用于翼面的高階成形的彎曲區(qū)域的制作方法
【專利摘要】一種具有局部化的二面角特征的渦輪機(jī)葉片具有高階多項(xiàng)式成形的彎曲區(qū)域。
【專利說明】用于翼面的高階成形的彎曲區(qū)域
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開總地涉及用于渦輪機(jī)的翼面，并且更具體地涉及結(jié)合局部化高階二面角的翼面。
【背景技術(shù)】
[0002]渦輪機(jī)，諸如渦扇燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)或陸基渦輪發(fā)電機(jī)，通常包括壓縮機(jī)區(qū)段、燃燒室區(qū)段和渦輪區(qū)段。在工作期間，空氣在壓縮機(jī)區(qū)段中增壓并且在燃燒室區(qū)段中與燃料混合以產(chǎn)生熱的燃燒氣體。熱燃燒氣體流過渦輪區(qū)段，渦輪區(qū)段從熱燃燒氣體提取能量以給壓縮機(jī)區(qū)段提供動(dòng)力，并且在渦輪發(fā)電機(jī)的情形中驅(qū)動(dòng)渦輪動(dòng)力軸。
[0003]許多渦輪機(jī)包括軸向流型的壓縮機(jī)區(qū)段，其中已壓縮的空氣流平行于發(fā)動(dòng)機(jī)中心線軸線。軸向流壓縮機(jī)可以利用多個(gè)級(jí)以獲得實(shí)現(xiàn)所需熱力學(xué)循環(huán)目的所需的壓力水平。典型的壓縮機(jī)級(jí)由旋轉(zhuǎn)翼面(稱作轉(zhuǎn)子葉片)的行以及固定翼面(稱作定子葉片)的行構(gòu)成。
[0004]軸向流壓縮機(jī)區(qū)段的影響壓縮機(jī)性能和穩(wěn)定性的一個(gè)設(shè)計(jì)特征是尖端空隙流。小的間隙延伸在每個(gè)轉(zhuǎn)子葉片翼面的尖端與每個(gè)壓縮機(jī)級(jí)中的周圍護(hù)罩之間。尖端空隙流定義為從轉(zhuǎn)子葉片的高壓側(cè)(壓力側(cè))至低壓側(cè)(吸力側(cè))在轉(zhuǎn)子尖端與外側(cè)護(hù)罩之間的流體流。尖端空隙流減小了壓縮機(jī)區(qū)段維持壓力上升的能力，增大了損耗并且可以對(duì)失速裕度具有負(fù)面影響(即，壓縮機(jī)區(qū)段不再能夠維持壓力增大以使得燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)失速的點(diǎn))。
[0005]在翼面及其邊界層與端壁邊界層和尖端泄漏流相互作用的區(qū)域中的翼面尖端處，空氣動(dòng)力學(xué)負(fù)載趨向于比在翼面翼展中點(diǎn)處更高。高的空氣動(dòng)力學(xué)負(fù)載導(dǎo)致更高的轉(zhuǎn)向偏差、更大的損耗以及邊界層分離的可能性增大。在轉(zhuǎn)子尖端上的邊界層的大量(bulk)分離是壓縮機(jī)失速的一種機(jī)制。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006]在一個(gè)非限制的公開的實(shí)施例中，一種渦輪機(jī)葉片具有:沿著順翼展方向堆疊分布在根部和尖端區(qū)域之間延伸的翼面，翼面包括延伸在前緣與后緣之間的弦線；以及順翼展方向堆疊分布的二面角特征，其中二面角特征通常局限在順翼展方向堆疊分布的端部處，二面角特征由翼面的順翼展方向堆疊分布的彎曲區(qū)域進(jìn)一步限定，彎曲區(qū)域的形狀由高階多項(xiàng)式限定。
[0007]在任意以上示例的另一實(shí)施例中，高階多項(xiàng)式由具有多項(xiàng)式項(xiàng)A* (Z-Zblend)n的多項(xiàng)式限定，其中，A是常數(shù)，Z是順翼展方向堆疊分布區(qū)段的徑向位置，Zblmd是順翼展方向堆疊分布的混合點(diǎn)的徑向位置，以及η是多項(xiàng)式的階數(shù)。
[0008]在任意以上示例的另一實(shí)施例中，高階多項(xiàng)式由Ay’ =A*(Z_Zblend)n所限定。
[0009]在任意以上示例的另一實(shí)施例中，η大于或等于2.1。
[0010]在任意以上示例的另一實(shí)施例中，η大于或等于3。
[0011]在任意以上示例的另一實(shí)施例中，彎曲區(qū)域是翼面的區(qū)域，在該區(qū)域順翼面的翼展方向堆疊分布從徑向翼面堆疊線偏離。
[0012]在任意以上示例的另一實(shí)施例中，翼面具有混合點(diǎn),在該混合點(diǎn)彎曲區(qū)域初始地從徑向翼面堆疊線偏離。
