本主題主要涉及用于吸收沖擊負載的系統(tǒng),并且更具體地涉及用于吸收航空器發(fā)動機內(nèi)的沖擊負載的系統(tǒng)。
背景技術(shù):
管控高沖擊負載力是跨越許多工業(yè)和應(yīng)用的考慮因素。例如,吸收高沖擊負載可特別地適用于航空航天、工業(yè)動力生成、海事,或其它的航空衍生工業(yè),以及諸如汽車和國防的其它工業(yè)。在航空器的情況下,針對一個或更多元件設(shè)計在飛行期間經(jīng)受高負載或沖擊可能是有用的。航空器的某些元件可能特別地易受升高的負載條件的影響,這些負載條件危及損害總體航空器和性能。因此,可能有利的是提供一種用于這些元件的能量吸收構(gòu)造。
在航空器內(nèi),在飛行期間使發(fā)動機上或附近的損壞最小化可能是特別有用的。燃氣渦輪發(fā)動機例如渦輪風(fēng)扇燃氣渦輪發(fā)動機常常用于對飛行中的航空器提供動力。一些燃氣渦輪發(fā)動機包括具有多個環(huán)向地間隔開的風(fēng)扇葉片的風(fēng)扇組件,每個風(fēng)扇葉片均具有設(shè)置在轉(zhuǎn)子盤的周邊中的互補的、軸向延伸的溝槽中的葉片根部。當(dāng)航空器在飛行期間被供以動力時,渦輪風(fēng)扇發(fā)動機的前部(或引導(dǎo))部分例如葉片、包封葉片或核心發(fā)動機的殼體,和/或其它推進部件可遭遇超出在正常操作狀態(tài)期間所傳輸?shù)呢撦d范圍的極端負載。
在風(fēng)扇葉片的情況下,由葉片根部傳輸至轉(zhuǎn)子盤的正常軸向負載相對較小。在正常操作期間,這些負載主要地包括通過風(fēng)扇葉片發(fā)展的空氣動力學(xué)推力負載,以及其振動負載。然而,在操作期間,發(fā)動機可能經(jīng)受極端加載狀況。例如,葉片可能撞擊吸入到發(fā)動機中的鳥禽,或者可發(fā)生在其中風(fēng)扇葉片中的一個從轉(zhuǎn)子盤切斷的葉片脫離事件。這些極端狀況當(dāng)與相鄰葉片沖擊時可產(chǎn)生相對較大的軸向力。在此類狀況期間,鳥禽或切斷的葉片通過與相鄰葉片的沖擊而沿下游方向加速,這在軸向上游方向上施加相對較大的力。
為了適應(yīng)此種大的軸向力,許多常規(guī)系統(tǒng)依賴于實心或多件式部件。例如,在風(fēng)扇葉片的情況下,實心保持器或保持支架定位在位于軸向延伸溝槽內(nèi)的軸向葉片根部前方和/或后方。這些常規(guī)系統(tǒng)對于整個發(fā)動機可增加顯著的成本和/或重量。而且,在正常使用期間,重量的增加可不利地影響發(fā)動機效率和性能。
因此,需要進一步的改進來提高系統(tǒng)性能,同時降低成本和重量。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明的方面和優(yōu)點將在下文描述中部分地闡述,或者可根據(jù)該描述是顯而易見的,或者可通過實施本發(fā)明而懂得。
根據(jù)本公開內(nèi)容的一個方面,提供了一種轉(zhuǎn)子葉片保持系統(tǒng)。轉(zhuǎn)子葉片保持系統(tǒng)可包括塊體(block)、第一保持器板,以及可變形芯體(core)。塊體可選擇性地沿靠榫接溝槽定位。塊體可具有遠離葉片根部指向的第一面和朝向葉片根部指向的軸向隔開的第二面。第一保持器板可附接至塊體的第二面并且軸向地定位在塊體和葉片根部的軸向指向表面之間??勺冃涡倔w可定位在塊體和第一保持器板之間。
根據(jù)本公開內(nèi)容的另一方面,提供了一種負載吸收系統(tǒng)。負載吸收系統(tǒng)可包括第一構(gòu)件、第二構(gòu)件,以及可變形芯體??勺冃涡倔w可定位在第一構(gòu)件和第二構(gòu)件之間。可變形芯體可包括在可變形芯體的頂部徑向部分和底部徑向部分之間交替(或交變)不間斷的一個或更多帶狀波浪形部件。
