DE102014226689A1 - Rotor blade of an axial flow machine - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Rotor-Schaufelblatt (1) einer Axialströmungsmaschine, das eine Vorderkante (11), eine Hinterkante (12), eine Druckseite (13) und eine Saugseite (14) aufweist. Es ist vorgesehen, dass die Vorderkante (11) des Schaufelblattes (1) in axialer Richtung von vorne betrachtet S-förmig ausgebildet ist.The invention relates to a rotor blade (1) of an axial flow machine, which has a front edge (11), a trailing edge (12), a pressure side (13) and a suction side (14). It is envisaged that the front edge (11) of the airfoil (1) in the axial direction is S-shaped viewed from the front.

Description

Die Erfindung betrifft ein Rotor-Schaufelblatt einer Axialströmungsmaschine. The invention relates to a rotor blade of an axial flow machine.

Zur Begrenzung des Risswachstums in einem Werkstoff ist es grundsätzlich anzustreben, Druckeigenspannungen in den Werkstoff einzubringen. Dies gilt auch für die Schaufelblätter des Rotors einer Axialströmungsmaschine, bei denen Risse beispielsweise durch Fremdkörper, die auf die Schaufeloberfläche prallen, entstehen können. To limit the crack growth in a material, it is always desirable to introduce internal compressive stresses into the material. This also applies to the blades of the rotor of an axial flow machine, in which cracks can occur, for example, due to foreign objects which impinge on the blade surface.

Um die Robustheit eines Schaufelblattes gegenüber solchen Fremdkörpern zu verbessern, ist es bekannt, Druckeigenspannungen durch externe Maßnahmen wie z. B. Kugelstrahlen oder Festwalzen einzubringen. Beim Kugelstrahlen beispielsweise werden kleine Kugeln, Sandpartikel oder dergleichen mit hoher Geschwindigkeit auf die Oberfläche des Werkstücks aufgebracht, wobei die Oberfläche plastisch verformt und dadurch Druckeigenspannungen erzeugt werden. Nachteilig wird dabei auch die Oberflächenrauheit erhöht. In order to improve the robustness of an airfoil against such foreign bodies, it is known to compress residual stresses by external measures such. B. Shot peening or deep rolling. In shot peening, for example, small balls, sand particles or the like are applied to the surface of the workpiece at high speed, plastically deforming the surface and thereby generating residual compressive stresses. The disadvantage is also the surface roughness increases.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Rotor-Schaufelblatt einer Axialströmungsmaschine bereitzustellen, das in einfacher Weise eine Robustheit gegen durch Fremdkörper erzeugte Schäden bereitstellt. It is an object of the present invention to provide a rotor blade of an axial flow machine which readily provides robustness against foreign body generated damage.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Rotor-Schaufelblatt mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. This object is achieved by a rotor blade with the features of claim 1. Embodiments of the invention are specified in the subclaims.

Danach sieht die erfindungsgemäße Lösung vor, dass die Vorderkante des Schaufelblattes in axialer Richtung von vorne betrachtet S-förmig ausgebildet ist. Es hat sich durch Versuche überraschend ergeben, dass mittels einer solchen Formgebung des Schaufelblattes Druckeigenspannungen in das Schaufelblatt eingebracht werden können. Diese Druckeigenspannungen werden dabei nicht wie beim Stand der Technik durch externe Maßnahmen bereitgestellt, sondern automatisch beim Betrieb der Schaufel induziert. So richtet sich die Schaufel im Betrieb, d. h. beim Rotieren um eine Drehachse, aufgrund der auf die Schaufel dann wirkenden Fliehkräfte auf. Dieses Aufrichten der Schaufel bei Rotation führt bei der erfindungsgemäßen Schaufelgeometrie zur Erzeugung der gewünschten Druckeigenspannungen. Thereafter, the solution according to the invention provides that the front edge of the airfoil is viewed in the axial direction viewed from the front S-shaped. It has surprisingly been found by experiments that by means of such a shaping of the airfoil compressive residual stresses can be introduced into the airfoil. These compressive stresses are not provided by external measures as in the prior art, but automatically induced during operation of the blade. Thus, the blade is in operation, d. H. when rotating about an axis of rotation, due to the centrifugal forces acting on the blade. This raising of the blade during rotation results in the blade geometry according to the invention for generating the desired residual compressive stresses.

Die erfindungsgemäße Lösung beruht somit auf dem Gedanken, durch eine bestimmte Formgebung des Rotor-Schaufelblattes Druckeigenspannungen in das Schaufelblatt einzubringen. The solution according to the invention is thus based on the idea of introducing compressive residual stresses into the airfoil by means of a specific shaping of the rotor airfoil.

Die gewünschten Druckeigenspannungen werden bei der erfindungsgemäßen Lösung insbesondere im Bereich der Vorderkante, angrenzend an die Vorderkante und/oder im Bereich der Druckseite in das Rotor-Schaufelblatt eingebracht, was als vorteilhaft anzusehen ist, da im Fall von Fremdkörpern die Schaufelvorderkante und die Druckseite im besonderen Maße gefährdet sind, durch die Fremdkörper beschädigt zu werden. The desired residual compressive stresses are introduced in the solution according to the invention, in particular in the region of the front edge, adjacent to the leading edge and / or in the region of the pressure side in the rotor blade, which is to be regarded as advantageous, since in the case of foreign bodies, the blade leading edge and the pressure side in particular Dimensions are at risk of being damaged by the foreign body.