[0013]在任意以上示例的另一實(shí)施例中，混合點(diǎn)至少在翼展的70%處。
[0014]在任意以上示例的另一實(shí)施例中，混合點(diǎn)至少在翼展的80%處。
[0015]在任意以上示例的另一實(shí)施例中，二面角在15度至35度的范圍內(nèi)。
[0016]在任意以上示例的另一實(shí)施例中，翼面是轉(zhuǎn)子葉片。
[0017]在任意以上示例的另一實(shí)施例中，翼面是在燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮機(jī)區(qū)段中的轉(zhuǎn)子葉片。
[0018]在任意以上示例的另一實(shí)施例中，翼面是定子葉片。
[0019]在任意以上示例的另一實(shí)施例中，翼面是在燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮機(jī)區(qū)段中的定子葉片。
[0020]在任意以上示例的另一實(shí)施例中，順翼展方向堆疊分布從翼面的根部延伸至尖端，并且其中順翼展方向堆疊分布是穿過翼面的多個(gè)堆疊平面區(qū)段的每一個(gè)的質(zhì)心的曲線。
[0021 ] 在任意以上示例的另一實(shí)施例中，順翼展方向堆疊分布的端部是所述翼面的尖端區(qū)域。
[0022]在任意以上示例的另一實(shí)施例中，順翼展方向堆疊分布的端部是所述翼面的根部區(qū)域。
[0023]在第二非限制的公開的實(shí)施例中，一種渦輪機(jī)具有:多個(gè)翼面，其中，翼面的每一個(gè)沿著順翼展方向堆疊分布在根部和尖端區(qū)域之間延伸，翼面包括在前緣和后緣之間延伸的弦線；以及二面角特征，其中二面角特征通常局部化在順翼展方向堆疊分布的端部處，二面角特征由翼面的順翼展方向堆疊分布的彎曲區(qū)域進(jìn)一步限定，彎曲區(qū)域的形狀由高階多項(xiàng)式限定。
[0024]在任意以上示例的另一實(shí)施例中，高階多項(xiàng)式由包括多項(xiàng)式項(xiàng)A*(Z_Zblend)n的多項(xiàng)式限定，其中，A是常數(shù)，Z是順翼展方向堆疊分布區(qū)段的徑向位置，Zblmd是順翼展方向堆疊分布的混合點(diǎn)的徑向位置，以及η是多項(xiàng)式的階數(shù)。
[0025]在任意以上示例的另一實(shí)施例中，高階多項(xiàng)式由Ay’ =A*(Z_Zblend)n限定。
[0026]在任意以上示例的另一實(shí)施例中，η大于或等于2.1。
[0027]在任意以上示例的另一實(shí)施例中，η大于或等于3。
[0028]在任意以上示例的另一實(shí)施例中，彎曲區(qū)域是翼面的區(qū)域，在該區(qū)域順翼展方向堆疊分布從徑向翼面堆疊線偏離。
[0029]在任意以上示例的另一實(shí)施例中，渦輪葉片具有混合點(diǎn)，在該混合點(diǎn)彎曲區(qū)域初始地從徑向翼面堆疊線偏離。
[0030]在任意以上示例的另一實(shí)施例中，混合點(diǎn)至少在翼展的70%處。
[0031]在任意以上示例的另一實(shí)施例中，混合點(diǎn)至少在翼展的80%處。
[0032]在任意以上示例的另一實(shí)施例中，二面角在15度至35度的范圍內(nèi)。
[0033]在任意以上示例的另一個(gè)實(shí)施例中，渦輪機(jī)是齒輪傳動(dòng)渦扇。
[0034]在任意以上示例的另一實(shí)施例中，順翼展方向堆疊分布從翼面的根部延伸至尖端，并且其中順翼展方向堆疊分布是穿過翼面的多個(gè)堆疊平面區(qū)段的每一個(gè)的質(zhì)心的曲線。
[0035]在任意以上示例的另一實(shí)施例中，順翼展方向堆疊分布的端部是所述翼面的尖端區(qū)域。
[0036]在任意以上示例的另一實(shí)施例中，順翼展方向堆疊分布的端部是所述翼面的根部區(qū)域。
[0037]從以下說明書和附圖可以最佳地理解本發(fā)明的這些和其他特征，以下是簡要說明。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0038]圖1是示例燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的截面圖。
[0039]圖2示出了如圖1所示示例燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮機(jī)區(qū)段的一部分。
[0040]圖3示出了根據(jù)本公開的翼面的示意圖。