具體地,本公開內(nèi)容還提供了以下實施方案。
實施方案1.一種用于抑制葉片根部沿著軸向方向運動的轉(zhuǎn)子葉片保持系統(tǒng),所述葉片根部具有軸向指向表面,所述轉(zhuǎn)子葉片保持系統(tǒng)包括:
選擇性地沿靠榫接溝槽定位的塊體,所述塊體具有遠離所述葉片根部指向的第一面以及朝向所述葉片根部指向的軸向隔開的第二面;
第一保持器板,所述第一保持器板附接至所述塊體的第二面并且軸向地定位在所述塊體和所述葉片根部的軸向指向表面之間;以及
定位在所述塊體和所述第一保持器板之間的可變形芯體。
實施方案2.根據(jù)實施方案1所述的轉(zhuǎn)子葉片保持系統(tǒng),其特征在于,所述可變形芯體沿所述軸向方向在近端和遠端之間延伸,所述可變形芯體附接至所述塊體和所述第一保持器板。
實施方案3.根據(jù)實施方案2所述的轉(zhuǎn)子葉片保持系統(tǒng),其特征在于,所述可變形芯體包括固定在所述塊體和所述葉片根部的軸向指向表面之間的邊帶。
實施方案4.根據(jù)實施方案3所述的轉(zhuǎn)子葉片保持系統(tǒng),其特征在于,所述可變形芯體一體地結(jié)合至所述第一保持器板。
實施方案5.根據(jù)實施方案3所述的轉(zhuǎn)子葉片保持系統(tǒng),其特征在于,所述邊帶在所述遠端處一體地結(jié)合至所述塊體的第二面以及在所述近端處附接至所述第一保持器板。
實施方案6.根據(jù)實施方案3所述的轉(zhuǎn)子葉片保持系統(tǒng),其特征在于,所述邊帶包括多個軸向延伸的剛性柱狀物、多個相交的分隔部,或者它們的組合。
實施方案7.根據(jù)實施方案3所述的轉(zhuǎn)子葉片保持系統(tǒng),其特征在于,所述邊帶包括在所述可變形芯體的頂部徑向部分和底部徑向部分之間交替的一個或更多個波浪形部件。
實施方案8.根據(jù)實施方案7所述的轉(zhuǎn)子葉片保持系統(tǒng),其特征在于,每個波浪形部件均包括多個接連的成對的相鄰百葉窗式壁,每對相鄰的百葉窗式壁均在二者之間限定離散的壁間距,其中,在接連的成對的相鄰百葉窗式壁之間的壁間距在側(cè)向方向上減小。
實施方案9.根據(jù)實施方案2所述的轉(zhuǎn)子葉片保持系統(tǒng),還包括:
第二保持器板,所述第二保持器板附接至所述可變形芯體并且定位成與所述葉片根部的軸向指向表面相接合。
實施方案10.根據(jù)實施方案9所述的轉(zhuǎn)子葉片保持系統(tǒng),其特征在于,所述第一保持器板或所述第二保持器板中的至少一者限定軸向粉末開孔以便釋放過剩的成型粉末。
實施方案11.根據(jù)實施方案1所述的轉(zhuǎn)子葉片保持系統(tǒng),其特征在于,所述塊體、所述第一保持器板或者所述可變形芯體中的至少一者包括鈦材料。
實施方案12.根據(jù)實施方案1所述的轉(zhuǎn)子葉片保持系統(tǒng),其特征在于,所述塊體、所述第一保持器板或者所述可變形芯體中的至少一者包括金屬注入模制材料。
實施方案13.根據(jù)實施方案1所述的轉(zhuǎn)子葉片保持系統(tǒng),還包括:
將所述第一保持器板附接至所述可變形芯體的加成制造結(jié)合。
實施方案14.一種負載吸收系統(tǒng),包括:
第一構(gòu)件;
第二構(gòu)件;以及
定位在所述第一構(gòu)件和所述第二構(gòu)件之間的可變形芯體,其中,所述可變形芯體包括在所述可變形芯體的頂部徑向部分和底部徑向部分之間交替不間斷的一個或更多個帶狀波浪形部件。
實施方案15.根據(jù)實施方案14所述的負載吸收系統(tǒng),還包括:
附接至所述可變形芯體的塊體,其中,所述塊體具有遠離所述可變形芯體指向的第一面和朝向所述可變形芯體指向的軸向隔開的第二面。