Gleichzeitig wird darauf hingewiesen, dass die erfindungsgemäße Formgebung der Vorderkante des Schaufelblattes und die dadurch bereitgestellten Druckeigenspannungen es nicht ausschließen, zusätzlich durch externe Maßnahmen wie z. B. Kugelstrahlen in weitergehendem Maße Druckeigenspannungen in die Schaufel einzubringen. At the same time it should be noted that the inventive shape of the leading edge of the airfoil and the compressive residual stresses provided thereby do not preclude it, in addition by external measures such. B. Shot blasting to a greater extent to introduce residual compressive stresses in the blade.

Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Vorderkante des Schaufelblattes in axialer Richtung von vorne betrachtet derart S-förmig ausgebildet ist, dass sie in einem radial oberen Bereich zur Druckseite konvex gewölbt und in einem radial unteren Bereich zur Druckseite konkav gewölbt ist. Die Verhältnisse können alternativ auch umgekehrt ausgebildet sein, für welchen Fall die Vorderkante in einem radial oberen Bereich zur Druckseite konkav gewölbt und in einem radial unteren Bereich zur Druckseite konvex gewölbt ist. In der alternativen Ausgestaltung ist das „S“ somit spiegelverkehrt ausgebildet. Auch dies soll unter dem Begriff „S-förmig“ verstanden werden. According to one embodiment of the invention, it is provided that the front edge of the airfoil in the axial direction viewed from the front is S-shaped, that it is convexly curved in a radially upper region to the pressure side and concavely curved in a radially lower region to the pressure side. Alternatively, the conditions may be reversed, for which case the leading edge is concavely curved in a radially upper region to the pressure side and convexly curved in a radially lower region to the pressure side. In the alternative embodiment, the "S" is thus mirror-inverted. Again, this is to be understood by the term "S-shaped".

Im Übergangsbereich zwischen dem konvex gewölbten Bereich und dem konkav gewölbten Bereich der Vorderseite befindet sich notwendigerweise ein Wendepunkt, in dem die Vorderkante ihr Krümmungsverhalten ändert. Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass sich der Wendepunkt in einer Schaufelblatthöhe befindet, die unterhalb 50 % der Höhe des Schaufelblattes, insbesondere in einem Bereich zwischen 30 % und 50 % der Höhe des Schaufelblattes befindet. Der Wendepunkt befindet sich mit anderen Worten in der unteren Hälfte der Vorderkante des Schaufelblattes. In the transition region between the convexly curved area and the concave area of the front side is necessarily a turning point, in which the leading edge changes its curvature behavior. According to one embodiment of the invention, it is provided that the turning point is located in a blade blade height, which is below 50% of the height of the airfoil, in particular in a range between 30% and 50% of the height of the airfoil. The turning point is in other words in the lower half of the leading edge of the airfoil.

Die Begriffe „unten“ und „oben“ beziehen sich dabei auf die Drehachse, um die das Rotor-Schaufelblatt im Betrieb des Rotors rotiert, oder eine vergleichbare Referenzachse. The terms "bottom" and "top" refer to the axis of rotation about which the rotor blade rotates during operation of the rotor, or a comparable reference axis.

Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung wird die Vorderkante des Schaufelblattes eingebettet in ein zylindrisches Koordinatensystem betrachtet, das die Koordinaten x, r und θ enthält, wobei x die axiale Richtung, r die radiale Richtung und θ den Winkel in Umfangsrichtung angeben. Der Winkel θ verläuft dabei an der Vorderkante in Abhängigkeit vom Radius S-förmig. According to one embodiment of the invention, the leading edge of the airfoil is considered embedded in a cylindrical coordinate system containing the coordinates x, r and θ, where x indicates the axial direction, r the radial direction and θ the circumferential direction. The angle θ in this case runs on the front edge as a function of the radius S-shaped.

Die axiale Richtung entspricht dabei der Rotationsachse, um die das Rotor-Schaufelblatt im Betrieb der Axialströmungsmaschine, in der das Rotor-Schaufelblatt angeordnet ist, rotiert. Die axiale Richtung ist dabei gleich oder im Wesentlichen gleich der Richtung, in der das Rotor-Schaufelblatt mit Gas umströmt wird. Die radiale Richtung gibt den Abstand zur x-Achse an und erstreckt sich ausgehend x-Achse radial nach außen. Der Winkel θ gibt einen Winkel in Umfangsrichtung gegenüber einer ausgezeichneten Richtung an. Dies entspricht der üblichen Definition eines zylindrischen Koordinatensystems. The axial direction corresponds to the axis of rotation about which the rotor blade blade rotates during operation of the axial flow machine in which the rotor blade is arranged. The axial direction is equal to or substantially equal to the direction in which gas is flowed around the rotor blade. The radial direction indicates the distance to the x-axis and extends radially outward from the x-axis. The angle θ indicates an angle in the circumferential direction against an excellent direction. This corresponds to the usual definition of a cylindrical coordinate system.