[0041]圖4示出了如圖3所示示例翼面的另一視圖。
[0042]圖5示出了翼面葉片的平視圖。
[0043]圖6示出了翼面葉片的線框圖。
[0044]圖7示出了包括高階多項(xiàng)式彎曲區(qū)域的翼面順翼展方向堆疊分布。
[0045]圖8示出了涉及多個(gè)示例翼面的尖端偏轉(zhuǎn)和混合點(diǎn)的曲線圖。
【具體實(shí)施方式】
[0046]圖1示出了示例燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)10，其包括風(fēng)扇12、壓縮機(jī)區(qū)段14、燃燒室區(qū)段16以及渦輪區(qū)段18。燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)10被限定圍繞發(fā)動(dòng)機(jī)中心線軸線A，各個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)區(qū)段圍繞軸線A旋轉(zhuǎn)?？諝庥娠L(fēng)扇12吸入燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)10中并且流過壓縮機(jī)區(qū)段14以對(duì)空氣流增壓。燃料與增壓空氣混合并在燃燒室16內(nèi)燃燒。燃燒氣體排出穿過渦輪區(qū)段18，渦輪區(qū)段從其提取能量以用于向壓縮機(jī)區(qū)段14和風(fēng)扇12提供動(dòng)力。當(dāng)然，該視圖是高度示意性的。在所示示例中，燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)10是渦扇燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)。然而應(yīng)該理解的是，本公開內(nèi)所示的特征和說明并不限于渦扇燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)。即，本公開能適用于任何軸向流渦輪機(jī)。在替代示例中，在此所述的特征也能夠結(jié)合在諸如燃?xì)鉁u輪發(fā)電機(jī)的陸基渦輪機(jī)中。一些渦輪機(jī)不包括風(fēng)扇區(qū)段。
[0047]圖2示意性示出了燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)10的壓縮機(jī)區(qū)段14的一部分。在一個(gè)示例中，壓縮機(jī)區(qū)段14是軸向流壓縮機(jī)。壓縮機(jī)區(qū)段14包括多個(gè)壓縮級(jí)，包括轉(zhuǎn)子葉片30和定子葉片32的交替行。轉(zhuǎn)子葉片30以已知的方式圍繞發(fā)動(dòng)機(jī)中心線軸線A旋轉(zhuǎn)以增大傳遞穿過壓縮機(jī)區(qū)段14的空氣流的速度和壓力水平。固定的定子葉片32將空氣流的速度轉(zhuǎn)換為壓力，并且沿所需方向?qū)⒖諝饬鬓D(zhuǎn)向以為下一組轉(zhuǎn)子葉片30準(zhǔn)備空氣流。轉(zhuǎn)子葉片30部分地容納在護(hù)罩組件34 (即外側(cè)箱體)中。間隙36延伸在每個(gè)轉(zhuǎn)子葉片30的尖端38與護(hù)罩34之間以為旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子葉片30提供空隙。
[0048]圖3和圖4示出了示例轉(zhuǎn)子葉片30，其包括位于尖端38處用于減小翼面的空氣動(dòng)力學(xué)負(fù)載的設(shè)計(jì)元件。轉(zhuǎn)子葉片30包括具有前緣42和后緣44的翼面40。翼面40的弦46延伸在前緣42和后緣44之間。翼面40的翼展48延伸在轉(zhuǎn)子葉片30的根部50與尖端38之間。轉(zhuǎn)子葉片30的根部50與平臺(tái)52相鄰，平臺(tái)以已知的方式將轉(zhuǎn)子葉片30連接至旋轉(zhuǎn)的鼓或盤(未示出)。翼面40也包括二面角特征，下面將更詳細(xì)地描述。通常，二面角特征是指翼面40的順翼展方向堆疊分布的彎曲區(qū)域。