實施方案16.根據(jù)實施方案15所述的負載吸收系統(tǒng),其特征在于,所述第一構(gòu)件包括附接至所述塊體的第二面的第一保持器板。
實施方案17.根據(jù)實施方案16所述的負載吸收系統(tǒng),其特征在于,所述第二構(gòu)件包括附接至所述可變形芯體的第二保持器板。
實施方案18.根據(jù)實施方案14所述的負載吸收系統(tǒng),其特征在于,所述可變形芯體還包括將所述可變形芯體附接至所述第一構(gòu)件或所述第二構(gòu)件中的至少一者的加成制造結(jié)合。
實施方案19.根據(jù)實施方案14所述的負載吸收系統(tǒng),其特征在于,每個波浪形部件均包括多個接連的成對的相鄰百葉窗式壁,每對相鄰的百葉窗式壁均在二者之間限定離散的壁間距,其中,在接連的成對的相鄰百葉窗式壁之間的壁間距在側(cè)向方向上減小。
實施方案20.根據(jù)實施方案14所述的轉(zhuǎn)子葉片保持系統(tǒng),其特征在于,所述第一構(gòu)件、所述第二構(gòu)件或者所述可變形芯體中的至少一者包括加成制造的鈦材料。
參照下文描述和所附權(quán)利要求,本發(fā)明的這些及其它特征、方面和優(yōu)點將變得更好理解。結(jié)合在本說明書中并構(gòu)成其一部分的附圖例示了本發(fā)明的實施例,并且連同描述一起用于闡釋本發(fā)明的原理。
附圖說明
本發(fā)明針對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言全面并能夠?qū)嵤┑墓_內(nèi)容(包括其最佳方式)在參照附圖的說明書中闡述,附圖中:
圖1提供根據(jù)本公開內(nèi)容的一個實施例的燃氣渦輪發(fā)動機的示意性截面視圖;
圖2提供根據(jù)本公開內(nèi)容的一個實施例的燃氣渦輪發(fā)動機的局部示意性截面視圖,包括葉片保持系統(tǒng)的放大視圖;
圖3提供根據(jù)本公開內(nèi)容的一個實施例的燃氣渦輪發(fā)動機內(nèi)的葉片保持系統(tǒng)的局部分解透視圖;
圖4提供根據(jù)本公開內(nèi)容的一個實施例的示例性實施例的塊體、可變形芯體以及保持器板的透視圖;
圖5提供圖4的示例性實施例塊體的透視圖;
圖6提供根據(jù)本公開內(nèi)容的一個實施例的可變形芯體和保持器板的示例性實施例的透視圖;
圖7提供圖6的示例性實施例的俯視圖;
圖8提供根據(jù)本公開內(nèi)容的一個實施例的可變形芯體和保持器板的示例性實施例的透視圖;
圖9提供圖8的示例性實施例的俯視圖;
圖10提供根據(jù)本公開內(nèi)容的一個實施例的可變形芯體和保持器板的示例性實施例的透視圖;以及
圖11提供圖10的示例性實施例的俯視圖。
具體實施方式
現(xiàn)在將詳細地參照本發(fā)明的實施例,其一個或更多實例在附圖中例示。每個實例均通過解釋本發(fā)明來提供而非對本發(fā)明的限制。事實上,本領(lǐng)域技術(shù)人員將清楚的是,在本發(fā)明中可作出各種修正和變型而不脫離本發(fā)明的范圍或?qū)嵸|(zhì)。例如,顯示或描述為一個實施例的一部分的特征可與另一實施例結(jié)合使用以產(chǎn)生又一個實施例。因此,本發(fā)明意圖涵蓋落入所附權(quán)利要求及其等同方案的范圍內(nèi)的此類修正和變型。
如文中所用,用語“第一”、“第二”和“第三”可互換地使用以區(qū)分一個構(gòu)件與另一構(gòu)件而非意圖表示各個構(gòu)件的位置或重要性。如文中所用,“基本上”、“大約”和“大體”全都是指表示為接近在常規(guī)制造公差內(nèi)可合理獲得的期望值的相關(guān)用語。