Der Wert der Koordinate r gibt dabei im Bereich des Schaufelblattes dessen Höhe an, so dass jeder Punkt auf der Vorderkante des Schaufelblattes einen anderen Radius r aufweist. The value of the coordinate r indicates its height in the region of the blade, so that each point on the front edge of the blade has a different radius r.

Es wird darauf hingewiesen, dass die x-Achse nicht notwendigerweise mit der Rotationsachse des Rotor-Schaufelblattes zusammenfallen muss. Beispielsweise kann alternativ vorgesehen sein, dass die x-Achse in den Bereich des Schaufelfußes gelegt wird, so dass die Werte für r mit der tatsächlichen Höhe der Schaufelblätter übereinstimmen, oder dass die x-Achse in die Mitte des Strömungskanals gelegt wird, in dem die Schaufelblätter rotieren. It should be noted that the x-axis does not necessarily coincide with the axis of rotation of the rotor airfoil. For example, it may alternatively be provided that the x-axis is placed in the area of the blade root, so that the values for r coincide with the actual height of the blades, or that the x-axis is placed in the middle of the flow channel, in which the Rotate blades.

Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass ein lokaler Extremwert des Winkels θ zur Saugseite hin im Bereich zwischen 15 % und 40 % der Höhe des Schaufelblattes vorliegt. Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, dass ein lokaler Extremwert des Winkels θ zur Druckseite hin im Bereich zwischen 50 % und 90 % der Höhe des Schaufelblattes zur Druckseite vorliegt. Ein lokaler Extremwert ist dabei ein Maximum oder ein Minimum. Sofern der Winkel im Uhrzeigersinn als positiv definiert wird, wobei die Betrachtungsrichtung in axialer Richtung von vorne auf die Vorderkante der Schaufel verläuft, liegt beispielsweise ein lokales Maximum des Winkels θ zur Saugseite hin im Bereich zwischen 15 % und 40 % der Höhe des Schaufelblattes und/oder liegt ein lokales Minimum des Winkels θ zur Druckseite hin im Bereich zwischen 50 % und 90 % der Höhe des Schaufelblattes vor. According to one embodiment of the invention, it is provided that a local extreme value of the angle θ to the suction side is present in the range between 15% and 40% of the height of the airfoil. A further embodiment provides that a local extreme value of the angle θ to the pressure side is present in the range between 50% and 90% of the height of the airfoil to the pressure side. A local extreme value is a maximum or a minimum. If the angle is defined as positive in the clockwise direction, with the viewing direction in the axial direction from the front to the front edge of the blade, for example, a local maximum of the angle θ to the suction side is in the range between 15% and 40% of the height of the airfoil and / or is there a local minimum of the angle θ to the pressure side in the range between 50% and 90% of the height of the airfoil.

Die formbedingte Einbringung von Druckeigenspannungen in ein Rotor-Schaufelblatt wird gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung zusätzlich durch einen weiteren Parameter beeinflusst. Hierbei wird wieder ein zylindrisches Koordinatensystem mit den Koordinaten x, r und θ betrachtet. Der weitere Parameter ist der Winkel θ, nunmehr jedoch bezogen nicht auf die Schaufelvorderkante, sondern auf den Schwerpunkt von Profilschnitten des Schaufelblattes. Dieser Winkel nimmt in einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung mit zunehmendem Radius kontinuierlich zu oder ab. Dabei ist beispielsweise angenommen, dass der Winkel im Uhrzeigersinn als positiv definiert ist, wobei die Betrachtungsrichtung in axialer Richtung von vorne auf die Vorderkante der Schaufel verläuft. The form-related introduction of internal compressive stresses in a rotor blade is additionally influenced by a further parameter according to a further embodiment of the invention. Here again a cylindrical coordinate system with the coordinates x, r and θ is considered. The other parameter is the angle θ, but now based not on the blade leading edge, but on the center of gravity of profile sections of the airfoil. In an advantageous embodiment of the invention, this angle continuously increases or decreases with increasing radius. It is assumed, for example, that the angle is defined as positive in the clockwise direction, the viewing direction extending in the axial direction from the front to the front edge of the blade.

Zu dieser Ausgestaltung wird darauf hingewiesen, dass das Schaufelblatt in Profilschnitte unterteilt werden kann, wobei jeder Profilschnitt ein Profil bei einer definierten radialen Höhe r angibt. Über eine Vielzahl von Profilschnitten, die jeweils einen definierten radialen Abstand Δr aufweisen, kann das Profil insgesamt in seiner dreidimensionalen Form definiert werden. For this embodiment, it is pointed out that the airfoil can be divided into profile sections, each profile section indicating a profile at a defined radial height r. Through a plurality of profile sections, each having a defined radial distance Δr, the profile can be defined in its entirety in its three-dimensional form.