[0049]轉(zhuǎn)子葉片30的翼面40也包括吸力面54和相對(duì)的壓力面56。吸力面54通常是凸起表面而壓力面56通常是凹入表面。吸力面54和壓力面56常規(guī)地設(shè)計(jì)成當(dāng)空氣流F從上游方向UP傳遞至下游方向DN時(shí)對(duì)空氣流F增壓?？諝饬鱂沿具有軸線分量的方向流動(dòng)，該軸線分量平行于燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)10的縱向中心線軸線A。轉(zhuǎn)子葉片30圍繞發(fā)動(dòng)機(jī)中心線軸線A旋轉(zhuǎn)。
[0050]圖5示出了如圖4所示的翼面30的平面區(qū)段400。翼面平面區(qū)段400由前緣312、后緣314、吸力側(cè)340和壓力側(cè)350構(gòu)成。弦線310從翼面平面區(qū)段400的前緣312延伸至后緣314。在弦線310和軸線方向X之間測量弦線角360。翼面平面區(qū)段400具有質(zhì)心320(諸如重量的中心)，其是該平面區(qū)段的質(zhì)量的中心。采用向量F示出了在翼面平面區(qū)段400的前緣312處入射空氣的方向。
[0051]翼面平面區(qū)段400可以通過其質(zhì)心320的三維位置在空間中定位。傳統(tǒng)的坐標(biāo)系統(tǒng)用于定位翼面平面區(qū)段400，在這里例如X平行于旋轉(zhuǎn)軸線，z是相對(duì)于X的徑向方向，而y是沿旋轉(zhuǎn)的周緣的切線方向。第二坐標(biāo)系統(tǒng)相對(duì)于翼面平面區(qū)段400限定以使得X和y方向圍繞z軸線旋轉(zhuǎn)所述弦線角360，以使得新的y’方向垂直于弦線310并且新的x’方向平行于弦線310。該第二坐標(biāo)系統(tǒng)x’、y’、z’稱作旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系統(tǒng)。替代地，x、y、z坐標(biāo)系統(tǒng)也可以圍繞z軸線以在入口空氣方向F和X軸線之間的角度而旋轉(zhuǎn)以形成旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系統(tǒng)。二面角彎曲區(qū)域應(yīng)用到在旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系統(tǒng)中的翼面順翼展方向的堆疊(stacking)分布。
[0052]圖6示出了翼面40的線框視圖，翼面40由諸如圖5所示區(qū)段400的多個(gè)翼面平面區(qū)段構(gòu)成。翼面平面區(qū)段400的質(zhì)心420在空間中沿著順翼展方向堆疊分布48而“堆疊”或定位，以限定翼面40的三維形狀。通過沿著從中心(hub) 420至尖端430的筆直徑向線堆疊翼面平面區(qū)段的質(zhì)心420而構(gòu)成了不具有二面角的徑向翼面。為了引入二面角，沿正交于弦線410的y，方向轉(zhuǎn)移翼面平面區(qū)段400的質(zhì)心420的堆疊位置。正二面角將翼面平面區(qū)段400移位朝向翼面吸力側(cè)340并且遠(yuǎn)離翼面壓力側(cè)350。正二面角可以替代地限定為翼面尖端的吸力側(cè)340與外側(cè)護(hù)罩34形成了鈍角。
[0053]參照圖6和圖7，二面角D用于量化加至翼面40的二面角的量。二面角D描述了沿y’方向翼面尖端平面區(qū)段430相對(duì)于翼面尖端之下區(qū)段的空間關(guān)系。在位于旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)平面y’-Z中的兩個(gè)向量之間測量二面角D。第一向量是從堆疊分布尖端38突出的徑向向量450。第二向量是正切于順翼展方向堆疊分布48的尖端38的線460。兩個(gè)向量突入y’ _z平面示出在圖7中，并且在圖5中描述了該平面與翼面平面區(qū)段400的關(guān)系。
[0054]翼面40包括相對(duì)于翼面40的尖端38而局部化的二面角D (參見圖7)。本公開中使用的術(shù)語“局部化”意在限定限制到在順翼展方向堆疊分布48的特定徑向部分的二面角彎曲區(qū)域。盡管關(guān)于轉(zhuǎn)子葉片翼面40而在此公開了二面角D和二面角堆疊形狀，但是應(yīng)該理解的是燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)10的其他部件，諸如定子葉片翼面，可以從關(guān)于翼面40所示的那些類似的空氣動(dòng)力學(xué)改進(jìn)獲益。盡管在此關(guān)于翼面尖端公開了局部化的二面角分布，但是應(yīng)該理解的是相同的局部化高階二面角分布可以應(yīng)用于翼面根部并且在翼面空氣動(dòng)力學(xué)負(fù)載中產(chǎn)生相同的減少。
