Конструкция соединительной части для лопатки и реактивный двигатель, включающий в себя то же

Соединительная конструкция, являющаяся частью реактивного двигателя и содержащая лопатку, выполненную из композитного материала из термореактивной смолы или термопластичной смолы и усилительного волокна, и соединительный поддерживающий элемент. Соединительный поддерживающий элемент включает в себя пару разделенных деталей, расположен между ближней концевой частью лопатки направляющей лопатки и крепежным фланцем, и пара разделенных деталей присоединены к ближней концевой части лопатки с обеих сторон в направлении толщины лопатки. Линейный выступ образован на одной из поверхностей стыка ближней концевой части лопатки с парой разделенных деталей. Канавка, зацепленная с линейным выступом, образованным в ближней концевой части лопатки, образована на одной из соответствующих поверхностей стыка пары разделенных деталей соединительного поддерживающего элемента. Ближняя концевая часть лопатки удерживается между парой разделенных деталей соединительного поддерживающего элемента посредством силы зажима, которая приложена к паре разделенных деталей соединительного поддерживающего элемента с обеих сторон в направлении толщины лопатки. Достигается высокая конструктивная прочность при уменьшении веса реактивного двигателя. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

 

Область техники, к которой относится изобретение

[0001] Настоящее изобретение относится, например, к конструкции соединительной части для лопатки, используемой для соединительной части к основному корпусу двигателя направляющих лопаток, которые представляют собой лопатки, составляющие реактивный двигатель летательного аппарата, и к реактивному двигателю, включающему в себя конструкцию соединительной части для лопатки.

Предпосылки создания изобретения

[0002] Такой реактивный двигатель, как описанный выше, обычно снабжен: лопастями ротора для введения воздуха в основной корпус двигателя; и направляющими лопатками, которые являются лопатками статора для управления потоком воздуха, вводимого посредством лопастей ротора.

[0003] Может требоваться, чтобы направляющие лопатки выполняли только функцию управления потоком, и может требоваться, чтобы они также выполняли конструктивную функцию соединения рамы вентилятора и кожуха вентилятора, составляющего основной корпус двигателя, в дополнение к функции управления потоком.

[0004] В случае предшествующего уровня техники, где требуется, чтобы направляющие лопатки имели только функцию управления потоком, в качестве составляющего материала каждой направляющей лопатки обычно приспособлен металлический материал, такой как алюминиевый сплав или композитный материал из термореактивной смолы, такой как эпоксидная смола, и усилительного волокна, такого как углеродное волокно, и конструктивную функцию выполняет стойка, которая расположена ниже по потоку от направляющих лопаток и выполнена из металлического материала, такого как алюминиевый сплав, в качестве ее составляющего материала. Тем временем в случае, когда требуется, чтобы направляющие лопатки также выполняли конструктивную функцию в дополнение к функции управления потоком, в качестве составляющего материала каждой направляющей лопатки принят металлический материал, такой как алюминиевый сплав.

[0005] Такие направляющие лопатки, как описано выше, и реактивный двигатель, включающий в себя направляющие лопатки, описаны, например, в Патентных Документах 1-3.

Документы предшествующего уровня техники

Патентные документы

[0006] Патентный Документ 1: Патент США №5320490

Патентный Документ 2: Патент Японии №2766423

Патентный Документ 3: Выложенный Патент Японии №05-149148

Краткое изложение сущности изобретения

Проблемы, решаемые изобретением

[0007] Здесь, в ответ на возникшую в последние годы потребность в более высокой степени двухконтурности для улучшения топливной эффективности реактивного двигателя летательного аппарата, существует тенденция к увеличению диаметра двигателя. Вместе с этим существует срочная потребность в уменьшении веса реактивного двигателя летательного аппарата.

[0008] Например, в случае, когда направляющие лопатки предусмотрены только с функцией управления потоком, вес самой по себе каждой направляющей лопатки может быть уменьшен на величину, соответствующую используемому композитному материалу в качестве ее составляющего материала, тогда как уменьшение веса реактивного двигателя летательного аппарата предотвращается на величину, соответствующую способствованию конструктивной функции стойки, которая выполнена из металлического материала, такого как алюминиевый сплав, в качестве ее составляющего материала.

С другой стороны, в случае, когда направляющие лопатки предусмотрены со конструктивной функцией в дополнение к функции управления потоком, металлический материал, такой как алюминиевый сплав, используется в качестве составляющего материала каждой направляющей лопатки и, следовательно, предотвращается уменьшение веса реактивного двигателя летательного аппарата, что является такой же проблемой, как и в случае использования стойки. Это является обычной проблемой, требующей решения.

[0009] Объектом настоящего изобретения, которое выполнено ввиду упомянутой выше обычной проблемы, является предоставление конструкции соединительной части для лопатки, обладающей возможностью достижения высокой конструктивной прочности, в это же время способствуя уменьшению веса реактивного двигателя и реактивного двигателя, включающего в себя конструкцию соединительной части для лопатки.

Средство для решения проблем

[0010] Для того чтобы достичь вышеупомянутый объект в настоящем изобретении предоставляется конструкция соединительной части для лопатки, которая составляет реактивный двигатель и выполнена из композитного материала из термореактивной смолы или термопластичной смолы и усилительного волокна, причем конструкция соединительной части содержит соединительную часть лопатки. Соединительная часть лопатки включает в себя помещенный в нее соединительный поддерживающий элемент, причем соединительный поддерживающий элемент выполнен из металла и включает в себя пару разделенных деталей, отделенных друг от друга, причем пара разделенных деталей присоединена к концевой части лопатки с обеих сторон в направлении толщины лопатки. По меньшей мере любая одна из поверхностей стыка концевой части лопатки с парой разделенных частей имеет по меньшей мере один линейный выступ или канавку, образованный(ую) на ней. По меньшей мере любая одна из соответствующих концевых поверхностей стыка пары разделенных деталей соединительного поддерживающего элемента имеет канавку или линейный выступ, образованную(ый) на ней, причем канавка или линейный выступ зацеплен(а) с линейным выступом или канавкой, образованным(ой) в концевой части лопатки. Концевая часть лопатки удерживается между парой разделенных деталей соединительного поддерживающего элемента посредством силы зажима, которая приложена к паре разделенных деталей соединительного поддерживающего элемента с обеих сторон в направлении толщины лопатки.