Es hat sich gezeigt, dass bei Betrachtung des Schwerpunktes einzelner Profilschnitte des Schaufelblattes es die Erzeugung von Druckeigenspannungen im Schaufelblatt verstärkt, wenn der Winkel θ bezogen auf den jeweiligen Profilschwerpunkt mit zunehmendem Radius kontinuierlich ansteigt oder abnimmt. Es wird also jeweils der Flächenschwerpunkt der einzelnen Profile betrachtet. Anschaulich bedeutet dieses Merkmal, dass die Verdrehung der Schaufel in radialer Richtung um die Rotationsachse kontinuierlich zu- oder abnimmt. It has been found that, when considering the center of gravity of individual profile sections of the airfoil, it increases the generation of residual compressive stresses in the airfoil when the angle θ increases or decreases continuously with increasing radius with respect to the respective profile center of gravity. It is therefore considered in each case the centroid of the individual profiles. Illustratively, this feature means that the rotation of the blade increases or decreases continuously in the radial direction about the axis of rotation.

Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der Verlauf des Winkels θ bezogen auf den Flächenschwerpunkt der Profilschnitte des Schaufelblattes mit zunehmendem Radius keine Wendepunkte aufweist und im oberen Bereich des Schaufelblattes ein Maximum annimmt. In particular, it can be provided that the profile of the angle θ with respect to the centroid of the profile sections of the airfoil has no inflection points with increasing radius and assumes a maximum in the upper region of the airfoil.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist eine S-Form nicht nur an der Vorderkante des Schaufelblattes, sondern auch an deren Hinterkante ausgebildet, so dass die Hinterkante des Schaufelblattes in axialer Richtung von hinten betrachtet (entgegen der x-Richtung) ebenfalls S-förmig ausgebildet ist. Hierdurch ist es möglich, zusätzlich Druckeigenspannungen in das Schaufelblatt einzubringen, wenn sich dieses durch die Fliehkraft während der Rotation der Schaufel aufrichtet und aufdreht. According to a further embodiment of the invention, an S-shape is formed not only at the leading edge of the airfoil, but also at its trailing edge, so that the trailing edge of the airfoil viewed in the axial direction from the rear (opposite to the x-direction) also formed S-shaped is. This makes it possible to additionally introduce residual compressive stresses in the airfoil when it rises and revolves by the centrifugal force during rotation of the blade.

Dabei ist in einer Ausgestaltung vorgesehen, dass die Hinterkante des Schaufelblattes in axialer Richtung von hinten betrachtet derart S-förmig ausgebildet ist, dass sie in einem radial oberen Bereich zur Druckseite konvex gewölbt und eine einem radial unteren Bereich zur Druckseite konkav gewölbt ist, oder umgekehrt. It is provided in one embodiment that the trailing edge of the airfoil in the axial direction viewed from behind is S-shaped, that it convexly curved in a radially upper region to the pressure side and a radially lower portion is curved concave to the pressure side, or vice versa ,

Ein Rotor, der eine Mehrzahl von erfindungsgemäßen Rotor-Schaufelblättern aufweist, ist in einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung in integrierter Bauweise ausgeführt. Eine integrierte Bauweise umfasst insbesondere eine BLISK-Bauweise (BLISK = „blade integrated disc“), d. h. eine Bauweise, bei der die einzelnen Rotor-Schaufelblätter einstückig mit der Scheibe, an der sie angeordnet sind, ausgebildet sind. Eine weitere integrierte Bauweise ist die BLING-Bauweise (BLING = „bladed ring“) d. h. eine Bauweise für die Herstellung integral beschaufelter Ringe. Da bei integrierter Bauweise einzelne beschädigte Schaufeln nicht ersetzt werden können, ist die Reparatur eines in integrierter Bauweise hergestellten Rotors aufwendig und teuer. Daher ist die vorliegende Erfindung, die Risse und dergleichen in ihrem Wachstum begrenzt, bei Rotoren mit integrierter Bauweise von besonderer Bedeutung. A rotor having a plurality of rotor blades according to the invention is designed in an advantageous embodiment of the invention in an integrated design. An integrated design comprises in particular a BLISK design (BLISK = "blade integrated disc"), ie a design in which the individual rotor blades are integral with the disc on which they are arranged, are formed. Another integrated design is the BLING construction (bling = "bladed ring"), ie a construction method for the manufacture of integrally bladed rings. Since with integrated construction individual damaged blades can not be replaced, the repair of a rotor manufactured in an integrated design is complicated and expensive. Therefore, the present invention, which limits cracks and the like in their growth, is of particular importance in integrated design rotors.

Die Erfindung betrifft auch einen Verdichter mit einem Rotor mit erfindungsgemäßen Rotor-Schaufelblättern. Der Verdichter ist beispielsweise ein Niederdruckverdichter, ein Mitteldruckverdichter oder ein Hochdruckverdichter eines Strahltriebwerks. Grundsätzlich kann es sich jedoch um einen beliebigen Verdichter, auch eine Fan-Stufe eines Strahltriebwerks handeln. The invention also relates to a compressor with a rotor having rotor blades according to the invention. The compressor is, for example, a low-pressure compressor, a medium-pressure compressor or a high-pressure compressor of a jet engine. In principle, however, it may be any compressor, or a fan stage of a jet engine.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnung anhand mehrerer Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen: The invention will be explained in more detail with reference to the figures of the drawing with reference to several embodiments. Show it:

1 eine Vorderansicht in axialer Richtung eines Ausführungsbeispiels eines Rotor-Schaufelblattes; 1 a front view in the axial direction of an embodiment of a rotor airfoil;

2 eine Ansicht von oben des Rotor-Schaufelblattes der 1 unter zusätzlicher Darstellung der axialen Richtung x, der radialen Richtung r und der Umfangsrichtung θ; 2 a top view of the rotor blade of the 1 with additional representation of the axial direction x, the radial direction r and the circumferential direction θ;

3 eine Rückansicht entgegen der axialen Richtung des Rotor-Schaufelblattes der 1; 3 a rear view opposite to the axial direction of the rotor blade of the 1 ;

4 eine perspektivische Ansicht schräg von vorne eines Rotor-Schaufelblattes gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiels; 4 a perspective view obliquely from the front of a rotor blade according to a second embodiment;

5 eine Seitenansicht des Rotor-Schaufelblattes der 4; 5 a side view of the rotor blade of the 4 ;

6 eine perspektivische Ansicht schräg von hinten des Rotor-Schaufelblattes der 4; 6 a perspective view obliquely from behind the rotor blade of the 4 ;

7 ein erstes Ausführungsbeispiel des Verlaufes des Winkels θ an der Vorderkante eines Rotor-Schaufelblattes in Abhängigkeit vom Radius; 7 a first embodiment of the course of the angle θ at the leading edge of a rotor blade as a function of the radius;

8 ein zweites Ausführungsbeispiel des Verlaufes des Winkels θ an der Vorderkante eines Rotor-Schaufelblattes in Abhängigkeit vom Radius; 8th a second embodiment of the course of the angle θ at the leading edge of a rotor blade as a function of the radius;

9 ein erstes Ausführungsbeispiel des Winkels θ bezogen auf den Schwerpunkt von Profilschnitten eines Rotor-Schaufelblattes in Abhängigkeit vom Radius; 9 a first embodiment of the angle θ with respect to the center of gravity of profile sections of a rotor blade as a function of the radius;

10 ein zweites Ausführungsbeispiel des Winkels θ bezogen auf den Schwerpunkt von Profilschnitten eines Rotor-Schaufelblattes in Abhängigkeit vom Radius; 10 a second embodiment of the angle θ with respect to the center of gravity of profile sections of a rotor blade as a function of the radius;

11 eine Ansicht von vorne des Rotor-Schaufelblattes der 1 und eines Rotor-Schaufelblattes des Standes der Technik; 11 a front view of the rotor blade of the 1 and a rotor blade of the prior art;

12 eine Rückansicht der Schaufelblätter der 11; 12 a rear view of the blades of the 11 ;

13A eine Darstellung der auf der Druckseite eines Rotor-Schaufelblattes gemäß der 1 auftretenden Druck- und Zugspannungen; 13A a representation of the on the pressure side of a rotor blade according to the 1 occurring compressive and tensile stresses;

13B eine Darstellung der auf der Saugseite eines Rotor-Schaufelblattes gemäß der 1 auftretenden Druck- und Zugspannungen; 13B a representation of the suction side of a rotor blade according to the 1 occurring compressive and tensile stresses;

14A eine Darstellung der auf der Druckseite eines Rotor-Schaufelblattes gemäß dem Stand der Technik der 11 und 12 auftretenden Druck- und Zugspannungen; und 14A a representation of the on the pressure side of a rotor blade according to the prior art of 11 and 12 occurring compressive and tensile stresses; and

14B eine Darstellung der auf der Saugseite eines Rotor-Schaufelblattes gemäß dem Stand der Technik der 11 und 12 auftretenden Druck- und Zugspannungen. 14B a representation of the suction side of a rotor blade according to the prior art of 11 and 12 occurring compressive and tensile stresses.

Die 1 zeigt eine Vorderansicht in axialer Richtung eines Rotor-Schaufelblattes 1, das einen Bestandteil eines Rotors einer axialen Strömungsmaschine, beispielsweise eines Rotors eines Verdichters eines Flugtriebwerks bildet. The 1 shows a front view in the axial direction of a rotor blade 1 which forms part of a rotor of an axial flow machine, for example a rotor of a compressor of an aircraft engine.

Das Schaufelblatt 1 weist eine Vorderkante 11, eine Hinterkante 12, eine Druckseite 13 und eine Saugseite 14 auf. Die Vorderkante 11 umfasst einen oberen Bereich 15 und einen unteren Bereich 16. Des Weiteren sind gedachte Profilschnitte 20 des Schaufelblattes 1 dargestellt. The blade 1 has a leading edge 11 , a trailing edge 12 , a printed page 13 and a suction side 14 on. The leading edge 11 includes an upper area 15 and a lower area 16 , Furthermore, imaginary profile sections 20 of the airfoil 1 shown.