用語“上游”和“下游”是指關(guān)于流體通路中的流體流的相對方向。例如,“上游”是指流體自其流動的方向,而“下游”是指流體向其流動的方向。另外,如文中所用,用語“軸向”或“軸向地”是指沿著發(fā)動機的縱向軸線的維度。結(jié)合“軸向”或“軸向地”使用的用語“前”是指朝向發(fā)動機入口或者相比于其它構(gòu)件相對更靠近發(fā)動機入口的構(gòu)件的方向。結(jié)合“軸向”或“軸向地”使用的用語“后”是指朝向發(fā)動機噴嘴或者相比于其它構(gòu)件相對更靠近發(fā)動機噴嘴的構(gòu)件的方向。
現(xiàn)在參看附圖,其中貫穿圖中同樣的標(biāo)號表示相同元件,圖1為根據(jù)本公開內(nèi)容的示例性實施例的燃氣渦輪發(fā)動機的示意性截面視圖。更具體地,對于圖1的實施例,燃氣渦輪發(fā)動機為高旁通渦輪風(fēng)扇噴氣發(fā)動機10,文中稱為“渦輪風(fēng)扇發(fā)動機10”。如圖1中所示,渦輪風(fēng)扇發(fā)動機10限定軸向方向a(平行于提供為用于參照的縱向中心線或中心軸線12延伸)和徑向方向r(垂直于中心軸線12并自其徑向地延伸)。一般來講,渦輪風(fēng)扇發(fā)動機10包括風(fēng)扇區(qū)段14和設(shè)置在風(fēng)扇區(qū)段14下游的核心渦輪發(fā)動機16。如圖所示,風(fēng)扇區(qū)段包括從轉(zhuǎn)子盤20沿徑向方向r延伸的多個葉片18。
所描繪的示例性核心渦輪發(fā)動機16通常包括限定環(huán)形入口24的大致管狀外部殼體22。外部殼體22包圍呈串行流動關(guān)系的壓縮機區(qū)段,其包括增壓器或低壓(lp)壓縮機26以及高壓(hp)壓縮機28;燃燒區(qū)段30;渦輪區(qū)段,其包括高壓(hp)渦輪32和低壓(lp)渦輪34;以及噴射排出噴嘴區(qū)段36。高壓(hp)軸或卷軸(spool)38將hp渦輪32驅(qū)動地連接至hp壓縮機28。低壓(lp)軸或卷軸40將lp渦輪34驅(qū)動地連接至lp壓縮機26。盡管顯示的是渦輪風(fēng)扇發(fā)動機實施例,但預(yù)料到的是本公開內(nèi)容可同等地適用于其它渦輪動力式發(fā)動機或包括軸的旋轉(zhuǎn)機器,例如開放式轉(zhuǎn)子發(fā)動機、渦輪軸發(fā)動機、渦輪風(fēng)扇發(fā)動機構(gòu)造,或者其它的旋轉(zhuǎn)機器。
轉(zhuǎn)到圖2和圖3,顯示風(fēng)扇區(qū)段14(參見圖1)的放大視圖,包括與離散葉片18的葉片根部44軸向地接合的葉片保持系統(tǒng)52或保持器。盡管葉片保持系統(tǒng)52提供作為本公開內(nèi)容的示例性實施例,但應(yīng)理解,該公開內(nèi)容的某些方面可適用于其它的負載吸收構(gòu)造。如圖所示,葉片根部44定位在沿著每個葉片18的徑向軸線42的徑向內(nèi)部位置處。當(dāng)安裝時,葉片根部44與轉(zhuǎn)子盤20相接合。大體上,每個葉片根部44均在兩個或更多個相對布置的軸向指向表面46之間延伸。此外,葉片保持系統(tǒng)52可在這些軸向指向表面46中的一者或兩者處接合葉片根部44。
如圖3中所示,在一些實施例中,轉(zhuǎn)子盤20提供有多個環(huán)向地間隔開的榫接柱48,環(huán)向相鄰的柱48各自成對。軸向延伸的榫接溝槽50限定在每對環(huán)向相鄰的柱48之間。某些實施例的葉片根部44構(gòu)造為與榫接溝槽50互補。當(dāng)組裝時,每個葉片根部44均可在離散的榫接溝槽50內(nèi)并經(jīng)過其定位。在使用期間,由旋轉(zhuǎn)葉片18生成的離心力傳輸經(jīng)過葉片根部44并進入轉(zhuǎn)子盤20的柱中以便將葉片18徑向地保持至其上。
