ПРИСОЕДИНЯЮЩАЯ ЛОПАТКУ КОНСТРУКЦИЯ И РЕАКТИВНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ, СОДЕРЖАЩИЙ ДАННУЮ КОНСТРУКЦИЮ Российский патент 2016 года по МПК F02K3/06 F02C7/20 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

[0001] Настоящее изобретение относится к, например, присоединяющей лопатку конструкции, используемой для присоединения к основному корпусу двигателя направляющих лопаток, которые представляют собой лопатки, составляющие реактивный двигатель летательного аппарата, и реактивному двигателю, содержащему присоединяющую лопатку конструкцию в сочетании с лопаткой.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[0002] Вышеописанный реактивный двигатель обычно содержит: лопатки ротора для введения воздуха в основной корпус двигателя; и направляющие лопатки, которые представляют собой лопатки статора для управления потоком воздуха, вводимого посредством лопаток ротора.

[0003] Направляющие лопатки могут быть приспособлены для выполнения только функции управления потоком и могут быть также приспособлены для выполнения конструктивной функции соединения рамы вентилятора и корпуса вентилятора, составляющих основной корпус двигателя, в дополнение к функции управления потоком.

[0004] В первом случае, когда направляющие лопатки приспособлены для выполнения только функции управления потоком, в качестве составляющего материала каждой направляющей лопатки обычно используется металлический материал, такой как алюминиевый сплав или композиционный материал из термореактивной смолы, такой как эпоксидная смола, и армирующего волокна, такое как углеродное волокно, а конструктивную функцию выполняет распорка, которая расположена ниже по потоку от направляющих лопаток и выполнена из металлического материала, такого как алюминиевый сплав, в качестве ее составляющего материала. А в том случае, когда направляющие лопатки приспособлены также для выполнения конструктивной функции в дополнение к функции управления потоком, в качестве составляющего материала каждой направляющей лопатки используется металлический материал, такой как алюминиевый сплав.

[0005] Такие направляющие лопатки, как описанные выше, и реактивный двигатель, содержащий упомянутые направляющие лопатки, описаны, например, в патентных документах 1-3.

ДОКУМЕНТ ИЗВЕСТНОГО УРОВНЯ ТЕХНИКИ

ПАТЕНТНЫЙ ДОКУМЕНТ

[0006] Патентный документ 1: Патент США №5320490

Патентный документ 2: Патент Японии №2766423

Патентный документ 3: Выложенная заявка на патент Японии №05-149148

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ПРОБЛЕМЫ, РЕШАЕМЫЕ ПОСРЕДСТВОМ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0007] Сейчас в ответ на возникшую в последние годы потребность в более высокой степени двухконтурности с целью повышения эффективности топлива реактивного двигателя летательного аппарата, наблюдается тенденция увеличения диаметра двигателя. Вместе с тем, крайне необходимо уменьшать вес реактивного двигателя летательного аппарата.

[0008] Например, в том случае, когда направляющие лопатки выполняют только функцию управления потоком, вес каждой направляющей лопатки как таковой может быть уменьшен на величину, соответствующую использованию композиционного материала в качестве ее составляющего материала, в то время как уменьшение веса реактивного двигателя летательного аппарата ограничено величиной, соответствующей возложению конструктивной функции на распорку, которая выполнена из металлического материала, такого как алюминиевый сплав, в качестве ее составляющего материала.

С другой стороны, в том случае, когда направляющие лопатки выполняют конструктивную функцию в дополнение к функции управления потоком, в качестве составляющего материала каждой направляющей лопатки используется металлический материал, такой как алюминиевый сплав, и поэтому уменьшение веса авиационного реактивного двигателя ограничено, что является такой же проблемой, как и в случае использования распорки. Это является обычной проблемой, которую необходимо решить.

[0009] Целью настоящего изобретения, которое сделано с учетом вышеупомянутой обычной проблемы, является создание присоединяющей лопатку конструкции в сочетании с лопаткой, способной обеспечить высокую конструкционную прочность, в то же время обеспечивая уменьшение веса реактивного двигателя, и реактивного двигателя, содержащего упомянутую присоединяющую лопатку конструкцию в сочетании с лопаткой.