Wie auch der 2 entnommen werden kann, kann jeder Punkt auf der Oberfläche der Schaufel 1 in einem zylindrischen Koordinatensystem dargestellt werden, das die Koordinaten x, r und θ aufweist. Dabei gibt x die axiale Richtung, r die radiale Richtung (aus der Zeichenebene heraus) und θ den Winkel in Umfangsrichtung an. Der Koordinatenursprung kann beispielsweise so definiert sein, dass die x-Achse identisch mit der Rotationsachse des Schaufelblattes 1 gewählt ist. Von dieser x-Achse ausgehend zeigt die radiale Richtung radial nach außen. Dabei gibt der Wert von r die Höhe der Schaufel 1 an. As well as the 2 can be taken, any point on the surface of the blade 1 in a cylindrical coordinate system having the coordinates x, r and θ. Where x is the axial direction, r is the radial direction (out of the plane of the drawing), and θ is the angle in the circumferential direction. For example, the coordinate origin may be defined such that the x-axis is identical to the axis of rotation of the airfoil 1 is selected. Starting from this x-axis, the radial direction points radially outward. The value of r indicates the height of the blade 1 at.

Die einzelnen in der 1 dargestellten Profilschnitte 20 unterscheiden sich somit um den Betrag Δr in ihrer Höhe voneinander. Der Winkel θ wird gegenüber einer Referenzrichtung gemessen und ist beispielsweise so definiert, dass ein zunehmender Winkel im Uhrzeigersinn als positiv definiert ist. The individual in the 1 illustrated profile sections 20 thus differ by the amount Δr in height from each other. The angle θ is measured with respect to a reference direction and is for example, defined so that an increasing angle in the clockwise direction is defined as positive.

Die Schaufel der 1 zeichnet sich dadurch aus, dass die Vorderkante 11 des Schaufelblattes in axialer Richtung von vorne betrachtet S-förmig ausgebildet ist. So bildet die Vorderkante 11 des Schaufelblattes 1 von oben nach unten betrachtet eine Kurve, die in ihrem radial oberen Bereich 15 zur Druckseite 13 konvex gewölbt ist und die in ihrem radial unteren Bereich 16 zur Druckseite 13 konkav gewölbt ist. Der zur Druckseite 13 konvex gewölbte Bereich 15 und der zur Druckseite 13 konkav gewölbte Bereich 16 ergeben zusammen eine S-Form der Vorderkante 11. Zwischen diesen beiden Bereichen 15, 16 der Vorderkante 11 liegt notwendigerweise ein Wendepunkt der Krümmung. Dieser in der 1 nicht näher dargestellte, jedoch in Bezug auf die 7 und 8 erläuterte Wendepunkt liegt beispielsweise in einem Bereich zwischen 30 und 50 % der Höhe des Schaufelblattes 1. The scoop of the 1 is characterized by the fact that the leading edge 11 of the blade in the axial direction viewed from the front is S-shaped. So forms the leading edge 11 of the airfoil 1 from top to bottom, consider a curve that is in its radially upper region 15 to the print side 13 is convex and convex in its radially lower area 16 to the print side 13 is concavely arched. The to the pressure side 13 convex arched area 15 and the pressure side 13 concave arched area 16 together form an S-shape of the leading edge 11 , Between these two areas 15 . 16 the leading edge 11 is necessarily a turning point of the curvature. This one in the 1 not shown, but in relation to the 7 and 8th explained inflection point is for example in a range between 30 and 50% of the height of the airfoil 1 ,

Die 3 zeigt die Schaufel der 1 in einer Ansicht von hinten, so dass die Schaufelhinterkante 12 dem Betrachter zugewandt ist. Es sind wiederum neben der Hinterkante 12 die Vorderkante 11, die Druckseite 13 und die Saugseite 14 sowie ein oberer Bereich 17 und ein unterer Bereich 18 der Hinterkante 12 zu erkennen. The 3 shows the scoop of the 1 in a view from the rear, leaving the blade trailing edge 12 facing the viewer. It is again next to the trailing edge 12 the front edge 11 , the print side 13 and the suction side 14 as well as an upper area 17 and a lower area 18 the trailing edge 12 to recognize.

In dem dargestellten Ausführungsbeispiel, jedoch nicht notwendigerweise, ist auch die Hinterkante 12 des Schaufelblattes 1 in axialer Richtung von hinten betrachtet S-förmig ausgebildet. So weist die Hinterkante 12 des Schaufelblattes 1 einen gekrümmten Verlauf derart auf, dass sie in dem radial oberen Bereich 17 zur Druckseite 13 konvex gewölbt und in dem radial unteren Bereich 18 zur Druckseite 14 konkav gewölbt ist. Der Verlauf an der Hinterkante 12 kann entsprechend dem Verlauf an der Vorderkante 11 erfolgen. In the illustrated embodiment, but not necessarily, the trailing edge is also 12 of the airfoil 1 viewed in the axial direction from the rear S-shaped. This is how the trailing edge points 12 of the airfoil 1 a curved course such that they are in the radially upper region 17 to the print side 13 convexly curved and in the radially lower area 18 to the print side 14 is concavely arched. The course at the trailing edge 12 can according to the course at the front edge 11 respectively.