[0011] Предпочтительно, адгезив расположен между парой разделенных деталей соединительного поддерживающего элемента и концевой частью лопатки, удерживаемой между парой разделенных деталей.

[0012] В настоящем изобретении дополнительно предоставляется реактивный двигатель, содержащий упомянутую выше конструкцию соединительной части для лопатки в качестве конструкции соединительной части для лопатки, составляющей реактивный двигатель.

[0013] Здесь, конструкция соединительной части для лопатки согласно настоящему изобретению может быть применена к: соединительной части между дальней концевой частью лопатки направляющей лопатки, которая является лопаткой статора реактивного двигателя, и основным корпусом двигателя; и соединительной части между ближней концевой частью лопатки, также направляющей лопатки, и основным корпусом двигателя, и также может быть применена к: к соединительной части между вершиной (дальней концевой частью) лопасти ротора реактивного двигателя и кожухом вершины; и к соединительной части между ступицей (ближней концевой частью), также лопасти ротора и валом. Следует заметить, что кожух вершины предусмотрен для вершины лопасти ротора с целью предотвращения вибрации и улучшения аэродинамической эффективности и вращается вместе с лопастью ротора.

[0014] В конструкции соединительной части для лопатки согласно настоящему изобретению количество линейных выступов или канавок, образованных на поверхности (поверхностях) стыка концевой части лопатки с соединительным поддерживающим элементом (количество канавок или линейных выступов, образованных на концевой поверхности (поверхностях) стыка соединительного поддерживающего элемента), не ограничено одним, независимо от того, предусмотрены ли линейные выступы или канавки только на одной из поверхностей стыка или на обеих из одной поверхности стыка и другой поверхности стыка. Например, два линейных выступа или канавки могут быть предусмотрены на обеих из одной поверхности стыка и другой поверхности стыка. В качестве альтернативы, один линейный выступ или канавка может быть предусмотрен на одной поверхности стыка, и два линейных выступа или канавки могут быть предусмотрены на другой поверхности стыка.

[0015] К тому же в конструкции соединительной части для лопатки согласно настоящему изобретению линейные выступы или канавки, образованные на поверхности (поверхностях) стыка концевой части лопатки с соединительным поддерживающим элементом (канавки или линейные выступы, образованные на концевой поверхности (поверхностях) стыка соединительного поддерживающего элемента), могут быть трапециевидными, полукруглыми, треугольными и прямоугольными в поперечном сечении, но не ограничены этими формами.

[0016] Более того, в конструкции соединительной части для лопатки согласно настоящему изобретению примеры термореактивной смолы, используемой для образования лопатки, включают в себя эпоксидную смолу, фенольную смолу и полиимидную смолу, и примеры термопластичной смолы, используемой для образования, также лопатки, включают в себя полиэфиримид, полиэфир-эфир-кетон, и полифенилен сульфид. Тогда примеры усилительного волокна, подходящего для использования для образования лопатки, включают в себя углеродное волокно, арамидное волокно и стекловолокно. Лопатка образована, например, посредством наслоения композитного материала этих веществ в направлении толщины лопатки или трехмерного наматывания их композитного материала. Тем временем металл, такой как алюминиевый сплав или титановый сплав, может быть использован для образования соединительного поддерживающего элемента.

[0017] В конструкции соединительной части для лопатки согласно настоящему изобретению, во-первых, концевая часть лопатки, выполненной из композитного материала, расположена между соответствующими противоположными стенками пары разделенных деталей соединительного поддерживающего элемента, выполненного из металла. К тому же линейный выступ или канавка, образованная(ый) по меньшей мере на любой одной из поверхностей стыка концевой части лопатки с соединительным поддерживающим элементом, зацеплен(а) с канавкой или линейным выступом, образованным(ой) по меньшей мере на любой одной из концевых поверхностей стыка соединительного поддерживающего элемента. В этом состоянии, например, сила зажима, полученная посредством болтов и гаек, приложена к паре разделенных деталей соединительного поддерживающего элемента с обеих сторон в направлении толщины лопатки, посредством чего концевая часть лопатки удерживается между парой разделенных деталей соединительного поддерживающего элемента.

[0018] Соответственно, конструкция соединительной части для лопатки согласно настоящему изобретению обладает возможностью достижения высокой конструктивной прочности, в это же время способствуя уменьшению веса реактивного двигателя. К тому же, поскольку соединительное усилие является механическим соединительным усилием, управление процессом для соединительной части облегчается по сравнению с соединительным усилием в случае использования только адгезива.

[0019] К тому же, поскольку концевая часть лопатки зажата между парой разделенных деталей с обеих сторон в направлении толщины лопатки, может быть исключен поворот концевой части лопатки по сравнению, например, со случаем, когда концевая часть лопатки поддерживается только одой из разделенных деталей. В результате этого может сохраняться состояние сильного соединения.

[0020] Более того, во время сборки концевой части лопатки и соединительного поддерживающего элемента линейный выступ или канавка в концевой части лопатки зацепляется с канавкой или линейным выступом в соединительном поддерживающем элементе, посредством чего два компонента позиционируются друг с другом. Соответственно, эта сборочная работа упрощается.

[0021] К тому же в конструкции соединительной части для лопатки согласно настоящему изобретению, если адгезив расположен между парой разделенных деталей соединительного поддерживающего элемента и концевой частью лопатки, удерживаемой между парой разделенных деталей, может быть достигнута более высокая конструктивная прочность.

[0022] Тем временем реактивный двигатель согласно настоящему изобретению принимает конструкцию соединительной части для лопатки согласно настоящему изобретению для достижения как уменьшения веса, так и увеличения прочности.

Преимущественные эффекты изобретения

[0023] Конструкция соединительной части для лопатки согласно настоящему изобретению производит прекрасный эффект, заключающийся в достижении высокой конструктивной прочности, в это же время способствуя уменьшению веса реактивного двигателя.

Краткое описание чертежей

[0024] Фиг. 1 представляет собой пояснительный частичный вид в разрезе передней верхней части реактивного двигателя, в которой применена конструкция соединительной части для лопатки согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 2 представляет собой пояснительный вид в разрезе соединительной части лопатки, причем на фиг. 2 подробно проиллюстрирована конструкция соединительной части для лопатки с фиг. 1, при виде реактивного двигателя спереди.