[0055]繼續(xù)參照圖3至圖6，圖7示出了轉(zhuǎn)子葉片順翼展方向堆疊分布48 (在y’-ζ坐標(biāo)系統(tǒng)中)。所示的轉(zhuǎn)子葉片順翼展方向堆疊分布48包括從參考線120偏離的彎曲區(qū)域110以在尖端38處形成二面角D。參考線120指示如果翼面40的筆直區(qū)域130延伸至翼面40的尖端38則順翼展方向堆疊分布48將位于何處。彎曲區(qū)域110開始于混合點(diǎn)112并且沿著曲線116延伸至尖端38。曲線116的形狀由高階多項(xiàng)式(即具有多于兩個(gè)階數(shù)的多項(xiàng)式)限定。借由示例的方式，彎曲區(qū)域的形狀由包括項(xiàng)A*(Z-Zblmd)n的多項(xiàng)式限定，在更具體示例中，彎曲區(qū)域的形狀由Ay’=A*(Z-Zblmd)n限定，其中，Ay’是順翼展方向堆疊分布在弦線法線(y’ )方向上的位移(參見圖5)，A是常數(shù)，Z是順翼展方向堆疊分布48區(qū)段的徑向位置，Zblmd是混合點(diǎn)的徑向位置以及η是二面角的階數(shù)。在一個(gè)示例中，η彡2.1。在另一示例中，2〈η〈2.1。在另一示例中，曲線116的形狀由三階或更高階多項(xiàng)式限定。
[0056]通過使用高階多項(xiàng)式限定曲線116，混合點(diǎn)112可以轉(zhuǎn)移更靠近尖端38和/或可以減小尖端偏轉(zhuǎn)114，而同時(shí)實(shí)現(xiàn)與由二階多項(xiàng)式限定的曲線116相同的二面角D。替代地，尖端偏轉(zhuǎn)114可以維持并且可以獲得更高的二面角D。因此，限定了彎曲區(qū)域116的形狀的聞階多項(xiàng)式允許對(duì)于特定~■面角D的尖端位移114可以減小。減小尖端位移114提供了關(guān)于以下方面的優(yōu)點(diǎn):易于制造，最小化根部應(yīng)力和/或限制了軸向位移，有助于實(shí)現(xiàn)間隙約束。
[0057]在包括具有二面角D的尖端38的任何給定翼面40中，有三個(gè)因素影響二面角D:混合點(diǎn)112，尖端偏轉(zhuǎn)114，以及彎曲區(qū)域110中曲線116的形狀。沿著翼展線48朝向100%翼展轉(zhuǎn)移混合點(diǎn)112、增大限定了曲線116的多項(xiàng)式的階數(shù)、或者增大尖端偏轉(zhuǎn)114均將增大二面角D。
[0058]繼續(xù)參照圖1至圖7，圖8示出了在旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系統(tǒng)(y’ -Z)中根據(jù)翼展百分比的順翼展方向堆疊分布的曲線圖。使用在彎曲區(qū)域110中二階多項(xiàng)式成形曲線116以及大約8度的二面角D的現(xiàn)有技術(shù)翼面210具有相對(duì)高的尖端偏轉(zhuǎn)114以及接近70%翼展的混合點(diǎn)212。也示出了不具有二面角D (大約O度)并且不具有彎曲區(qū)域的參考徑向翼面240。
[0059]示例翼面220，其曲線116具有高階(階數(shù)n，其中η大于或等于2.1)多項(xiàng)式形狀，具有與現(xiàn)有技術(shù)翼面210相同的尖端偏轉(zhuǎn)114，該翼面220具有急劇增大的大約27度的尖端二面角D以及沿著翼展線48比現(xiàn)有技術(shù)葉片210朝向尖端轉(zhuǎn)移顯著更遠(yuǎn)的混合點(diǎn)222。以類似方式，如現(xiàn)有技術(shù)翼面210 —樣保持大約8度尖端二面角D、但是包括對(duì)于彎曲區(qū)域110的更高階多項(xiàng)式形狀116的翼面230具有顯著小于現(xiàn)有技術(shù)翼面尖端偏移的尖端偏轉(zhuǎn)114。如同示例翼面220 —樣，示例翼面230具有沿著翼展線48比現(xiàn)有技術(shù)210顯著更靠近尖端38的混合點(diǎn)232。在示例葉片220、230的每一個(gè)中，包括更高階曲線116已經(jīng)允許達(dá)到期望的二面角D所需的尖端偏轉(zhuǎn)114減小。
[0060]在另一示例中，使用順翼展方向堆疊分布48的高階成形多項(xiàng)式彎曲區(qū)域116的翼面40，混合點(diǎn)可以是至少80%翼展。在其他示例中，不引起過量尖端偏轉(zhuǎn)114而獲得了在15至35度范圍內(nèi)的最大二面角D。在彎曲區(qū)域110中使用二階多項(xiàng)式曲線116的類似系統(tǒng)對(duì)于相同尖端偏轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)了小于10度的二面角D。