Durch die S-förmige Gestaltung der Vorderkante 11 des Schaufelblattes 1 werden Druckeigenspannungen in das Schaufelblatt 1 eingebracht, wenn sich die Schaufel 1 aufgrund der Fliehkräfte bei Rotation der Schaufel aufrichtet und aufdreht. Dieser Effekt wird verstärkt, wenn auch die Hinterkante 12 S-förmig ausgebildet ist. Due to the S-shaped design of the front edge 11 of the airfoil 1 will compress residual stresses in the airfoil 1 introduced when the blade 1 due to the centrifugal forces during rotation of the blade erects and turns up. This effect is enhanced, though the trailing edge 12 S-shaped.

Die 4 bis 6 zeigen dreidimensionale Darstellungen eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Rotor-Schaufelblattes mit einer Vorderkante 11, die in axialer Richtung von vorne betrachtet S-förmig ausgebildet ist, wobei die 4 eine Ansicht schräg von vorne, die 5 eine Seitenansicht und die 6 eine Ansicht schräg von hinten darstellt. Insbesondere der Seitenansicht der 5 kann dabei entnommen werden, dass sowohl die Vorderkante 11 als auch die Hinterkante 12 eine Pfeilung aufweisen können, d. h. die Vorderkante 11 und die Hinterkante 12 stehen nicht exakt senkrecht zur Strömungsrichtung, die in axialer Richtung x verläuft. An der Vorderkante 11 ändert sich dabei das Vorzeichen des Pfeilungswinkels. Dieses ist in radialer Richtung betrachtet über ca. die ersten unteren zwei Drittel der Schaufelhöhe negativ und anschließend positiv. An der Hinterkante ist das Vorzeichen des Pfeilungswinkels durchgängig positiv. The 4 to 6 show three-dimensional representations of another embodiment of a rotor blade with a leading edge 11 , which is viewed in the axial direction from the front S-shaped, wherein the 4 a view diagonally from the front, the 5 a side view and the 6 a view at an angle from behind. In particular, the side view of 5 can be seen that both the leading edge 11 as well as the trailing edge 12 may have a sweep, ie the leading edge 11 and the trailing edge 12 are not exactly perpendicular to the flow direction, which runs in the axial direction x. At the front edge 11 the sign of the sweep angle changes. This is viewed in the radial direction over approximately the first lower two-thirds of the blade height negative and then positive. At the trailing edge, the sign of the sweep angle is consistently positive.

Die 7 zeigt die S-förmige Ausbildung der Vorderkante einer Schaufel im zylindrischen Koordinatensystem, wobei der Winkel θ in Abhängigkeit vom Radius dargestellt ist. Entsprechend dem S-förmigen Verlauf der Vorderkante weist auch der Winkel θ an der Vorderkante eine S-Form auf. Dabei bildet die Vorderkante ein lokales Maximum 31 zur Saugseite 14 hin, wobei dieses Maximum 31 im Bereich zwischen 15 % und 40 % der Höhe des Schaufelblattes liegt. Weiter bildet die Vorderkante ein lokales Minimum 32 zur Druckseite 13 hin, wobei dieses lokale Maximum 32 im Bereich zwischen 50 % und 90 % der Höhe des Schaufelblattes liegt. Zwischen den beiden Extrema 31, 32 liegt ein Wendepunkt 33 im Krümmungsverlauf der Vorderkante 11 vor. The 7 shows the S-shaped configuration of the leading edge of a blade in the cylindrical coordinate system, wherein the angle θ is shown as a function of the radius. Corresponding to the S-shaped course of the leading edge, the angle θ at the leading edge also has an S-shape. The leading edge forms a local maximum 31 to the suction side 14 out, with this maximum 31 in the range between 15% and 40% of the height of the airfoil. Further, the leading edge forms a local minimum 32 to the print side 13 out, with this local maximum 32 in the range between 50% and 90% of the height of the airfoil. Between the two extremes 31 . 32 is a turning point 33 in the curvature of the leading edge 11 in front.

Die 8 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel eines S-förmigen Verlaufes der Vorderkante 11 eines Rotor-Schaufelblattes. Auch bei dieser Ausgestaltung sind ein lokales Maximum 31 zur Saugseite 14 hin und ein lokales Minimum 32 zur Druckseite hin sowie ein Wendepunkt 33 dargestellt. Der Verlauf ist insofern anders als in der 7, als der S-förmige Verlauf weniger stark ausgeprägt ist. The 8th shows a second embodiment of an S-shaped profile of the leading edge 11 a rotor blade. Also in this embodiment are a local maximum 31 to the suction side 14 out and a local minimum 32 to the pressure side and a turning point 33 shown. The course is different in so far as in the 7 , as the S-shaped curve is less pronounced.

Bei beiden Ausgestaltungen gilt, dass im Bereich des unteren Extremwerts 31 die Vorderkante 11 zur Druckseite 13 konkav gewölbt (bzw. zur Saugseite 14 konvex gewölbt) und im Bereich des oberen Extremwerts 32 zur Druckseite 13 konvex gewölbt (bzw. zur Saugseite 14 konkav gewölbt) ist. In both embodiments, that applies in the range of the lower extreme value 31 the front edge 11 to the print side 13 Concave arched (or to the suction side 14 convex) and near the upper extreme value 32 to the print side 13 convexly curved (or to the suction side 14 concave).