СРЕДСТВА ДЛЯ РЕШЕНИЯ УПОМЯНУТЫХ ПРОБЛЕМ

[0010] Для достижения вышеописанной цели, настоящее изобретение предусматривает присоединяющую лопатку конструкцию в сочетании с лопаткой, причем присоединяющая лопатку конструкция служит для присоединения лопатки к реактивному двигателю, причем лопатка выполнена из композиционного материала из термореактивной смолы или термопластичной смолы и армирующего волокна, причем упомянутая присоединяющая лопатку конструкция включает в себя соединительный опорный элемент, расположенный в ней, причем упомянутый соединительный опорный элемент выполнен из металла и включает в себя пару разделенных деталей, отделенных друг от друга, причем упомянутая пара разделенных деталей соединена с концевым участком лопатки с обеих сторон в направлении по толщине лопатки, при этом на любой одной из соответствующих концевых поверхностей сопряжения упомянутой пары разделенных деталей упомянутого соединительного опорного элемента, образован прямолинейный выступ в направлении по оси реактивного двигателя, а в другой концевой поверхности сопряжения образован паз в направлении по оси реактивного двигателя так, обращенный к упомянутому прямолинейному выступу, причем упомянутый концевой участок лопатки образован в вогнуто-выпуклой форме при постоянной толщине лопатки в радиальном направлении реактивного двигателя, при этом упомянутый концевой участок лопатки имеет паз, который входит в зацепление с упомянутым прямолинейным выступом, который образован на одной концевой поверхности сопряжения любой одной из упомянутой пары отдельных частей, в любой одной поверхности сопряжения из поверхностей сопряжения упомянутой пары разделенных деталей, и содержит прямолинейный выступ, который входит в зацепление с упомянутым пазом, который образован в концевой поверхности сопряжения другой одной из упомянутой пары разделенных деталей, на другой поверхности сопряжения и в положении задней стороны упомянутого паза в любой одной поверхности сопряжения, и упомянутый концевой участок лопатки удерживается между упомянутой парой разделенных деталей соединительного опорного элемента, посредством усилия зажима, которое приложено к упомянутой паре разделенных деталей соединительного опорного элемента с обеих сторон в направлении по толщине лопатки.

[0011] Предпочтительно, адгезив помещен между упомянутой парой разделенных деталей соединительного опорного элемента и упомянутым концевым участком лопатки, удерживаемым между упомянутой парой разделенных деталей.

Упомянутая лопатка, предпочтительно, представляет собой лопатку статора реактивного двигателя.

[0012] Настоящее изобретение дополнительно предусматривает реактивный двигатель, содержащий вышеупомянутую присоединяющую лопатку конструкцию в сочетании с лопаткой, которая служит для присоединения лопатки к реактивному двигателю.

[0013] При этом упомянутая присоединяющая лопатку конструкция в сочетании с лопаткой в соответствии с настоящим изобретением может быть применена к: соединительной части между дистальным концевым участком направляющей лопатки, которая представляет собой лопатку статора реактивного двигателя, и основным корпусом двигателя; и аналогичным образом к соединительной части между проксимальным концевым участком направляющей лопатки и основным корпусом двигателя, и может быть также применена к: соединительной части между венцом (дистальным концевым участком) лопатки ротора реактивного двигателя и концевым обтекателем; и аналогичным образом к соединительной части между основанием (проксимальным концевым участком) лопатки ротора и валом. Отмечается, что упомянутый концевой обтекатель предусмотрен для венца лопатки ротора с целью предотвращения вибрации и улучшения аэродинамических характеристик, и вращается вместе с лопаткой ротора.

[0014] В упомянутой присоединяющей лопатку конструкции в сочетании с лопаткой в соответствии с настоящим изобретением, упомянутые прямолинейные выступы или пазы, образованные на концевой поверхности (поверхностях) сопряжения соединительного опорного элемента (пазы или прямолинейные выступы, образованные на поверхности (поверхностях) сопряжения концевого участка лопатки с соединительным опорным элементом) могут быть трапецеидальными, полукруглыми, треугольными и прямоугольными в поперечном сечении, но не ограничены этими формами.

[0015] Кроме того, в упомянутой присоединяющей лопатку конструкции в сочетании с лопаткой в соответствии с настоящим изобретением, примеры термореактивной смолы, которая может быть использована для образования лопатки, включают эпоксидную смолу, фенольную смолу и полиимидную смолу, а примеры термопластичной смолы, которая может быть использована для образования лопатки, аналогично включают полиэфиримид, полиэфирэфиркетон и полифениленсульфид. В таком случае примеры армирующего волокна, которое может быть использовано для образования лопатки, включают углеродное волокно, арамидное волокно и стекловолокно. Лопатка образована посредством, например, раскатывания композиционного материала из данных веществ, в направлении по толщине лопатки или трехмерного переплетения композиционного материала из упомянутых веществ. А для образования соединительного опорного элемента может быть использован металл, такой как алюминиевый сплав и титановый сплав.

[0016] В упомянутой присоединяющей лопатку конструкции в сочетании с лопаткой в соответствии с настоящим изобретением, вначале концевой участок лопатки, выполненный из композиционного материала, помещают между упомянутой парой разделенных деталей упомянутого соединительного опорного элемента, выполненного из металла. Затем паз, который образован в любой одной поверхности сопряжения с соединительным опорным элементом в упомянутом концевом участке лопатки, вводят в зацепление с прямолинейным выступом, который образован на любой одной концевой поверхности сопряжения упомянутого соединительного опорного элемента, а прямолинейный выступ, который образован на другой поверхности сопряжения с упомянутым соединительным опорным элементом в концевом участке лопатки, вводят в зацепление с пазом, который образован в другой концевой поверхности сопряжения упомянутого соединительного опорного элемента. В данном состоянии, например, усилие зажима, обеспечиваемое посредством болтов и гаек, прикладывается к упомянутой паре разделенных деталей соединительного опорного элемента с обеих сторон в направлении по толщине лопатки, в результате чего концевой участок лопатки удерживается между упомянутой парой разделенных деталей соединительного опорного элемента.