Фиг. 3 представляет собой пояснительный вид сбоку соединительной части лопатки, причем на фиг. 3 подробно проиллюстрирована конструкция соединительной части для лопатки с фиг. 1.

Фиг. 4 представляет собой пояснительный вид в разрезе, на котором подробно проиллюстрирована конструкция соединительной части для лопатки согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения, причем фиг. 4 соответствует фиг. 2.

Фиг. 5 представляет собой пояснительный частичный вид в разрезе соединительной части между вершиной лопасти ротора и кожухом вершины, причем на фиг. 5 подробно проиллюстрирована конструкция соединительной части для лопатки согласно еще одному варианту осуществления настоящего изобретения.

Подробное описание вариантов осуществления настоящего изобретения

[0025] Далее в этом документе настоящее изобретение описано со ссылкой на прилагаемые чертежи.

На Фиг. 1-3 проиллюстрирован один вариант осуществления конструкции соединительной части для лопатки согласно настоящему изобретению, и в качестве примера в этом варианте осуществления описана соединительная часть каждой направляющей лопатки в качестве лопатки статора, составляющей реактивный двигатель.

[0026] Как проиллюстрировано на фиг. 1, в реактивном двигателе 1 кольцевой проход 4 потока внутреннего контура образован на стороне контура вала внутреннего цилиндра 3 двигателя основного корпуса 2 двигателя, и проход 6 потока наружного контура образован между внутренней окружной поверхностью кожуха 5 вентилятора и наружной окружной поверхностью внутреннего цилиндра 3 двигателя, соответствующего наружной части основного корпуса 2 двигателя.

[0027] В передней части (слева на фиг. 1) реактивного двигателя 1 диск 7 вентилятора установлен с возможностью вращения вокруг стержня вала двигателя (не проиллюстрирован) с расположенным между ними подшипником 8. Диск 7 вентилятора неотъемлемо присоединен к ротору турбины низкого давления (не проиллюстрирован), расположенному в задней части (справа на фиг. 1) реактивного двигателя 1.

[0028] К тому же на наружной окружной поверхности диска 7 вентилятора, множество лопастей 10 ротора расположено с одинаковыми интервалами в окружном направлении с расположенными между ними установочными канавками 7a, и проставки 11, 11 соответственно расположены в передней части и в задней части между каждой лопастью 10 ротора и каждой установочной канавкой 7a. Кольцевые держатели 12, 13, которые поддерживают лопасти 10 ротора, соответственно неотъемлемо установлены в окружном направлении в передней части и в задней части диска 7 вентилятора. Держатель 12 в передней части неотъемлемо присоединен к носовому конусу 14, и держатель 13 в задней части соосно и неотъемлемо присоединен к ротору 16 компрессора 15 низкого давления, который расположен смежно ниже по потоку от диска 7 вентилятора.

Следует заметить, что для предотвращения вибрации и улучшения аэродинамической эффективности кожухи вершины соответственно присоединены между вершинами множества лопастей 10 ротора, и кожухи вершин не показаны на фиг. 1.

[0029] То есть, когда реактивный двигатель 1 работает, множество лопастей 10 ротора вращается вместе с диском 7 вентилятора, посредством чего воздух может быть введен в проход 4 потока внутреннего контура и в проход 6 потока наружного контура.

[0030] Реактивный двигатель 1 включает в себя множество направляющих лопаток (лопаток статора) 20 в проходе 6 потока наружного контура. Множество направляющих лопаток 20 расположено с одинаковыми интервалами вокруг внутреннего цилиндра 3 двигателя и регулирует завихряющийся поток воздуха, текущий в проходе 6 потока наружного контура. Композитный материал из: термореактивной смолы (такой как эпоксидная смола, фенольная смола, и полиимидная смола) или термопластичной смолы (такой как полиэфиримид, полиэфир-эфир-кетон, и полифенилен сульфид); и усилительного волокна (такого как углеродное волокно, арамидное волокно, и стекловолокно) используется в качестве составляющего материала каждой направляющей лопатки 20. Направляющая лопатка 20 образована, например, посредством наслоения составляющего материала в направлении толщины лопатки или трехмерного наматывания составляющего материала.

[0031] Ближняя концевая часть 21 лопатки (концевая часть лопатки) на стороне стержня вала каждой направляющей лопатки 20 присоединена к крепежному фланцу 31f рамы 31 вентилятора, расположенной на внутреннем цилиндре 3 двигателя, и дальняя концевая часть 22 лопатки (концевая часть лопатки) направляющей лопатки 20 на стороне, дальней от стержня вала, присоединена к крепежному фланцу 5f, расположенному на кожухе 5 вентилятора.

[0032] В этом случае, как проиллюстрировано на фиг. 2 и фиг. 3, соединительный поддерживающий элемент 33, включающий в себя пару разделенных деталей 34, 34, отделенных друг от друга, помещен в соединительную часть между ближней концевой частью 21 лопатки направляющей лопатки 20 и крепежным фланцем 31f, а именно в соединительную часть лопатки, и пара разделенных деталей 34, 34 присоединены к ближней концевой части 21 лопатки направляющей лопатки 20 с обеих сторон в направлении толщины лопатки (направление слева направо на фиг. 2). Каждая из разделенных деталей 34, 34 соединительного поддерживающего элемента 33 выполнена из металла, такого как алюминиевый сплав и титановый сплав, и прикреплена к крепежному фланцу 31f с использованием болта 38 и гайки 39.

[0033] Обращенные друг к другу противоположные стенки 35 соответственно образованы на паре разделенных деталей 34, 34 соединительного поддерживающего элемента 33, и противоположные стенки 35, 35 присоединены к ближней концевой части 21 лопатки направляющей лопатки 20 с обеих сторон в направлении толщины лопатки.

