[發明專利]整體式槳葉預制件和用于渦輪機中間殼體的模塊

在審

• 申請號: 201380066981.3
• 申請日: 2013-11-12
• 公開（公告）號: CN104870153A
• 公開（公告）日: 2015-08-26
• 發明（設計）人: M·吉麥特;D·M·C·庫佩特;Y·馬沙爾;T·G·P·帕頻
• 申請（專利權）人: 斯內克馬公司
• 主分類號: B29B11/16
• 分類號: B29B11/16;F01D5/28;B29L31/08
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 李丹丹

技術領域

本說明書涉及用于渦輪發動機的中間殼體、由復合材料制成的葉片模塊的纖維預制件，并且本發明還涉及由此獲得的整體式葉片模塊、中間殼體和渦輪發動機。

這種預制件可以用于制造整體式葉片模塊，每個整體式葉片模塊將多個葉片與橫向葉片部分諸如凸緣或空氣動力平臺合并在一起。這種模塊呈現顯著剛度并且適合于例如并入于飛機渦輪噴氣發動機的中間殼體中。

背景技術

常規涵道渦輪噴氣發動機具有風扇，風扇遞送空氣流，空氣流分流成主要流和次要或涵道流，主要流導向至渦輪發動機的壓縮機、燃燒室和然后渦輪，次要或涵道流遞送推力的主要部分。

次要流在次要通路中流動，次要通路設置于噴射機的外殼體與容納渦輪發動機的熱部分的內殼體之間。這兩個殼體連接在一起并且由中間殼體保持就位，中間殼體由內槳轂、外護罩和多個結構臂構成，多個結構臂在徑向延伸并且將內槳轂連接到外護罩。除了其支承渦輪發動機總體上的動態行為造成的負荷的結構功能之外，結構臂中的某些是中空的，從而允許傳遞服務，諸如流體管道、電纜或實際上用于傳輸機械動力的構件。

此外，這種渦輪發動機包括由多個固定葉片組成的引導噴嘴，固定葉片通常被稱作出口引導葉片(OGV)用于理順來自風扇的次要流。

為了減輕渦輪噴氣發動機的重量以及構成它們的零件數量，關于中間殼體提出了建議，中間殼體合并了噴嘴功能，其中，結構臂中的某些被引導葉片替換。然而，這種葉片因此能不僅提供其空氣動力功能，而且也提供它們通常未被設計的結構功能。

為了加強這種葉片的機械強度，提出了建議，特別地在法國專利申請FR?2956876中，以設計呈盒形式的模塊，由在切向螺栓連接到內平臺和外平臺的兩個葉片組成。然而，盡管由該方案提供的進步已經較為顯著，這種模塊的總剛度受到螺栓的切向接合部限制。此外，這種方案仍涉及較大量零件，特別是緊固件，將需要減少該數量以便實現在重量和維護時間方面的進一步節省。

因此，存在對于避免了上文提到的現有技術系統固有缺陷的纖維預制件、葉片模塊、中間殼體和渦輪發動機的實際需要。

發明內容

本發明提供一種用于渦輪發動機的中間殼體的葉片模塊的纖維預制件，通過三維(3D)編織而獲得該預制件。該預制件包括：第一縱向區段，其呈現第一相對端和第二相對端并且適合于形成第一葉片；第二縱向區段，其呈現相對的第一端和第二端并且適合于形成第二葉片；以及第一橫向區段，其將第一縱向區段和第二縱向區段經由該第一縱向區段和第二縱向區段的第一端連接在一起，并且適合于形成第一橫向葉片部分，諸如凸緣或平臺。

在本說明書中，術語“縱向”、“橫向”、“底部”、“頂部”和其派生詞相對于構成模塊的葉片的主要方向限定；術語“軸向”、“徑向”、“切向”、“內”、“外”和其派生詞相對于中間殼體和渦輪發動機的主要軸線限定。

術語“橫向葉片部分”在本文中用來表示相對于葉片基本上在橫向延伸的模塊的一部分：其可以特別地包括：緊固件凸緣，其用于承靠在中間殼體的內槳轂上以便能使用孔或緊固片來緊固該模塊；其也可以構成空氣動力平臺，能使第二通路設有平滑并且不干擾次要流動的壁。可以設想到其它橫向葉片部分。

使用這種預制件，能設計由至少兩個葉片構成的一體模塊，各葉片在其端部連接在一起；這種一體配置允許機械負荷更有效地分布于成對葉片上。這導致模塊的總剛度增加，因此能使用不太重的零件，從而在運行中實現了顯著節省。與金屬或陶瓷制成的類似零件相比，使用復合材料也實現了顯著的重量節省。

此外，利用這種一體式設計，能顯著減少需要設計和組裝在一起的零件數量，特別地，存在緊固件和因此與之相關聯的重量和成本的顯著節省。

自然地，也使得這種一體式模塊的維護更容易，因為拆卸所需的操作更少；特別地，能在機翼下直接行動，因為緊固件更少并且更易于接觸到。

在某些實施例中，預制件還包括第二橫向區段，其從第一縱向區段的第二端在橫向延伸并且適合于形成第二橫向葉片部分；以及，第三橫向區段，其從第二縱向區段的第二端在橫向延伸并且適合于形成第三橫向葉片部分。因此增加了合并的零件數量，從而進一步減小了所需緊固件的數量：改進了總剛度，使組裝和拆卸更容易，并且也減少了重量和不同類型零件的數量。

在某些實施例中，第二橫向區段遠離第二縱向區段延伸，并且第三橫向區段遠離第一縱向區段延伸。這產生了具有Ω形狀的預制件。

在某些實施例中，第二橫向區段朝向第二縱向區段延伸，并且第三橫向區段遠離第一縱向區段延伸。這產生了盒結構。