[0017] Таким образом, упомянутая присоединяющая лопатку конструкция в сочетании с лопаткой в соответствии с настоящим изобретением способна обеспечить высокую конструкционную прочность, в то же время обеспечивая уменьшение веса реактивного двигателя. Кроме того, поскольку прочность соединения представляет собой прочность механического соединения, технологический процесс для упомянутой соединительной части упрощен по сравнению с прочностью соединения, например, в случае использования только адгезива.

[0018] Кроме того, поскольку концевой участок лопатки размещается между парой разделенных деталей с обеих сторон в направлении по толщине лопатки, может быть предотвращен поворот концевого участка лопатки по сравнению, например, с тем случаем, когда концевой участок лопатки поддерживается посредством только одной из разделенных деталей. В результате может быть обеспечено прочное соединение.

[0019] Кроме того, во время сборки концевого участка лопатки и соединительного опорного элемента, паз и прямолинейный выступ в концевом участке лопатки вводят в зацепление с прямолинейным выступом и пазом в соединительном опорном элементе, в результате оба элемента совмещаются друг с другом. Соответственно данная сборочная операция упрощается.

[0020] Кроме того, концевой участок лопатки образован в вогнуто-выпуклой форме, при этом толщина лопатки сохраняется постоянной в радиальном направлении реактивного двигателя, то есть паз и прямолинейный выступ на концевом участке лопатки образованы посредством непрерывного волокна, и поэтому прочность может быть сохранена или улучшена без увеличения количества технологических этапов.

[0021] Кроме того, в упомянутой присоединяющей лопатку конструкции в сочетании с лопаткой в соответствии с настоящим изобретением, если разместить адгезив между парой разделенных деталей соединительного опорного элемента и концевым участком лопатки, удерживаемым между упомянутой парой разделенных деталей, то может быть достигнута более высокая конструкционная прочность, и если упомянутая лопатка представляет собой лопатку статора реактивного двигателя, например, направляющую лопатку, то обеспечивается требуемая функция управления потоком.

[0022] При этом, в концевом участке лопатки, паз и прямолинейный выступ могут быть образованы непрерывно на любой одной поверхности сопряжения из упомянутых поверхностей сопряжения с упомянутой парой разделенных деталей, и прямолинейный выступ и паз могут быть образованы непрерывно на другой поверхности сопряжения из упомянутых поверхностей сопряжения с упомянутой парой разделенных деталей и в соответствующих положениях сзади паза и прямолинейного выступа в любой одной поверхности сопряжения.

[0023] Кроме того, в концевом участке лопатки, два паза с промежутком между ними могут быть образованы, например, в любой одной поверхности сопряжения, в то же время два прямолинейных выступа могут быть образованы на другой поверхности сопряжения и в соответствующих положениях сзади двух пазов в любой одной поверхности сопряжения, и если использовать данные конфигурации, то конструкционная прочность увеличивается больше в соответствии со степенью увеличения площади сцепления.

[0024] При этом реактивный двигатель в соответствии с настоящим изобретением использует упомянутую присоединяющую лопатку конструкцию в сочетании с лопаткой в соответствии с настоящим изобретением, чтобы таким образом обеспечить не только уменьшение веса, но и повышение прочности.

Таким образом, согласно первому аспекту настоящего изобретения предусмотрена присоединяющая лопатку конструкция в сочетании с лопаткой реактивного двигателя, причем присоединяющая лопатку конструкция служит для присоединения лопатки к реактивному двигателю, причем лопатка выполнена из композиционного материала из термореактивной смолы или термопластичной смолы и армирующего волокна, причем упомянутая присоединяющая лопатку конструкция содержит соединительный опорный элемент выполненный из металла и включающий в себя первую разделенную деталь и вторую разделенную деталь, отделенные друг от друга, причем упомянутые первая и вторая разделенные детали соединены с концевым участком лопатки с обеих сторон в направлении по толщине лопатки, причем на концевой поверхности сопряжения упомянутой первой разделенной детали образован первый прямолинейный выступ в направлении по оси реактивного двигателя, а на концевой поверхности сопряжения второй разделенной детали образован первый паз в направлении по оси реактивного двигателя, обращенный к упомянутому первому прямолинейному выступу, причем упомянутый концевой участок лопатки образован в вогнуто-выпуклой форме при постоянной толщине лопатки в радиальном направлении реактивного двигателя, причем упомянутый концевой участок лопатки имеет второй паз, который входит в зацепление с упомянутым первым прямолинейным выступом, и имеет второй прямолинейный выступ, который входит в зацепление с упомянутым первым пазом, причем второй прямолинейный выступ образован в положении сзади упомянутого второго паза, и упомянутый концевой участок лопатки удерживается между упомянутыми первой и второй разделенными деталями посредством усилия зажима, которое приложено к первой и второй разделенным деталям с обеих сторон в направлении по толщине лопатки.

В варианте исполнения присоединяющая лопатку конструкция в сочетании с лопаткой содержит адгезив, помещенный между упомянутой первой и второй разделенными деталями и концевым участком лопатки, удерживаемым между упомянутыми первой и второй разделенными деталями.