如圖所示,葉片保持系統(tǒng)52的一些實施例選擇性地、至少部分地沿靠榫接溝槽50配合和/或配合在該榫接溝槽內(nèi)。此外,每個葉片保持系統(tǒng)52均構(gòu)造成接合葉片根部44的軸向指向表面46。例如,在一些實施例中,葉片保持系統(tǒng)52(包括可變形芯體54和附接的塊體56)可配合在每對相鄰的榫接柱48之間。在附加或備選的實施例中,塊體56和可變形芯體54可插入到一對保持槽口58中。如圖3中所示,保持槽口58由榫接柱48限定在每個榫接溝槽50的軸向端部處。在一些此類的實施例中,每個葉片保持系統(tǒng)52均可選擇性地沿徑向向上插入到一對相鄰的互補保持槽口58中以防止對應(yīng)的葉片根部44不注意地沿軸向方向a移動到榫接溝槽50外。
任選地,間隔件60附接至轉(zhuǎn)子盤20和塊體56(例如,經(jīng)由一個或更多個螺栓或其它的機械連接器)。如圖3中所示,每個間隔件60均可在組裝期間沿軸向插入到位于葉片根部44和轉(zhuǎn)子盤20之間的相應(yīng)榫接溝槽50中并且采用螺栓連接至設(shè)置在保持槽口58中的塊體56。
如圖4中所示,葉片保持系統(tǒng)52的一些實施例包括附接至可變形芯體54的剛性塊體56以及一個或更多個保持器板62。當(dāng)組裝時,所示實施例的可變形芯體54固定在剛性塊體56和保持器板62之間。低摩阻的摩擦墊64例如實心聚四氟乙烯(ptfe)片材可包括在內(nèi)。在任選的實施例中,摩擦墊64固定至保持器板62以在葉片保持系統(tǒng)52的軸向末端處接觸葉片根部44(參見圖2和圖3)。
如圖5中所示,塊體56包括相對設(shè)置的軸向面66、68。當(dāng)組裝時,塊體56的第一面66可遠離葉片根部44向外指向,而第二面68朝向葉片根部44向內(nèi)指向(參見圖2和圖3)。在第一和第二面66、68之間延伸的側(cè)向橫帶部(rail)70可與保持槽口58互補地成角度(或傾斜)。
塊體56在一些實施例中為由一種或更多種金屬材料形成的基本上實心部件。例如,在一些實施例中,塊體56采用諸如對板、錠料機加工或鍛造或鑄造的方法由鈦材料形成。鈦材料可具體化為純鈦或一種或更多種鈦合金(例如,ti6-4)。任選的實施例可由其它適合的材料或合金構(gòu)成,例如一種或更多種鋁合金(例如,rsa-501或scalmalloy?)。另外或備選地,塊體56可利用粉末材料由凈成形或近凈成形過程形成。例如,塊體56可由金屬注入模制過程(mim)形成以包括一種或更多種mim材料(例如,粉末金屬合金)。此外,mim材料可在初始模制之后脫粘以基本上不含任何mim粘合劑。例如,mim材料可經(jīng)歷熱脫粘過程、溶劑脫粘過程(例如,水脫粘過程),或二者。塊體的其它實施例可通過附加或備選的過程來形成,例如粉末注入模制、壓制和燒結(jié)、冷等靜壓制、熱等靜壓制、氣動靜壓鍛造,或者可采用或可不采用粘合劑的其它模制和/或加成過程。
在一些實施例中,保持器板62和可變形芯體54附接至塊體56的第二面68,如圖4中所示。在所示的實施例中,保持器板62和可變形芯體54中的每個均基本上平行于第二面68。保持器板62和可變形芯體54中的每個均可軸向地定位在塊體56和葉片根部44的軸向指向表面46之間。一些實施例的保持器板62構(gòu)造成通過直接軸向接觸或者經(jīng)由摩擦墊64的軸向接觸(參見圖2和圖3)而接合葉片根部44的軸向指向表面46??勺冃涡倔w54和保持器板62中的一者或兩者皆可由鈦材料形成。鈦材料可具體化為純鈦或一種或更多種鈦合金(例如,ti6-4)。在附加或備選的實施例中,一種或更多種其它適合合金例如鋁合金(例如,rsa-501或scalmalloy?)可包括在內(nèi)以形成可變形芯體54和/或保持器板62。