[0034] В этом варианте осуществления, один линейный выступ 21b, являющийся трапециевидным в поперечном сечении, образован на поверхности 21a стыка, находящейся слева на фиг. 2, из поверхностей 21a, 21a стыка ближней концевой части 21 лопатки направляющей лопатки 20. Тем временем канавка 35b, зацепляющаяся с линейным выступом 21b, образованным в ближней концевой части 21 лопатки направляющей лопатки 20, образована на разделенной детали 34, также находящейся слева на фиг. 2, из двух разделенных деталей 34, 34, составляющих соединительный поддерживающий элемент 33, а именно на концевой поверхности 35a стыка противоположной стенки 35 разделенной детали 34 слева на фиг. 2.

[0035] Затем, в этом варианте осуществления, ближняя концевая часть 21 лопатки направляющей лопатки 20 удерживается между соответствующими противоположными стенками 35, 35 пары разделенных деталей 34, 34 посредством силы зажима, которая приложена посредством болта 36 и гайки 37 к паре разделенных деталей 34, 34 соединительного поддерживающего элемента 33 с обеих сторон в направлении толщины лопатки.

[0036] К тому же, в этом варианте осуществления, адгезив расположен между соответствующими противоположными стенками 35, 35 пары разделенных деталей 34, 34 соединительного поддерживающего элемента 33 и ближней концевой частью 21 лопатки направляющей лопатки 20, удерживаемой между противоположными стенками 35, 35.

[0037] Тем временем соединительный поддерживающий элемент 53, включающий в себя пару разделенных деталей 54, 54, отделенных друг от друга, также помещен в соединительную часть между дальней концевой частью 22 лопатки направляющей лопатки 20 и крепежным фланцем 5f, а именно, в соединительную часть лопатки, и пара разделенных деталей 54, 54 присоединены к дальней концевой части 22 лопатки направляющей лопатки 20 с обеих сторон в направлении толщины лопатки (направление слева направо на фиг. 2). Каждая из разделенных деталей 54, 54 соединительного поддерживающего элемента 53 выполнена из металла, такого как алюминиевый сплав и титановый сплав, и прикреплена к крепежному фланцу 5f с использованием болта 38 и гайки 39.

[0038] Обращенные друг к другу противоположные стенки 55 соответственно образованы на паре разделенных деталей 54, 54 соединительного поддерживающего элемента 53, и противоположные стенки 55, 55 присоединены к дальней концевой части 22 лопатки направляющей лопатки 20 с обеих сторон в направлении толщины лопатки.

[0039] Также в этой соединительной части лопатки один линейный выступ 22b, являющийся трапециевидным в поперечном сечении, образован на поверхности 22a стыка, находящейся слева на фиг. 2, из поверхностей 22a, 22a стыка дальней концевой части 22 лопатки направляющей лопатки 20. Тем временем канавка 55b, зацепляющаяся с линейным выступом 22b, образованным в дальней концевой части 22 лопатки направляющей лопатки 20, образована на разделенной детали 54, также находящейся слева на фиг. 2, из двух разделенных деталей 54, 54, составляющих соединительный поддерживающий элемент 53, а именно на концевой поверхности 55a стыка противоположной стенки 55 разделенной детали 54 слева на фиг. 2.

[0040] Затем дальняя концевая часть 22 лопатки направляющей лопатки 20 удерживается между соответствующими противоположными стенками 55, 55 пары разделенных деталей 54, 54 посредством силы зажима, которая прилагается посредством болта 56 и гайки 57 к паре разделенных деталей 54, 54 соединительного поддерживающего элемента 53 с обеих сторон в направлении толщины лопатки.

[0041] К тому же, также в этой соединительной части лопатки, адгезив расположен между соответствующими противоположными стенками 55, 55 пары разделенных деталей 54, 54 соединительного поддерживающего элемента 53 и дальней концевой частью 22 лопатки направляющей лопатки 20, удерживаемой между противоположными стенками 55, 55.

[0042] Как описано выше, в конструкции соединительной части для лопатки согласно этому варианту осуществления, во-первых, ближняя концевая часть 21 лопатки каждой направляющей лопатки 20, выполненной из композитного материала, расположена между соответствующими противоположными стенками 35, 35 пары разделенных деталей 34, 34 соединительного поддерживающего элемента 33, выполненного из металла. Затем линейный выступ 21b, образованный на поверхности 21a стыка, находящейся слева на фиг. 2, ближней концевой части 21 лопатки, зацеплен с канавкой 35b, образованной на поверхности 35a стыка, находящейся слева на фиг. 2, соединительного поддерживающего элемента 33. В этом состоянии сила зажима, полученная посредством болтов 36 и гаек 37, приложена к паре разделенных деталей 34, 34 соединительного поддерживающего элемента 33 с обеих сторон в направлении толщины лопатки, посредством чего ближняя концевая часть 21 лопатки удерживается между соответствующими противоположными стенками 35, 35 пары разделенных деталей 34, 34.

[0043] Подобным образом, дальняя концевая часть 22 лопатки каждой направляющей лопатки 20 расположена между соответствующими противоположными стенками 55, 55 пары разделенных деталей 54, 54 соединительного поддерживающего элемента 53, выполненного из металла. К тому же, линейный выступ 22b, образованный на поверхности 22a стыка, слева на фиг. 2, дальней концевой части 22 лопатки, зацеплен с канавкой 55b, образованной на поверхности 55a стыка, слева на фиг. 2, соединительного поддерживающего элемента 53. В этом состоянии, сила зажима, полученная посредством болтов 56 и гаек 57, приложена к паре разделенных деталей 54, 54 соединительного поддерживающего элемента 53 с обеих сторон в направлении толщины лопатки, посредством чего дальняя концевая часть 22 лопатки удерживается между соответствующими противоположными стенками 55, 55 пары разделенных деталей 54, 54.

[0044] Соответственно, конструкция соединительной части для лопатки согласно этому варианту осуществления обладает возможностью достижения высокой конструктивной прочности, в это же время способствуя уменьшению веса реактивного двигателя 1. К тому же, поскольку соединительное усилие является механическим соединительным усилием, управление процессом для соединительной части облегчается по сравнению с соединительным усилием в случае использования только адгезива.