В еще одном варианте исполнения упомянутая лопатка представляет собой лопатку статора реактивного двигателя.

Согласно второму аспекту настоящего изобретения предусмотрен реактивный двигатель, содержащий присоединяющую лопатку конструкцию в сочетании с лопаткой.

ПОЛЕЗНЫЕ ЭФФЕКТЫ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0025] Присоединяющая лопатку конструкция в сочетании с лопаткой в соответствии с настоящим изобретением обеспечивает высокую прочность конструкции, в то же время обеспечивая уменьшение веса реактивного двигателя.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0026]

Фиг. 1 представляет собой пояснительный вид с частичным разрезом передней верхней части реактивного двигателя, в которой применяется присоединяющая лопатку конструкция в сочетании с лопаткой в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 2 представляет собой пояснительный вид в разрезе соединительной части лопатки, причем на фиг. 2 подробно показана присоединяющая лопатку конструкция в сочетании с лопаткой, показанной на фиг. 1, если смотреть на реактивный двигатель с его передней стороны.

Фиг. 3 представляет собой увеличенный пояснительный вид в разрезе проксимального концевого участка лопатки соединительной части лопатки, показанной на фиг. 2.

Фиг. 4 представляет собой пояснительный вид сбоку соединительной части лопатки, причем на фиг. 4 подробно показана присоединяющая лопатку конструкция в сочетании с лопаткой, показанной на фиг. 1.

Фиг. 5 представляет собой пояснительный вид с частичным разрезом соединительной части между венцом лопатки ротора и концевым обтекателем, причем на фиг. 5 подробно показана присоединяющая лопатку конструкция в сочетании с лопаткой в соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения.

ВАРИАНТ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0027] Настоящее изобретение описано ниже со ссылкой на чертежи.

На фиг. 1-4 показан один вариант осуществления присоединяющей лопатку конструкции в сочетании с лопаткой в соответствии с настоящим изобретением, и соединительной части каждой направляющей лопатки в виде лопатки статора, составляющей реактивный двигатель, описан в качестве примера в данном варианте осуществления.

[0028] Как показано на фиг. 1, в реактивном двигателе 1 кольцевой основной проточный канал 4 образован на стороне центра вала внутреннего цилиндра 3 двигателя основного корпуса 2 двигателя, а перепускной проточный канал 6 образован между внутренней периферийной поверхностью корпуса 5 вентилятора и внешней периферийной поверхностью внутреннего цилиндра 3 двигателя, соответствующей внешней части основного корпуса 2 двигателя.

[0029] В передней части (на левой стороне фиг. 1) реактивного двигателя, диск 7 вентилятора установлен с возможностью вращения вокруг центра вала двигателя (не показанного) посредством подшипника 8. Диск 7 вентилятора выполнен за одно целое с ротором турбины низкого давления (не показанным), расположенным в задней части (на правой стороне фиг. 1) реактивного двигателя 1.

[0030] Кроме того, на внешней периферийной поверхности диска 7 вентилятора, множество лопаток 10 ротора расположены с регулярными интервалами в окружном направлении посредством установочных пазов 7а, и распорки 11, 11 размещены соответственно в передней части и задней части между каждой лопаткой 10 ротора и каждым установочным пазом 7а. Кольцевые фиксаторы 12, 13, которые поддерживают лопатки 10 ротора, соответственно установлены целиком в окружном направлении в передней части и задней части диска 7 вентилятора. Фиксатор 12 в передней части соединен в одно целое с передним конусом 14, а фиксатор 13 в задней части расположен коаксиально и соединен в одно целое с ротором 16 компрессора 15 низкого давления, который расположен рядом ниже по потоку от диска 7 вентилятора.

Отмечается, что концевые обтекатели для предотвращения вибрации и улучшения аэродинамических характеристик соединены соответственно между венцами множества лопаток 10 ротора, и на фиг. 1 концевые обтекатели не показаны.

[0031] То есть когда реактивный двигатель 1 приводят в действие, множество лопаток 10 ротора вращаются вместе с диском 7 вентилятора, в результате чего воздух может быть введен в основной проточный канал 4 и перепускной проточный канал 6.

[0032] Реактивный двигатель 1 включает в себя множество направляющих лопаток (лопаток статора) 20 в перепускном проточном канале 6. Упомянутое множество направляющих лопаток 20 размещены с регулярными интервалами вокруг внутреннего цилиндра 3 двигателя и регулируют закручивающийся поток воздуха, перемещающийся в перепускном проточном канале 6. В качестве составляющего материала каждой направляющей лопатки 20 используется композиционный материал, содержащий: термореактивную смолу (такую как эпоксидная смола, фенольная смола и полиимидная смола) или термопластичную смолу (такую как полиэфиримид, полиэфирэфиркетон и полифениленсульфид; и армирующее волокно (такое как углеродное волокно, арамидное волокно и стекловолокно). Направляющая лопатка 20 образована посредством, например, раскатывания составляющего материала в направлении по толщине лопатки или трехмерного переплетения составляющего материала.