在一些實施例中,可變形芯體54和一個或更多個保持器板62并非形成為離散的部件,而是形成為一體地結(jié)合元件。例如,某些實施例的可變形芯體54和(多個)保持器板62由凈成形或近凈成形過程形成在一起。在示例性實施例中,可變形芯體54和保持器板62可由金屬注入模制過程形成以包括金屬注入模制材料(例如,粉末金屬合金)。在附接或備選的示例性實施例中,可變形芯體54和保持器板62由通過成功合成層形成的加成制造過程形成。因此,加成制造的結(jié)合可形成為在一個或更多個部段之間的附接。例如,一個示例性實施例可由直接金屬激光燒結(jié)(也即,直接金屬激光熔融(dmlm)過程)來形成以產(chǎn)生在可變形芯體54和保持器板62之間的dmlm結(jié)合。有利的是,此類實施例可允許生成更輕和更加剛性的結(jié)構(gòu),從而減輕重量和改善發(fā)動機性能。
轉(zhuǎn)到圖6至圖11,示例性實施例的可變形芯體54包括固定至塊體56的邊帶(webbing)72。大體上,邊帶72軸向地在近端74和遠端76之間延伸以吸收從葉片根部44傳播至塊體56的沖擊力(參見圖2)。邊帶72包括剛性本體,其構(gòu)造成充分地變形,從而使大部分的沖擊力偏轉(zhuǎn)并將其吸收以及防止對轉(zhuǎn)子盤20和發(fā)動機核心16的損壞。在一些實施例中,邊帶72由凈成形或近凈成形過程(例如,金屬注入模制或直接金屬激光熔融,如上文所述)形成為一體部件。任選地,邊帶72可在一個軸向端部處附接至第一保持器板62a和在相對的端部處附接至第二保持器板62b。每個保持器板62還可包括附接至邊帶72的整體或多件式構(gòu)造。
任選地,邊帶72還可附接至塊體56的第二面68(參見圖5),要么直接地,要么經(jīng)由第一保持器板62a。在邊帶72和塊體56之間的附接可通過粘著劑、直接金屬激光燒結(jié)結(jié)合(也即,dmlm結(jié)合)、銅焊連結(jié)或者適合的機械附接構(gòu)造來促進。在一些實施例中,邊帶72將在第二面68處一體地結(jié)合至塊體56。在其中邊帶72直接地附接至塊體56的一些實施例中,單個的保持器板例如62b可提供并且一體地結(jié)合至塊體56的第二面68。
如圖6和圖7中所示,可變形芯體54的一些實施例包括在兩個或更多個軸向隔開的保持器板62a、62b之間線性地延伸的邊帶72。邊帶72的任選的實施例包括平行于軸向方向a縱向地設(shè)置的多個柱狀物(column)78。圖6和圖7的示例性實施例的每個柱狀物78均包括在近端74和遠端76之間延伸的相同高度(例如,最大高度)hc。在一些實施例中,邊帶72構(gòu)造成具有恒定的軸向輪廓和/或?qū)挾?。例如,在示例性實施例中,每個柱狀物78均包括在近端74和遠端76之間具有恒定直徑或?qū)挾葁c的圓形軸向輪廓。附加或備選的柱狀物實施例可包括非圓形(例如,矩形和/或正方形)的軸向輪廓。
共同地,該多個柱狀物78構(gòu)造成預(yù)定圖案。換言之,每個柱狀物78均定位在距每個相鄰柱狀物78為一個或更多個預(yù)定徑向和/或側(cè)向距離處。在示例性實施例中,這種預(yù)定的柱狀物78距離形成具有一定數(shù)量的平行列82的網(wǎng)格圖案。在每列82內(nèi),柱狀物78均可側(cè)向地對齊。在一些實施例中,側(cè)向列間間距84(也即,共享同一側(cè)向列82的柱狀物78之間的側(cè)向距離)將沿著徑向方向r變化。如在圖7的示例性實施例中所示,列間間距84大體上在徑向方向r上減小。結(jié)果,在最接近可變形芯體54的頂部徑向部分86的列82中的柱狀物78相比于在最接近可變形芯體54的底部徑向部分88的列82中的柱狀物78將隔開成更近地在一起。換言之,一些實施例的柱狀物78將大體上從頂部徑向部分86至底部徑向部分88散開。在頂部徑向部分處的柱狀物78相比于在底部徑向部分處的柱狀物將更密集地填塞。備選的實施例可包括均勻地或根據(jù)其它適合圖案隔開的柱狀物78。例如,柱狀物78可按交替間距圖案提供,在其中,例如,柱狀物間距從相對較高密度區(qū)域進展至相對較低密度區(qū)域再至另一相對較高密度區(qū)域。