[0045] К тому же, поскольку ближняя концевая часть 21 лопатки (дальняя концевая часть 22 лопатки) зажата между соответствующими противоположными стенками 35, 35 (55, 55) пары разделенных деталей 34, 34 (54, 54) с обеих сторон в направлении толщины лопатки, может быть исключен поворот ближней концевой части 21 лопатки (дальней концевой части 22 лопатки) по сравнению, например, со случаем, когда ближняя концевая часть 21 лопатки (дальняя концевая часть 22 лопатки) поддерживается стенкой с одной стороны. В результате этого может сохраняться состояние сильного соединения.

[0046] Более того, во время сборки ближней концевой части 21 лопатки (дальней концевой части 22 лопатки) и соединительного поддерживающего элемента 33 (53), линейный выступ 21b (22b) ближней концевой части 21 лопатки (дальней концевой части 22 лопатки) зацепляется с канавкой 35b (55b) соединительного поддерживающего элемента 33 (53), посредством чего два компонента позиционируются друг с другом. Соответственно, эта сборочная работа упрощается.

[0047] К тому же, в конструкции соединительной части для лопатки согласно этому варианту осуществления, адгезив расположен между соответствующими противоположными стенками 35, 35 (55, 55) пары разделенных деталей 34, 34 (54, 54) соединительного поддерживающего элемента 33 (53) и ближней концевой частью 21 лопатки (дальней концевой частью 22 лопатки) направляющей лопатки 20, удерживаемой между противоположными стенками 35, 35 (55, 55), и, следовательно, может быть достигнута более высокая конструктивная прочность.

[0048] Таким образом, реактивный двигатель согласно этому варианту осуществления принимает упомянутую выше конструкцию соединительной части для лопатки, и, следовательно, достигает как уменьшения веса, так и увеличения прочности.

[0049] На фиг. 4 проиллюстрирован другой вариант осуществления конструкции соединительной части для лопатки согласно настоящему изобретению. Конструкция соединительной части для лопатки этого варианта осуществления отличается от упомянутого выше варианта осуществления тем, что: линейные выступы 21b (22b) соответственно образованы на обеих поверхностях 21a, 21a (22a, 22a) стыка ближней концевой части 21A лопатки (дальней концевой части 22A лопатки) каждой направляющей лопатки 20A; и канавки 35b (55b), которые соответственно зацеплены с линейными выступами 21b (22b), образованными в ближней концевой части 21A лопатки (дальней концевой части 22A лопатки) направляющей лопатки 20A, соответственно образованы на обеих поверхностях 35a, 35a (55a, 55a) стыка пары разделенных деталей 34, 34 (54, 54) соединительного поддерживающего элемента 33A (53A). Конструкция соединительной части для лопатки этого варианта осуществления является такой же, как в упомянутом выше варианте осуществления в других конфигурациях.

[0050] Соответственно, конструкция соединительной части для лопатки согласно этому варианту осуществления обладает возможностью достижения более высокой конструктивной прочности, в это же время способствуя уменьшению веса реактивного двигателя 1.

[0051] В упомянутых выше вариантах осуществления дано описание примерного случая, в котором конструкция соединительной части для лопатки согласно настоящему изобретению применена к соединительной части лопатки каждой направляющей лопатки в качестве лопатки статора реактивного двигателя, но настоящее изобретение этим не ограничено. Например, как проиллюстрировано на фиг. 5, конструкция соединительной части для лопатки согласно настоящему изобретению также может быть применена к соединительной части между: вершиной (дальней концевой частью) 62 каждой лопасти 60 ротора реактивного двигателя и кожухом 85 вершины, который предусмотрен для вершины 62 с целью предотвращения вибрации и улучшения аэродинамической эффективности и вращается вместе с лопастью 60 ротора.

[0052] А именно в этом варианте осуществления линейный выступ 62b образован на поверхности 62a стыка, слева на фиг. 5, из поверхностей 62a, 62a стыка дальней концевой части 62 лопасти 60 ротора. Тем временем канавка 75b, зацепленная с линейным выступом 62b, образованным в дальней концевой части 62 лопасти 60 ротора, образована на поверхности 75a стыка, слева на фиг. 5, из соответствующих поверхностей 75a, 75a стыка пары разделенных деталей 74, 74 соединительного поддерживающего элемента 73.

[0053] Таким образом, конструкция соединительной части для лопатки согласно упомянутому выше варианту осуществления также обладает возможностью достижения более высокой конструктивной прочности, в это же время способствуя уменьшению веса реактивного двигателя.

[0054] В каждом из упомянутых выше вариантов осуществления, относящихся к концевой части лопатки каждой направляющей лопатки, линейный выступ 21b (22b) образован в ближней концевой части 21, 21A лопатки (дальней концевой части 22, 22A лопатки) каждой направляющей лопатки 20, 20A, и канавка 35b (55b) образована в соединительном поддерживающем элементе 33, 33A (53, 53A), но настоящее изобретение не ограничено этой конфигурацией. Канавка может быть образована в ближней концевой части 21, 21A лопатки (дальней концевой части 22, 22A лопатки) направляющей лопатки 20, 20A, и линейный выступ может быть образован в соединительном поддерживающем элементе 33, 33A (53, 53A).

[0055] К тому же количество линейных выступов 21b (22b) или канавок в ближней концевой части 21, 21A лопатки (дальней концевой части 22, 22A лопатки) направляющей лопатки 20, 20A (количество канавок 35b (55b) или линейных выступов в соединительном поддерживающем элементе 33, 33A (53, 53A)) не ограничено одним, независимо от того, предусмотрены ли линейные выступы или канавки только на одной из поверхностей стыка или на обеих из одной поверхности стыка и другой поверхности стыка. Например, два линейных выступа или канавки могут быть предусмотрены на обеих из одной поверхности стыка и другой поверхности стыка. В качестве альтернативы, один линейный выступ или канавка может быть предусмотрен на одной поверхности стыка, и два линейных выступа или канавки могут быть предусмотрены на другой поверхности стыка.

[0056] Подобным образом, в упомянутом выше варианте осуществления, относящемся к дальней концевой части каждой лопасти ротора, линейный выступ 62b образован в дальней концевой части 62 каждой лопасти 60 ротора, и канавка 75b образована в соединительном поддерживающем элементе 73, но настоящее изобретение не ограничено этой конфигурацией. Канавка может быть образована в дальней концевой части 62 лопасти 60 ротора, и линейный выступ может быть образован в соединительном поддерживающем элементе 73.