[0033] Проксимальный концевой участок лопатки (концевой участок лопатки) 21 на стороне центра вала каждой направляющей лопатки 20 соединен с крепежным фланцем 31f рамы 31 вентилятора, расположенной на внутреннем цилиндре 3 двигателя, а дистальный концевой участок лопатки (концевой участок лопатки) 22 на стороне, удаленной от центра вала направляющей лопатки 20, соединен с крепежным фланцем 5f, расположенным на корпусе 5 вентилятора.

[0034] В этом случае, как показано на фиг. 2 и фиг. 4, соединительный опорный элемент 33, включающий в себя пару разделенных деталей 34, 34, отделенных друг от друга, расположен в соединительной части между проксимальным концевым участком 21 направляющей лопатки 20 и крепежным фланцем 31f, то есть соединительной части лопатки, и пара разделенных деталей 34, 34 соединены с проксимальным концевым участком 21 направляющей лопатки 20 с обеих сторон в направлении по толщине лопатки (направлении слева направо на фиг. 2). Каждая из разделенных деталей 34, 34 соединительного опорного элемента 33 выполнена из металла, такого как алюминиевый сплав и титановый сплав, и прикреплена к крепежному фланцу 31f при помощи болта 38 и гайки 39.

[0035] Противоположные стенки 35, обращенные друг к другу, образованы соответственно на упомянутой паре разделенных деталей 34, 34 соединительного опорного элемента 33, и упомянутые противоположные стенки 35, 35 соединены с проксимальным концевым участком 21 направляющей лопатки 20 с обеих сторон в направлении по толщине лопатки.

[0036] При этом, в разделенной детали 34 на левой стороне в соответствии с фиг. 2 из упомянутых двух разделенных деталей 34, 34, которые образуют соединительный опорный элемент 33, то есть в концевой поверхности 35а сопряжения противоположной стенки 35 в разделенной детали 34 на левой стороне в соответствии с фиг. 2 образован паз 35b, имеющий сечение трапецеидальной формы в направлении по оси двигателя, а в разделенной детали 34 на правой стороне в соответствии с фиг. 2 из упомянутых двух разделенных деталей 34, 34, то есть в концевой поверхности 35а сопряжения противоположной стенки 35 в разделенной детали 34, расположенной на правой стороне в соответствии с фиг. 2, образован прямолинейный выступ 35 с, имеющий сечение трапецеидальной формы, так, обращенный к упомянутому пазу 35b.

[0037] При этом, как показано также на фиг. 3, проксимальный концевой участок 21 направляющей лопатки 20 образован в вогнуто-выпуклой форме при постоянной толщине лопатки в радиальном направлении двигателя, и на поверхности 21а сопряжения на левой стороне в соответствии с фиг. 2 из поверхностей 21а, 21а сопряжения в проксимальном концевом участке 21 направляющей лопатки 20, образован прямолинейный выступ 21b, который сцепляется с пазом 35b, который образован в концевой поверхности 35а сопряжения в разделенной детали 34 на левой стороне в соответствии с фиг. 2, и паз 21с, который сцепляется с прямолинейным выступом 35с, который образован на концевой поверхности 35а сопряжения в разделенной детали 34 на правой стороне в соответствии с фиг. 2, образован на поверхности 21а сопряжения на правой стороне в соответствии с фиг. 2 из поверхностей 21а, 21а сопряжения и в положении сзади прямолинейного выступа 21b в поверхности 21а сопряжения на левой стороне в соответствии с фиг. 2.

[0038] В таком случае, в данном варианте осуществления, проксимальный концевой участок 21 направляющей лопатки 20 удерживается между соответствующими противоположными стенками 35, 35 упомянутой пары разделенных деталей 34, 34 посредством усилия зажима, которое прикладывается посредством болта 36 и гайки 37 к упомянутой паре разделенных деталей 34, 34 соединительного опорного элемента 33 с обеих сторон в направлении по толщине лопатки.

[0039] Кроме того, в данном варианте осуществления, адгезив помещают между соответствующими противоположными стенками 35, 35 упомянутой пары разделенных деталей 34, 34 соединительного опорного элемента 33 и проксимальным концевым участком 21 направляющей лопатки 20, удерживаемым между противоположными стенками 35, 35.

[0040] При этом соединительный опорный элемент 53, включающий в себя пару разделенных деталей 54, 54, отделенных друг от друга, размещают также в соединительной части между дистальным концевым участком 22 направляющей лопатки 20 и крепежным фланцем 5f, то есть соединительной части лопатки, и пара разделенных деталей 54, 54 соединяются с дистальным концевым участком 22 направляющей лопатки 20 с обеих сторон в направлении по толщине лопатки (направлении слева направо на фиг. 2). Каждая из разделенных деталей 54, 54 соединительного опорного элемента 53 выполнена из металла, такого как алюминиевый сплав и титановый сплав, и прикреплена к крепежному фланцу 5f при помощи болта 38 и гайки 39.

[0041] Противоположные стенки 55, 55, обращенные друг к другу, соответственно образованы также на паре разделенных деталей 54, 54 соединительного опорного элемента 53, и упомянутые противоположные стенки 55, 55 соединяются с дистальным концевым участком 22 направляющей лопатки 20 с обеих сторон в направлении по толщине лопатки.