轉(zhuǎn)到圖8和圖9,可變形芯體邊帶72的任選實施例包括一個或更多個不間斷的波浪形部件90。每個波浪形部件90均具有在近端74和遠端76之間線性地延伸的高度(例如,最大高度)hw。在一些實施例中,高度hw橫跨波浪形部件90為恒定的。在一些實施例中,每個波浪形部件90的高度hw與每個其它波浪形部件90的高度hw相同和相等。此外,每個波浪形部件90均可構(gòu)造為連續(xù)的條帶。因此,波浪形部件90能夠在大體側(cè)向方向上延伸,同時在可變形芯體54的頂部徑向部分86和可變形芯體54的底部徑向部分88之間徑向地交替。波浪形部件90的交替部段因此提供明顯的壁110。連接處(joinder)邊緣112在頂部徑向部分86或底部徑向部分88處的相鄰壁110之間延伸。在任選的實施例中,每個連接處邊緣112均設(shè)置成平行于另一連接處邊緣112。在某些實施例中,線性起始部段114提供在波浪形部件90的側(cè)向向內(nèi)部分處。如圖所示,起始部段114的一些實施例設(shè)置成平行于徑向軸線42。
在一些實施例中,每個明顯的壁110均形成為百葉窗式本體,橫跨更大的軸向表面面積分散壁支撐(support)。作為百葉窗式本體,每個壁110均包括一個或更多個明顯的百葉窗頂峰和谷底116、118。相鄰的壁110相繼地定位以在二者之間限定預(yù)定的壁間距120。如圖所示,在一些實施例中,預(yù)定的壁間距120由在交替端部(也即,波浪形部件90在其處改變方向的端部)處的連接處邊緣112封閉。然而,在圖8和圖9的實施例中,壁間距120的非交替端部在徑向方向r上敞開。在其中邊帶72由基于粉末的凈成形過程(例如,直接金屬激光熔融)形成的實施例中,過剩的粉末可容易地從可變形芯體54的敞開非交替端部處逸出。
在圖9的示例性實施例中,壁110平行地定位,因此限定在相鄰壁110之間恒定的壁間距120。任選地,壁110可相對于徑向軸線42成角度(或傾斜)。在一些實施例中,每個壁110的一般角度122(例如,在徑向軸線42和相繼的百葉窗頂峰和谷底116、118的平均水平(average)之間形成的角度)在大約0°至大約60°之間。在另外的實施例中,一般角度122在大約20°至大約45°之間。在任選的實施例中,壁110以平行于保持器板62的板邊沿119(也即,外邊緣)和/或平行于塊體56的側(cè)向橫帶部70(參見圖4)的一般角度122延伸。
在附加或備選的實施例中,壁間距120構(gòu)造成在大體側(cè)向方向l上變化。例如,在示范性實施例中,邊帶72包括橫跨將可變形芯體54分成基本上相等半部的分段軸線成鏡像的兩個不間斷的波浪形部件90。在所示的實施例中,對于接連的每對相鄰壁110而言壁間距120構(gòu)造成大體上減小。換言之,在一對相鄰壁110之間的第一壁間距120a將大于在定位成從第一對沿側(cè)向向外的另一對相鄰壁110之間的第二壁間距120b。因此,壁間距120在側(cè)向方向l上向外以基本上相繼的方式減小。在間距方面的每一減小可為均勻的,使得每個壁間距120以基本上相同的比率減?。ㄒ布?,每個相鄰壁之間的間隔量將以設(shè)定的相繼比率減小)。備選地,在相鄰成對的壁之間的減小比率可變化,同時仍基本上在側(cè)向方向l上減小。有利的是,所述邊帶72實施例可提供增加的支承和剛度,同時減輕重量和提供改善的發(fā)動機性能。
盡管圖8和圖9的實施例顯示構(gòu)造成在大體側(cè)向方向l上變化的壁間距120,但也可提供備選的實施例。例如,波浪形部件的一些附加或備選的實施例可包括均勻平行地隔開的壁以在大體側(cè)向方向上增大,或者根據(jù)其它適合圖案隔開的壁。