[0057] Затем количество линейных выступов 62b или канавок в дальней концевой части 62 лопасти 60 ротора (количество канавок 75b или линейных выступов в соединительном поддерживающем элементе 73) не ограничено одним, независимо от того, предусмотрены ли линейные выступы или канавки только на одной из поверхностей стыка или на обеих из одной поверхности стыка и другой поверхности стыка. Например, два линейных выступа или канавки могут быть предусмотрены на обеих из одной поверхности стыка и другой поверхности стыка. В качестве альтернативы, один линейный выступ или канавка может быть предусмотрен(а) на одной поверхности стыка, и два линейных выступа или канавки могут быть предусмотрены на другой поверхности стыка.

[0058] Более того, линейный выступ 21b, 22b, 62b или канавка 35b, 55b, 75b могут быть трапециевидными, полукруглыми, треугольными и прямоугольными в поперечном сечении, но не ограничены этими формами.

[0059] Конфигурации конструкции соединительной части для лопатки и реактивного двигателя согласно настоящему изобретению не ограничены упомянутыми выше вариантами осуществления.

Пояснение ссылочных позиций

[0060] 1 - реактивный двигатель

20, 20A - направляющая лопатка (лопатка статора)

21, 21A - ближняя концевая часть лопатки (концевая часть лопатки)

21a, 22a, 62a - поверхность стыка

21b, 22b, 62b - линейный выступ

22, 22A - дальняя концевая часть лопатки (концевая часть лопатки)

33, 33A, 53, 53A, 73 - соединительный поддерживающий элемент

34, 54, 74 - пара разделенных деталей

35a, 55a, 75a - концевая поверхность стыка

35b, 55b, 75b - канавка

36, 56 - болт

37, 57 - гайка

60 - лопасть ротора

62 - дальняя концевая часть (концевая часть лопатки).

1. Соединительная конструкция, являющаяся частью реактивного двигателя и содержащая лопатку, выполненную из композитного материала из термореактивной смолы или термопластичной смолы и усилительного волокна, и соединительный поддерживающий элемент, при этом
соединительный поддерживающий элемент выполнен из металла и включает в себя пару разделенных деталей, отделенных друг от друга, причем пара разделенных деталей присоединена к концевой части лопатки с первой стороны и второй стороны в направлении толщины лопатки,
по меньшей мере на одной из первой стороны и второй стороны, поверхность стыка концевой части лопатки и поверхность стыка разделенной детали образованы следующим образом:
(а) поверхность стыка концевой части лопатки имеет по меньшей мере один линейный выступ и поверхность стыка разделенной детали имеет по меньшей мере одну канавку, зацепленную с линейным выступом, или
(б) поверхность стыка концевой части лопатки имеет по меньшей мере одну канавку и поверхность стыка разделенной детали имеет по меньшей мере один линейный выступ, зацепленный с канавкой, и
концевая часть лопатки удерживается между парой разделенных деталей соединительного поддерживающего элемента посредством силы зажима, которая приложена к паре разделенных деталей соединительного поддерживающего элемента с первой и второй сторон в направлении толщины лопатки.

2. Соединительная конструкция по п. 1, в которой адгезив расположен между парой разделенных деталей соединительного поддерживающего элемента и концевой частью лопатки, удерживаемой между парой разделенных деталей.

3. Реактивный двигатель, содержащий соединительную конструкцию по п. 1 или 2.



 

Похожие патенты:

Двухконтурный турбореактивный двигатель для крепления сбоку фюзеляжа самолета при помощи разнесенных в продольном направлении передней и задней подвесок содержит наружную обечайку промежуточного корпуса, прикрепленную к передней подвеске, и тяговую основную конструкцию, прикрепленную к задней подвеске.

Изобретение относится к трубному элементу (1), который может служить удобным соединительным элементом в линии циркуляции текучей среды в любой области промышленного применения, в частности в реактивном двигателе.

Узел двухконтурного турбореактивного двигателя содержит внешнее кольцо выхлопного корпуса, структурное кольцо внешнего тракта канала вентилятора, концентричного относительно внешнего кольца выхлопного корпуса, а также первый и второй кронштейны или соединительные тяги.

Устройство для соединения корпусов двухконтурного газотурбинного двигателя содержит тяги, концы которых шарнирно прикреплены к корпусам, размещенные под углом к продольной оси двигателя.

Изобретение относится к машиностроению, преимущественно к турбиностроению, и предназначено для использования в качестве опоры быстровращающегося ротора газовой турбины, выполненной в виде двух отдельных ребер, установленных в имеющийся корпус с крышкой и приваренных к нему монтажным швом перпендикулярно оси предварительно выполненной в ребрах расточки заподлицо с горизонтальным разъемом корпуса и соединенных по нему с верхним ребром; при этом верхнее ребро соединено с имеющейся крышкой посредством крепежа и подогнанной по месту дистанционной шайбы.

Группа изобретений относится к машиностроению. Устройство (10) создания предварительного напряжения содержит по меньшей мере три зоны (11) деформирования.

Изобретение относится к области соединения компрессора и камеры сгорания газотурбинных двигателей авиационного и наземного применения. Статор компрессора газотурбинного двигателя включает внутренний (3) и наружный (2) корпусы, связанные между собой упругими элементами (6, 7).

Способ технического обслуживания газотурбинного двигателя, включает разборку его подшипникового отсека и осуществление доступа из передней части газотурбинного двигателя к редуктору, находящемуся в подшипниковом отсеке.

Конструктивный каркас газотурбинного двигателя, такой как промежуточный или выпускной каркас, образован элементами, содержащими внутреннюю и наружную коаксиальные обечайки и радиальные стойки, соединяющие обечайки.

Устройство соединения радиальных стоек с круглой обечайкой при помощи осей и распорок содержит круглую обечайку, в основном радиальные стойки, соединяющие обечайку с другой концентричной обечайкой, и соединения стоек с обечайкой или с внутренней ступицей.