[0042] Кроме того, в данной соединительной части лопатки, в разделенной детали 54 на левой стороне в соответствии с фиг. 2 из двух разделенных деталей 54, 54, которые образуют соединительный опорный элемент 53, то есть в концевой поверхности 55а сопряжения противоположной стенки 55 в разделенной детали 54 на левой стороне в соответствии с фиг. 2, образован паз 55b, имеющий сечение трапецеидальной формы в направлении по оси двигателя, а в разделенной детали 54 на правой стороне в соответствии с фиг. 2 из двух разделенных деталей 54, 54, то есть в концевой поверхности 55а сопряжения противоположной стенки 55 в разделенной детали 54 на правой стороне в соответствии с фиг. 2, образован прямолинейный выступ 55с, имеющий сечение трапецеидальной формы, так, обращенный к упомянутому пазу 55b.

[0043] При этом дистальный концевой участок 22 направляющей лопатки 20 образован в вогнуто-выпуклой форме при постоянной толщине лопатке в радиальном направлении двигателя, и на поверхности 22а сопряжения на левой стороне в соответствии с фиг. 2 из поверхностей 22а и 22а сопряжения в дистальном концевом участке 22 направляющей лопатки 20, образован прямолинейный выступ 22b, который сцепляется с пазом 55b, который образован в поверхности 55а сопряжения с концевым участком в разделенной детали 54 на левой стороне в соответствии с фиг. 2, и паз 22с, который сцепляется с прямолинейным выступом 55с, который образован на поверхности 55а сопряжения с концевым участком в разделенной детали 54 на правой стороне в соответствии с фиг. 2, образован на поверхности 22а сопряжения на правой стороне в соответствии с фиг. 2 из поверхностей 22а, 22а сопряжения, и в положении сзади прямолинейного выступа 22b в поверхности 22а сопряжения на левой стороне в соответствии с фиг. 2.

[0044] В таком случае дистальный концевой участок 22 направляющей лопатки 20 удерживается между соответствующими противоположными стенками 55, 55 пары разделенных деталей 54, 54 посредством усилия зажима, которое прикладывается посредством болта 56 и гайки 57 к упомянутой паре разделенных деталей 54, 54 соединительного опорного элемента 53 с обеих сторон в направлении по толщине лопатки.

[0045] Кроме того, также в данной соединительной части лопатки, адгезив помещен между соответствующими противоположными стенками 55, 55 упомянутой пары разделенных деталей 54, 54 соединительного опорного элемента 53 и дистальным концевым участком 22 направляющей лопатки 20, удерживаемым между противоположными стенками 55, 55.

[0046] Как было описано выше, в присоединяющей лопатку конструкции в сочетании с лопаткой в соответствии с данным вариантом осуществления, вначале проксимальный концевой участок 21 каждой направляющей лопатки 20, выполненной из композиционного материала, помещают между соответствующими противоположными стенками 35, 35 упомянутой пары разделенных деталей 34, 34 соединительного опорного элемента 33, выполненного из металла.

[0047] Затем прямолинейный выступ 21b, образованный на поверхности 21а сопряжения на левой стороне в соответствии с фиг. 2 проксимального концевого участка 21 лопатки, вводят в зацепление с пазом 35b, образованным на поверхности 35а сопряжения на левой стороне в соответствии с фиг. 2 соединительного опорного элемента 33, а паз 21с, образованный на поверхности 21а сопряжения на правой стороне в соответствии с фиг. 2 проксимального концевого участка 21 лопатки вводят в зацепление с прямолинейным выступом 35с, образованным на поверхности 35а сопряжения на правой стороне в соответствии с фиг. 2 соединительного опорного элемента 33.

[0048] В данном состоянии, усилие зажима, обеспечиваемое посредством болтов 36 и гаек 37, прикладывается к паре разделенных деталей 34, 34 соединительного опорного элемента 33 с обеих сторон в направлении по толщине лопатки, в результате чего проксимальный концевой участок 21 лопатки удерживается между соответствующими противоположными стенками 35, 35 пары разделенных деталей 34, 34.

[0049] Аналогичным образом, дистальный концевой участок 22 каждой направляющей лопатки 20 размещают между соответствующими противоположными стенками 55, 55 пары разделенных деталей 54, 54 соединительного опорного элемента 53, выполненного из металла. Затем прямолинейный выступ 22b, образованный на поверхности 22а сопряжения на левой стороне в соответствии с фиг. 2 дистального концевого участка 22 лопатки, вводят в зацепление с пазом 55b, образованным на поверхности 55а сопряжения на левой стороне в соответствии с фиг. 2 соединительного опорного элемента 53, а паз 22с, образованный на поверхности 22а сопряжения на правой стороне в соответствии с фиг. 2 дистального концевого участка 22 лопатки, вводят в зацепление с прямолинейным выступом 55с, образованным на поверхности 55а сопряжения на правой стороне в соответствии с фиг. 2 соединительного опорного элемента 53. В данном состоянии, усилие зажима, обеспечиваемое посредством болтов 56 и гаек 57, прикладывается к паре разделенных деталей 54, 54 соединительного опорного элемента 53 с обеих сторон в направлении по толщине лопатки, в результате чего дистальный концевой участок 22 лопатки удерживается между соответствующими противоположными стенками 55, 55 пары разделенных деталей 54, 54.