[0061]應(yīng)該進(jìn)一步理解的是，根據(jù)以上說明設(shè)計(jì)的翼面可以結(jié)合到新設(shè)計(jì)的渦輪機(jī)或者現(xiàn)有的渦輪機(jī)中，并且在每一個(gè)中產(chǎn)生相同的優(yōu)點(diǎn)。
[0062]應(yīng)該進(jìn)一步理解的是，上述概念的任一個(gè)可以單獨(dú)使用，或者與上述其他概念的任一個(gè)或全部組合使用。
[0063]盡管已經(jīng)公開了本發(fā)明的實(shí)施例，但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)的是，特定修改將落入本發(fā)明的范圍內(nèi)。為此，應(yīng)該研究以下權(quán)利要求以確定本發(fā)明的真實(shí)范圍和內(nèi)容。
【權(quán)利要求】
1.一種渦輪機(jī)葉片，包括: 翼面，其沿著順翼展方向堆疊分布在根部和尖端區(qū)域之間延伸，所述翼面包括延伸在前緣和后緣之間的弦線；以及 所述順翼展方向堆疊分布的二面角特征，其中，所述二面角特征通常局部化在所述順翼展方向堆疊分布的端部處，所述二面角特征由所述翼面的順翼展方向堆疊分布的彎曲區(qū)域進(jìn)一步限定，所述彎曲區(qū)域的形狀由高階多項(xiàng)式限定。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦輪機(jī)葉片，其中，所述高階多項(xiàng)式由包括多項(xiàng)式項(xiàng)A* (Z-Zblmd)n的多項(xiàng)式限定，其中，A是常數(shù)，Z是順翼展方向堆疊分布區(qū)段的徑向位置，Zblmd是所述順翼展方向堆疊分布的混合點(diǎn)的徑向位置，以及η是所述多項(xiàng)式的階數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的渦輪機(jī)葉片，其中，所述高階多項(xiàng)式由Ay’=A*(Z-Zblmd)Ig定。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的渦輪機(jī)葉片，其中，η大于或等于2.1。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的渦輪機(jī)葉片，其中，η大于或等于3。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦輪機(jī)葉片，其中，所述彎曲區(qū)域是所述翼面的區(qū)域，在所述區(qū)域所述翼面的順翼展方向堆疊分布從徑向翼面堆疊線偏離。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的渦輪機(jī)葉片，其中，所述翼面進(jìn)一步包括混合點(diǎn)，在所述混合點(diǎn)所述彎曲區(qū)域初始地從所述徑向翼面堆疊線偏離位置所在的。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的渦輪機(jī)葉片，其中，所述混合點(diǎn)至少在所述翼展的70%處。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的渦輪機(jī)葉片，其中，所述混合點(diǎn)至少在所述翼展的80%處。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦輪機(jī)葉片，其中，所述二面角在15度至35度的范圍內(nèi)。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦輪機(jī)葉片，其中，所述翼面是轉(zhuǎn)子葉片。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的渦輪機(jī)葉片，其中，所述翼面是在燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮機(jī)區(qū)段中的轉(zhuǎn)子葉片。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦輪機(jī)葉片，其中，所述翼面是定子葉片。