Предложена присоединяющая лопатку конструкция в сочетании с лопаткой реактивного двигателя, предназначенная для присоединения лопатки к реактивному двигателю, причем лопатка выполнена из композиционного материала. Соединительный опорный элемент 33, включающий в себя пару разделенных деталей 34, 34, расположен в соединительной части между проксимальным концевым участком 21 направляющей лопатки 20 и крепежным фланцем 31f, и упомянутая пара разделенных деталей 34, 34 соединена с проксимальным концевым участком 21 лопатки с обеих сторон в направлении толщины лопатки. Паз 35b образован в одной поверхности 35а сопряжения с концевым участком упомянутого соединительного опорного элемента 33, линейный выступ 35с образован на другой поверхности 35а сопряжения с концевым участком, причем упомянутый проксимальный концевой участок 21 лопатки образован в вогнуто-выпуклой форме, при этом прямолинейный выступ 21b, который входит в зацепление с пазом 35b, который образован в поверхности 35а сопряжения с концевым участком, образован на поверхности 21а сопряжения с одной поверхностью 35а сопряжения с концевым участком, паз 21с, который входит в зацепление с прямолинейным выступом 35с, образованным на поверхности 35а сопряжения с концевым участком, образован в поверхности 21а сопряжения с другой поверхностью 35а сопряжения с концевым участком. Проксимальный концевой участок 21 лопатки удерживается между парой разделенных деталей 34, 34 соединительного опорного элемента 33 посредством усилия зажима, которое прикладывается к соединительному опорному элементу 33 с обеих сторон в направлении толщины лопатки. Можно получить высокую конструкционную прочность, в то же время обеспечивая уменьшение веса реактивного двигателя. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к энергетике. Устройство для стопорения в осевом направлении уплотнительного кольца, выполненного из истираемого материала и находящегося в контакте с периферией ротора модуля турбомашины летательного аппарата. Устройство содержит опору с опорным отверстием, осевую стопорную часть, причём конструкция устройства обеспечивает возможность вращения стопорной части вокруг оси между осевым стопорным положением для уплотнительного кольца и между положением для извлечения этого кольца через проход для извлечения. Также представлены модуль турбомашины летательного аппарата и турбомашина летательного аппарата, содержащие устройство для стопорения. Изобретение позволяет обеспечить выполнение невыпадающего устройства стопорения уплотнительного кольца первой ступени модуля турбомашины. 3 н. и 7 з.п. ф-лы, 11 ил.

Группа изобретений относится к узлу опорной стойки для опоры корпуса функционального блока газовой турбины, к газовой турбине и к способу опоры корпуса функционального блока газовой турбины. Узел (100) опорной стойки содержит тело (101) стойки для опоры блока на основании, шаровой поворотный элемент (102), который установлен с возможностью поворота на теле (101) стойки с образованием шарового шарнира, и качающийся рычаг (103), который установлен на элементе (102). Рычаг (103) предназначен для введения в опорное отверстие (121) опорного тела (120), являющегося частью корпуса или основания. Рычаг (103) предназначен для введения в отверстие (121) с подвижной посадкой, так что образуется поворотная точка (105) в первой зоне контакта между рычагом (103) и внутренней поверхностью (122) отверстия (121), так что обеспечивается возможность поворота рычага (103) внутри отверстия (121) вокруг точки (105). Эластомерный пружинный и демпфирующий элемент (104) установлен на рычаге (103) так, что обеспечивается возможность расположения элемента (104) между рычагом (103) и телом (120) для обеспечения центрирующей силы и демпфирования поворота рычага (103) относительно тела (120) вокруг точки (105). Группа изобретений направлена на обеспечение эффективного технического обслуживания газовой турбины. 3 н. и 14 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к двигателестроению, а именно к газотурбинным двигателям авиационного и наземного применения. Газотурбинный двигатель включает компрессор высокого давления, спрямляющий аппарат которого размещен на двух упругих обечайках диффузора камеры сгорания. Спрямляющий аппарат выполнен заодно с упругими обечайками или соединен с упругими обечайками при помощи пайки или сварки. Длина упругих обечаек составляет 0,3-3,5 Lca, где Lca - осевая ширина лопаток спрямляющего аппарата компрессора. Нижняя из обечаек закреплена с фланцем лабиринтного уплотнения с образованием замкнутой полости между ним и нижней упругой обечайкой. Фланец лабиринтного уплотнения может быть выполнен упругим и закреплен с нижней обечайкой при помощи болтовых соединений с самоконтрящимися гайками. Заявленное изобретение позволяет повысить надежность и ресурс работы газотурбинного двигателя, а также его экономичность. 1 з.п. ф-лы, 7 ил.

Двухконтурный турбореактивный двигатель содержит цилиндрический канал холодного потока, на продольных концах которого расположены корпус, окружающий вентилятор турбореактивного двигателя, и опорное кольцо, соединенное с выпускным корпусом. Опорное кольцо установлено при помощи тяг, прикрепленных к цилиндрической наружной обечайке выпускного корпуса при помощи точек крепления. Точки крепления выпускного корпуса представляют собой вилки, проушины которых проходят радиально от наружной обечайки и расположены по существу в осевом направлении посередине обечайки. Отверстия вилок ориентированы по направлению образующих наружной обечайки. Точки крепления тяг на опорном кольце канала холодного потока расположены в осевом направлении выше по потоку от вилок наружной обечайки выпускного корпуса. Изобретение позволяет упростить конструкцию крепления опорного кольца к выпускному корпусу и обеспечить возможность их относительных перемещений. 7 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к газотурбинным двигателям, а более конкретно к конструкциям основных камер сгорания. Система топливопитания камеры сгорания газотурбинного двигателя содержит кольцевой топливный коллектор, установленный вокруг внешней стороны корпуса камеры сгорания, и множество кронштейнов крепления кольцевого коллектора. Каждый из кронштейнов выполнен из нескольких прямолинейных отрезков витого каната, расположенных в единой плоскости. Концы отрезков жестко соединены с крепежными фланцами. Отрезки витого каната дополнительно в средней части соединены между собой как минимум одной планкой. Отрезки витого каната дополнительно покрыты с внешней стороны эластичным материалом. Путем обеспечения достаточно жесткой опоры топливного коллектора на корпус камеры сгорания в осевом и окружном направлениях, компенсации тепловых расширений корпуса в радиальном направлении и демпфирования колебаний системы топливопитания камеры сгорания повышается ее надежность. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Газотурбинный двигатель содержит очень высокоскоростную турбину привода вентилятора, при этом отношение параметра, определяемого произведением площади выходного сечения турбины низкого давления на квадрат скорости вращения турбины низкого давления, к такому же параметру турбины высокого давления составляет от 0,5 до 1,5. Турбина высокого давления установлена с помощью подшипников, расположенных на внешней периферии вала, который приводится во вращение турбиной высокого давления. Достигаются увеличенный коэффициент полезного действия и уменьшенные размеры турбинной секции. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 3 ил.