[0050] Таким образом, упомянутая присоединяющая лопатку конструкция в сочетании с лопаткой в соответствии с данным вариантом осуществления способно обеспечить высокую конструкционную прочность, в то же время обеспечивая уменьшение веса реактивного двигателя 1. Кроме того, поскольку упомянутая прочность соединения представляет собой прочность механического соединения, технологический процесс для упомянутой соединительной части упрощен по сравнению с прочностью соединения в случае, например, использования только адгезива.

[0051] Кроме того, поскольку проксимальный концевой участок 21 лопатки (дистальный концевой участок 22 лопатки) размещается между соответствующими противоположными стенками 35, 35 (55, 55) пары разделенных деталей 34, 34 (54, 54) с обеих сторон в направлении по толщине лопатки, поворот проксимального концевого участка 21 лопатки (дистального концевого участка 22 лопатки) может быть предотвращен по сравнению, например, с тем случаем, когда проксимальный концевой участок 21 лопатки (дистальный концевой участок 22 лопатки) поддерживается посредством стенки с одной стороны. В результате может быть обеспечено прочное соединение.

[0052] Кроме того, во время соединения проксимального концевого участка 21 лопатки (дистального концевого участка 22 лопатки) с соединительным опорным элементом 33 (53), паз 21с (22с) и прямолинейный выступ 21b (22b) проксимального концевого участка 21 лопатки (дистального концевого участка 22 лопатки) соответственно вводят в зацепление с прямолинейным выступом 35 с (55с) и пазом 35b (55b) соединительного опорного элемента 33 (53), в результате чего оба элемента совмещаются друг с другом. Таким образом, данная сборочная операция упрощается.

[0053] Кроме того, проксимальный концевой участок 21 лопатки (дистальный концевой участок 22 лопатки) образован в вогнуто-выпуклой форме при сохранении постоянной толщины лопатки в радиальном направлении двигателя, то есть паз 21 с (22с) и прямолинейный выступ 21b (22b) на стороне проксимального концевого участка 21 лопатки (дистального концевого участка 22 лопатки) образованы посредством непрерывного волокна и, следовательно, прочность может быть сохранена или улучшена без увеличения количества технологических этапов.

[0054] Кроме того, в упомянутой присоединяющей лопатку конструкции в сочетании с лопаткой в соответствии с данным вариантом осуществления, адгезив помещается между соответствующими противоположными стенками 35, 35 (55, 55) пары разделенных деталей 34, 34 (54, 54) соединительного опорного элемента 33 (53) и проксимальным концевым участком 21 (дистальным концевым участком 22) направляющей лопатки 20, удерживаемым между противоположными стенками 35, 35 (55, 55), и поэтому может быть достигнута более высокая конструкционная прочность. В данном варианте осуществления, упомянутая лопатка представляет собой направляющую лопатку 20 в виде лопатки статора реактивного двигателя 1, и таким образом обеспечивается основная функция управления потоком направляющей лопатки 20.

[0055] В таком случае, реактивный двигатель в соответствии с данным вариантом осуществления использует вышеупомянутую присоединяющую лопатку конструкцию в сочетании с лопаткой и таким образом достигает не только уменьшения веса, но и увеличения прочности.

[0056] В вышеупомянутых вариантах осуществления, приведено описание примерного варианта, в котором упомянутая присоединяющая лопатку конструкция в сочетании с лопаткой в соответствии с настоящим изобретением применяется к соединительной части каждой направляющей лопатки в виде лопатки статора реактивного двигателя, однако настоящее изобретение этим не ограничено. Например, как показано на фиг. 5, присоединяющая лопатку конструкция в сочетании с лопаткой и в соответствии с настоящим изобретением может быть также применена к соединительной части между: венцом (дистальным концевым участком) 62 каждой лопатки 60 ротора реактивного двигателя и концевым обтекателем 85, который предусмотрен для венца 62 с целью предотвращения вибрации и улучшения аэродинамических характеристик и вращается вместе с лопаткой 60 ротора.

[0057] То есть в данном варианте осуществления, в поверхности 75а сопряжения на левой стороне в соответствии с фиг. 5 из соответствующих поверхностей 75а, 75а сопряжения в паре разделенных деталей 74, 74 соединительного опорного элемента 73 образован паз 75b, имеющий сечение трапецеидальной формы, а на поверхности 75а сопряжения на правой стороне в соответствии с фиг. 5 из соответствующих поверхностей 75а, 75а сопряжения образован прямолинейный выступ 7 5 с, обращенный к упомянутому пазу 75b.

