類型的翼型件。例如，此處所述的翼型件可結(jié) 合其它的葉片系統(tǒng)元件用于其它的發(fā)動(dòng)機(jī)中。盡管本發(fā)明已根據(jù)各種具體的實(shí)施例進(jìn)行了描述，但本領(lǐng) 域技術(shù)人員將會(huì)承認(rèn)，本發(fā)明可通過屬于權(quán)利要求書的精神和范圍內(nèi) 的修改來實(shí)施。
權(quán)利要求
1.一種翼型件(42)，其包括在前緣(48，148)和后緣(50，150)處聯(lián)接在一起的吸入側(cè)(46)和壓力側(cè)(44)，所述翼型件由多個(gè)第一翼弦部分(62，162)和多個(gè)第二翼弦部分(64，164)限定，所述第一翼弦部分中的至少一個(gè)翼弦部分在所述后緣處從所述翼型件壓力側(cè)向外延伸，并且所述第二翼弦部分中的至少一個(gè)翼弦部分在所述后緣處從所述翼型件吸入側(cè)向外延伸。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的翼型件(42)，其特征在于，所述翼型件 (42)還包括在所述吸入側(cè)(46)和所述壓力側(cè)(44)之間測得的從所述前 緣(48,148)延伸至所述后緣(50，150)的厚度(86,188),所述翼型件厚度沿 展向方向變化。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的翼型件(42)，其特征在于，所述翼型件 (42)還包括具有第 一厚度(86)的多個(gè)部分(35)和具有第二厚度(88)的多 個(gè)部分，所述多個(gè)第一部分各限定在各所述多個(gè)第二部分之間。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的翼型件(42)，其特征在于，所述后緣 (50， 150)包括多個(gè)沿著所述后緣延伸的隔開的波狀突出物。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的翼型件(42),其特征在于，所述后緣 (50,150)還包括至少一個(gè)谷部(168)，各所述谷部限定在至少一對(duì)所述 相鄰的隔開的波狀突出物之間。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的翼型件(42)，其特征在于，所述多個(gè)第 一翼弦部分(62，162)中的至少一個(gè)翼弦部分長于所述多個(gè)第二翼弦部 分(64,164)中的至少一個(gè)翼弦部分。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的翼型件(42)，其特征在于，所述壓力側(cè) (44)、吸入側(cè)(46)、前緣(48，148)和后緣(50,150)中的至少一個(gè)構(gòu)造成有 助于尾流混合。
8. —種用于發(fā)動(dòng)機(jī)(10)中的轉(zhuǎn)子組件，所述轉(zhuǎn)子組件包括 轉(zhuǎn)子盤(15);和聯(lián)接到所述轉(zhuǎn)子盤上的多個(gè)轉(zhuǎn)子葉片(40)，所述轉(zhuǎn)子葉片包括翼 型件部(42)，所述翼型件部(42)包括在前緣(48，148)和后緣(50，150)處聯(lián) 接在一起的吸入側(cè)(40)和壓力側(cè)(44),所述翼型件部由多個(gè)第 一翼弦部 分(62,162)和多個(gè)第二翼弦部分(64,164)所限定，所述第一翼弦部分中 的至少一個(gè)翼弦部分從所述翼型件壓力側(cè)向外延伸，并且所述第二翼 弦部分中的至少 一個(gè)翼弦部分從所述翼型件吸入側(cè)向外延伸。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的轉(zhuǎn)子組件，其特征在于，所述多個(gè)第 一翼弦部分(62,162)中的至少一個(gè)翼弦部分長于所述多個(gè)第二翼弦部 分(64,164)中的至少一個(gè)翼弦部分。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的轉(zhuǎn)子組件，其特征在于，所述后緣 (50， 150)包括多個(gè)沿著所述后緣延伸的隔開的波狀突出物。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于回轉(zhuǎn)式機(jī)械的翼型件及其制造方法，該翼型件(42)包括在前緣(48，148)和后緣(50，150)處聯(lián)接在一起的吸入側(cè)(46)和壓力側(cè)(44)。該翼型件(42)由多個(gè)第一翼弦部分(62，162)和多個(gè)第二翼弦部分(64，164)限定，第一翼弦部分中的至少一個(gè)在后緣處從翼型件壓力側(cè)向外延伸，而第二翼弦部分中的至少一個(gè)在后緣處從翼型件吸入側(cè)向外延伸。
文檔編號(hào)F01D5/14GK101344014SQ200810131418
公開日2009年1月14日 申請(qǐng)日期2008年7月8日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月9日
發(fā)明者A·古普塔, L·C·哈伯, P·R·格利貝, T·H·伍德 申請(qǐng)人:通用電氣公司