Приводная конструкция для газотурбинного двигателя содержит: вал вентилятора; раму, поддерживающую вал вентилятора; зубчатую систему, приводящую во вращение вал вентилятора; гибкую несущую конструкцию, по меньшей мере частично поддерживающую зубчатую систему, и входной узел зубчатой системы. Изгибная жесткость (KFSBEND) гибкой несущей конструкции относительно продольной оси двигателя и изгибная жесткость (KICBEND) входного узла относительно указанной оси вращения составляют менее 20% изгибной жесткости (KframeBEND) рамы относительно указанной оси. Изгибная жесткость (KICBEND) входного узла относительно продольной оси двигателя составляет менее 5% изгибной жесткости (KGMBEND) зоны зубчатого зацепления между солнечной шестерней и планетарными шестернями зубчатой системы относительно указанной оси. Изгибная жесткость (KFSBEND) гибкой несущей конструкции относительно указанной оси составляет менее 8% изгибной жесткости (KGMBEND) указанной зоны зубчатого зацепления относительно указанной оси. Достигается предотвращение потерь эффективности и сокращения срока службы приводной конструкции и газотурбинного двигателя в целом. В результате возможно рассогласование подшипников скольжения в составе зубчатой передачи и находящихся в зацеплении зубьев. 2 н. и 17 з.п. ф-лы, 6 ил.

Приводная конструкция для газотурбинного двигателя содержит: вал вентилятора; раму, поддерживающую вал вентилятора; зубчатую систему, приводящую во вращение вал вентилятора; гибкую несущую конструкцию, по меньшей мере частично поддерживающую зубчатую систему, и входной узел зубчатой системы. Поперечная жесткость (KFS) гибкой несущей конструкции и поперечная жесткость (KIC) входного узла составляют менее 20% поперечной жесткости (Kframe) рамы. Поперечная жесткость (KFS) гибкой несущей конструкции составляет менее 8% поперечной жесткости (KGM) зоны зубчатого зацепления между солнечной шестерней и планетарными шестернями зубчатой системы, а поперечная жесткость (KIC) входного узла составляет менее 5% поперечной жесткости (KGM) указанной зоны зубчатого зацепления. Достигается предотвращение потерь эффективности и сокращения срока службы приводной конструкции и газотурбинного двигателя в целом. 2 н. и 17 з.п. ф-лы, 6 ил.

Транспортабельный газотурбинный модуль содержит основание, на которое опираются мощная газовая турбина и нагрузка, а также конструкцию, окружающую турбину и нагрузку и соединенную с основанием. Основание содержит продольные балки, проходящие параллельно направлению оси вращения газовой турбины, и поперечные балки, проходящие поперечно оси вращения. Продольные и поперечные балки образуют первичную решетчатую конструкцию, на которой расположены мощная газовая турбина и нагрузка, причем мощная газовая турбина и нагрузка расположены на паре продольных балок. Мощная газовая турбина прикреплена к раме турбины, соединенной с основанием модуля посредством ножек, которые прикреплены к паре продольных балок. Другое изобретение группы относится к наземной газотурбинной установке, содержащей указанный выше газотурбинный модуль и фундамент. Фундамент имеет плоскую поверхность опоры для газотурбинного модуля, при этом плоская поверхность опоры имеет разрывы, а в фундаменте выполнены проходы, которые расположены параллельно продольным балкам и выполнены с обеспечением установки в них подъемных и перемещающих платформ. При сборке наземной газотурбинной установки сначала создают первый фундамент на монтажной и испытательной площадках. Изготавливают основание и прикрепляют его к первому фундаменту, образующему опорную поверхность для основания, имеющую зоны крепления, расположенные согласно первой конфигурации и предназначенные для закрепления указанного основания на указанном фундаменте. Собирают на основании газовую турбину, нагрузку, вспомогательное оборудование и конструкцию, окружающую газовую турбину, нагрузку и вспомогательное оборудование с образованием модуля. Проводят испытания газовой турбины и нагрузки, после чего снимают модуль с первого фундамента. Транспортируют модуль к месту назначения и закрепляют модуль на втором фундаменте, образующем опорную поверхность для основания, имеющую вторые зоны крепления, расположенные согласно второй конфигурации и предназначенные для прикрепления указанного основания к указанному фундаменту. Первая конфигурация соответствует второй конфигурации. В первом и втором фундаментах образованы пустые пространства, в которые вводят подъемные и перемещающие платформы. Группа изобретений позволяет сократить время, необходимое для монтажа и запуска газотурбинной установки, за счет обеспечения выполнения всех наладочных работ на испытательной площадке. 3 н. и 22 з.п. ф-лы, 17 ил.

Соединительная конструкция, являющаяся частью реактивного двигателя и содержащая лопатку, выполненную из композитного материала из термореактивной смолы или термопластичной смолы и усилительного волокна, и соединительный поддерживающий элемент. Соединительный поддерживающий элемент включает в себя пару разделенных деталей, расположен между ближней концевой частью лопатки направляющей лопатки и крепежным фланцем, и пара разделенных деталей присоединены к ближней концевой части лопатки с обеих сторон в направлении толщины лопатки. Линейный выступ образован на одной из поверхностей стыка ближней концевой части лопатки с парой разделенных деталей. Канавка, зацепленная с линейным выступом, образованным в ближней концевой части лопатки, образована на одной из соответствующих поверхностей стыка пары разделенных деталей соединительного поддерживающего элемента. Ближняя концевая часть лопатки удерживается между парой разделенных деталей соединительного поддерживающего элемента посредством силы зажима, которая приложена к паре разделенных деталей соединительного поддерживающего элемента с обеих сторон в направлении толщины лопатки. Достигается высокая конструктивная прочность при уменьшении веса реактивного двигателя. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

Наверх