[0058] При этом, венец 62 лопатки 60 ротора образован в вогнуто-выпуклой форме, и на поверхности 62а сопряжения на левой стороне в соответствии с фиг. 5 из поверхностей 62а, 62а сопряжения в венце 62 лопатки 60 ротора образован прямолинейный выступ 62b, который зацепляется с пазом 75b, который образован в поверхности 75а сопряжения в разделенной деталей 74 на левой стороне в соответствии с фиг. 5, и образован паз 62с, который сцепляется с прямолинейным выступом 75с, который образован на поверхности 75а сопряжения на разделенной детали 74 на правой стороне в соответствии с фиг. 5 на поверхности 62а сопряжения на правой стороне в соответствии с фиг. 5 из поверхностей 62а, 62а сопряжения.

[0059] Таким образом, упомянутая присоединяющая лопатку конструкция в сочетании с лопаткой в соответствии с вышеупомянутым вариантом осуществления также способна обеспечить более высокую конструкционную прочность, в то же время обеспечивая уменьшение веса реактивного двигателя.

[0060] Хотя в соответствующих вариантах осуществления, описанных выше, прямолинейные выступы 21b, 22b, 62b и пазы 21с, 22с, 62с на стороне концевого участка лопатки и пазы 35b, 55b, 75b и прямолинейные выступы 35с, 55с, 75с на стороне соединительного опорного элемента все выполнены в трапецеидальной форме в сечении, настоящее изобретение не ограничено данной формой, и могут быть использованы прямолинейные выступы и пазы, которые имеют сечения полукруглой, треугольной или прямоугольной формы, в качестве упомянутых прямолинейных выступов и пазов.

[0061] Кроме того, хотя соответствующие варианты осуществления, описанные выше, каждый образует конфигурацию, в которой на стороне концевого участка лопатки расположен один каждый из линейных выступов 21b, 22b, 62b и пазов 21с, 22с, 62с, а на стороне на стороне соединительного опорного элемента - один каждый из пазов 35b, 55b, 75b и прямолинейных выступов 35с, 55с, 75с, настоящее изобретение этим не ограничено.

[0062] Конфигурации упомянутой присоединяющая лопатку конструкция в сочетании с лопаткой и реактивного двигателя в соответствии с настоящим изобретением не ограничены вышеупомянутыми вариантами осуществления.

ОБЪЯСНЕНИЕ ССЫЛОЧНЫХ ПОЗИЦИЙ

[0063]

1 Реактивный двигатель

20 Направляющая лопатка (неподвижная лопатка)

21 Проксимальный концевой участок лопатки (концевой участок лопатки)

21а, 22а, 62а Поверхность сопряжения

21b, 22b, 62b Прямолинейный выступ

21с, 22с, 62с Паз

22 Дистальный концевой участок лопатки (концевой участок лопатки)

33, 53, 73 Соединительный опорный элемент

34, 54, 74 Пара разделенных деталей

35а, 55а, 75а Концевая поверхность сопряжения

35b, 55b, 75b Паз

35с, 55с, 75с Прямолинейный выступ

36 Болт

37 Гайка

60 Лопатка ротора

62 Венец (дистальный концевой участок лопатки)

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.

1. Присоединяющая лопатку конструкция в сочетании с лопаткой реактивного двигателя, предназначенная для присоединения лопатки к реактивному двигателю, причем лопатка выполнена из композиционного материала из термореактивной смолы или термопластичной смолы и армирующего волокна,
причем упомянутая присоединяющая лопатку конструкция содержит соединительный опорный элемент, выполненный из металла и включающий в себя первую разделенную деталь и вторую разделенную деталь, отделенные друг от друга, причем упомянутые первая и вторая разделенные детали соединены с концевым участком лопатки с обеих сторон в направлении по толщине лопатки,
на концевой поверхности сопряжения упомянутой первой разделенной детали образован первый прямолинейный выступ в направлении по оси реактивного двигателя, а на концевой поверхности сопряжения второй разделенной детали образован первый паз в направлении по оси реактивного двигателя, обращенный к упомянутому первому прямолинейному выступу,
упомянутый концевой участок лопатки образован в вогнуто-выпуклой форме при постоянной толщине лопатки в радиальном направлении реактивного двигателя, причем упомянутый концевой участок лопатки имеет второй паз, который входит в зацепление с упомянутым первым прямолинейным выступом, и имеет второй прямолинейный выступ, который входит в зацепление с упомянутым первым пазом, причем второй прямолинейный выступ образован в положении сзади упомянутого второго паза, и
упомянутый концевой участок лопатки удерживается между упомянутыми первой и второй разделенными деталями посредством усилия зажима, которое приложено к первой и второй разделенным деталям с обеих сторон в направлении по толщине лопатки.

2. Присоединяющая лопатку конструкция в сочетании с лопаткой по п. 1, содержащая адгезив, помещенный между упомянутой первой и второй разделенными деталями и концевым участком лопатки, удерживаемым между упомянутыми первой и второй разделенными деталями.

3. Присоединяющая лопатку конструкция в сочетании с лопаткой по п. 1 или 2, причем упомянутая лопатка представляет собой лопатку статора реактивного двигателя.

4. Реактивный двигатель, содержащий присоединяющую лопатку конструкцию в сочетании с лопаткой по любому из пп. 1-3.