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的渦輪機(jī)葉片，其中，所述翼面是在燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮機(jī)區(qū)段中的定子葉片。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦輪機(jī)葉片，其中，所述順翼展方向堆疊分布從所述翼面的根部延伸至尖端，并且其中所述順翼展方向堆疊分布是穿過所述翼面的多個(gè)堆疊平面區(qū)段的每一個(gè)的質(zhì)心的曲線。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦輪機(jī)葉片，其中，所述順翼展方向堆疊分布的所述端部是所述翼面的尖端區(qū)域。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦輪機(jī)葉片，其中，所述順翼展方向堆疊分布的所述端部是所述翼面的根部區(qū)域。
18.—種潤輪機(jī),包括: 多個(gè)翼面，其中，所述翼面的每一個(gè)沿著在根部和尖端區(qū)域之間的順翼展方向堆疊分布延伸，所述翼面包括從前緣延伸到后緣的弦線；以及 所述順翼展方向堆疊分布的二面角特征，其中，所述二面角特征通常局部化在所述順翼展方向堆疊分布的端部處，所述二面角特征由所述翼面的順翼展方向堆疊分布的彎曲區(qū)域進(jìn)一步限定，所述彎曲區(qū)域的形狀由高階多項(xiàng)式限定。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的渦輪機(jī)，其中，所述高階多項(xiàng)式由包括多項(xiàng)式項(xiàng)A*(Z_Zblmd)n的多項(xiàng)式限定，其中，A是常數(shù)，Z是所述順翼展方向堆疊分布區(qū)段的徑向位置，Zblend是所述順翼展方向堆疊分布的混合點(diǎn)的徑向位置，以及η是所述多項(xiàng)式的階數(shù)。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的渦輪機(jī)，其中，所述高階多項(xiàng)式由Ay’=A*(Z-Zblmd)n限定。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的渦輪機(jī)，其中，η大于或等于2.1。
22.根據(jù)權(quán)利要求20所述的渦輪機(jī)，其中，η大于或等于3。
23.根據(jù)權(quán)利要求19所述的渦輪機(jī)，其中，所述彎曲區(qū)域是所述翼面的區(qū)域，在所述區(qū)域順翼展方向堆疊分布從徑向翼面堆疊線偏離。
24.根據(jù)權(quán)利要求19所述的渦輪機(jī)，其中，所述渦輪翼面進(jìn)一步包括混合點(diǎn)，在所述混合點(diǎn)所述彎曲區(qū)域初始地從所述徑向翼面堆疊線偏離。
25.根據(jù)權(quán)利要求19所述的渦輪機(jī)，其中，所述混合點(diǎn)至少在所述翼展的70%處。
26.根據(jù)權(quán)利要求19所述的渦輪機(jī)，其中，所述混合點(diǎn)至少在所述翼展的80%處。
27.根據(jù)權(quán)利要求19所述的渦輪機(jī)，其中，所述二面角在15度至35度的范圍內(nèi)。
28.根據(jù)權(quán)利要求19所述的渦輪機(jī)，其中，所述渦輪機(jī)是齒輪傳動(dòng)渦扇。
29.根據(jù)權(quán)利要求19所述的渦輪機(jī)，其中，所述順翼展方向堆疊分布從所述翼面的根部延伸至尖端，并且其中所述順翼展方向堆疊分布是穿過所述翼面的多個(gè)堆疊平面區(qū)段的每一個(gè)的質(zhì)心的曲線。
30.根據(jù)權(quán)利要求18所述的渦輪機(jī)，其中，所述順翼展方向堆疊分布的所述端部是所述翼面的尖端區(qū)域。
31.根據(jù)權(quán)利要求18所述的渦輪機(jī)，其中，所述順翼展方向堆疊分布的所述端部是所述翼面的根部區(qū)域。
【文檔編號(hào)】F02K3/04GK104136757SQ201380011408
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2013年2月16日 優(yōu)先權(quán)日:2012年2月29日
【發(fā)明者】J.C.斯特拉恰 申請人:聯(lián)合工藝公司