如圖10和圖11中所示,可變形芯體54的另外的實施例具有包括多個相交的分隔部(partition)124的邊帶72。如圖所示,每個相交的分隔部124均具有在近端74和遠端76之間線性地延伸的高度(例如,最大高度)hp。在圖10和圖11的示例性實施例中,每個分隔部124的高度hp均與每個其它分隔部124的高度hp相同和相等。分隔部124在徑向和/或側(cè)向方向r、l上以預(yù)定圖案延伸以限定多個中空室(cell)126。在示例性實施例中,每個室126均在徑向方向r和側(cè)向方向l上由相鄰的分隔部124包封。在近端74和遠端76上,室126可由(多個)保持器板62和/或塊體56基本上覆蓋。盡管相交的分隔部124顯示成在其中每個室126均具有矩形截面區(qū)域的網(wǎng)格圖案,但也可提供其它適合的構(gòu)造,例如蜂窩結(jié)構(gòu)。
在一些實施例中,保持器板62設(shè)置在可變形芯體54上。在其中可變形芯體54具有多個中空室126的實施例中,離散的開孔128可提供在每個中空室126上。例如,在圖10的示例性實施例中,設(shè)置在可變形芯體54上的保持器板62限定多個粉末開孔128。每個粉末開孔128均在軸向方向a上延伸穿過每個中空室126上方的保持器板部分。在其中邊帶72由基于粉末的凈成形處理(例如,直接金屬激光熔融)形成的實施例中,過剩的粉末可容易地經(jīng)由軸向粉末開孔128逸出中空室126。
如上所述,本公開內(nèi)容的某些方面可容易地應(yīng)用于其它的能量或負載吸收部件。例如,燃氣渦輪發(fā)動機風(fēng)扇殼體、鼻錐體或轂蓋、外部殼體,或者機艙中的一個或更多部分可包括可變形塊體,包括如上所述構(gòu)造的邊帶。
本書面描述采用實例來公開包括最佳方式的本發(fā)明,并且還使得本領(lǐng)域普通技術(shù)人員能夠?qū)嵤┍景l(fā)明,包括制作和使用任何裝置或系統(tǒng)以及執(zhí)行任何所并入的方法。本發(fā)明可取得專利的范圍由權(quán)利要求限定,并且可包括本領(lǐng)域技術(shù)人員想到的其它實例。如果此類其它實例包括與權(quán)利要求的字面語言并無不同的結(jié)構(gòu)元件或者如果此類其它實例包括與權(quán)利要求的字面語言并無實質(zhì)差異的同等結(jié)構(gòu)元件,則認為它們處在權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
標(biāo)號列表
10渦輪風(fēng)扇發(fā)動機
12中心軸線
14風(fēng)扇區(qū)段
16核心渦輪發(fā)動機
18葉片
20轉(zhuǎn)子盤
22外部殼體
24環(huán)形入口
26低壓(lp)壓縮機
28高壓(hp)壓縮機
30燃燒區(qū)段
32高壓(hp)渦輪
34低壓(lp)渦輪
36噴射排出噴嘴
38高壓(hp)軸
40低壓(lp)軸
42徑向軸線
44葉片根部
46(葉片根部的)軸向面
48榫接柱
50榫接溝槽
52葉片保持系統(tǒng)
54變形芯體
56塊體
58保持槽口
60間隔件
62保持器板
62a第一保持器板
62b第二保持器板
64摩擦墊
66(塊體的)第一面
68(塊體的)第二面
70(塊體的)側(cè)向橫帶部
72邊帶
74(邊帶的)近端
76(邊帶的)遠端
78柱狀物
82(柱狀物的)列
84列間間距
86(可變形芯體的)頂部徑向部分
88(可變形芯體的)底部徑向部分
90波浪形部件
110(波浪形部件的)壁
112(波浪形部件的)連接處邊緣
114起始部段
116百葉窗頂峰
118百葉窗谷底
119板邊沿
120壁間距
120a第一壁間距
120b第二壁間距
122(壁的)一般角度
124相交的分隔部
126中空室
128開孔
a軸向方向
r徑向方向
l側(cè)向方向
wc(柱狀物的)寬度
hc(柱狀物的)高度
hw(波浪形部件的)高度
hp(相交的分隔部的)高度