Die 9 zeigt den Verlauf des Winkels θ in Abhängigkeit von der Höhe des Schaufelblattes in Bezug auf einen weiteren Parameter, zu dem Versuche gezeigt haben, dass bei einem Verlauf entsprechend der 9 Druckeigenspannungen in der Schaufel erzeugt werden. Der betrachtete Parameter ist der Winkel θ, diesmal jedoch nicht bezogen auf die Vorderkante oder die Hinterkante des Schaufelblattes 1, sondern bezogen auf den Schwerpunkt von Profilschnitten des Schaufelblattes 1. The 9 shows the course of the angle θ as a function of the height of the airfoil with respect to another parameter, to which experiments have shown that in a course corresponding to the 9 Residual compressive stresses are generated in the blade. The parameter considered is the angle θ, but this time not related to the leading edge or the trailing edge of the airfoil 1 , but based on the focus of profile sections of the airfoil 1 ,

Es wird somit in der 9 der Verlauf des Winkels θ bezogen auf den Flächenschwerpunkt der einzelnen, beispielsweise in den 1 und 3 dargestellten Profilschnitte 20 dargestellt. Jeder solcher Profilschnitt 20 weist einen Flächenschwerpunkt 25 auf, der in der 3 für den untersten Profilschnitt beispielhaft dargestellt ist. Der Verlauf des Winkels θ zum Flächenschwerpunkt dieser Profilschnitte stellt ein Maß für die Verdrehung der Schaufel 1 zur Rotationsachse dar. It is thus in the 9 the course of the angle θ relative to the centroid of the individual, for example in the 1 and 3 illustrated profile sections 20 shown. Every such profile cut 20 has a centroid 25 on that in the 3 is exemplified for the lowest profile section. The course of the angle θ to the centroid of these profile sections provides a measure of the rotation of the blade 1 to the rotation axis.

Es wird darauf hingewiesen, dass in der 9 anders als in den 7 und 8 die relative Höhe der Schaufel in Prozent angegeben ist, statt wie in den 7 und 8 der Abstand zur Drehachse. It should be noted that in the 9 unlike in the 7 and 8th the relative height of the bucket is given in percent instead of as in the 7 and 8th the distance to the axis of rotation.

Der Winkel θ nimmt mit zunehmendem Radius kontinuierlich zu. Der größte Wert des Winkels θ ergibt sich dabei am oberen Ende der Schaufel (bei einer relativen Höhe von 100 %). Der Winkel θ ist dabei in der 9 ebenso wie in den 7 und 8 definiert, d.h. der Winkel wird im Uhrzeigersinn als positiv definiert. Würde man den Winkel in Gegenuhrzeigersinn als positiv definieren, so würde der Winkel mit zunehmender Höhe stetig abnehmen. Es kommt darauf an, dass der Verlauf des Winkels θ kontinuierlich mit zunehmendem Radius an- oder absteigt. The angle θ increases continuously with increasing radius. The largest value of the angle θ results at the upper end of the blade (at a relative height of 100%). The angle θ is in the 9 as well as in the 7 and 8th defined, ie the angle is defined as positive in a clockwise direction. If one defined the angle in a counterclockwise direction as positive, the angle would decrease steadily with increasing height. It is important that the course of the angle θ increases or decreases continuously with increasing radius.

Die 10 zeigt den Verlauf des Winkels θ in Abhängigkeit von der relativen Höhe der Schaufel für ein weiteres Ausführungsbeispiel. Auch bei diesem weiteren Ausführungsbeispiel nimmt der Winkel θ mit zunehmenden Radius kontinuierlich zu. Bei dieser Ausgestaltung befindet sich dabei im Bereich in etwa zwischen einer relativen Höhe von 40% und 60% ein annähernd konstanter Winkel θ. The 10 shows the course of the angle θ as a function of the relative height of the blade for a further embodiment. Also in this further embodiment, the angle θ increases continuously with increasing radius. In this embodiment, an approximately constant angle θ is approximately in the range between a relative height of 40% and 60%.

Wie bereits erwähnt, werden durch die Ausgestaltung des Schaufelblattes derart, dass der Verlauf des Winkels θ bezogen auf den Schwerpunkt der Profilschnitte mit zunehmenden Radius kontinuierlich ansteigt oder abnimmt, in verstärktem Maße Druckeigenspannungen in das Rotor-Schaufelblatt eingebracht. As already mentioned, as a result of the design of the blade leaf in such a way that the profile of the angle θ increases or decreases continuously with increasing radius relative to the center of gravity of the profile sections, compressive residual stresses are introduced to a greater extent into the rotor blade airfoil.

Die erhöhte Einbringung von Druckeigenspannungen durch die erfindungsgemäße Lösung ist anhand von Messungen überprüft und verifiziert worden. Die 11 zeigt schematisch zum einen eine erfindungsgemäße Schaufel 1 mit einer S-förmig ausgebildeten Vorderkante 11 sowie eine gemäß dem Stand der Technik ausgebildete Schaufel 100 mit einer Vorderkante 101, die nicht S-förmig ausgebildet ist. Die beiden Schaufeln 1, 100 sind ineinander gezeichnet, um die Unterschiede im Verlauf stärker zu verdeutlichen. Die 12 zeigt die beiden Schaufeln 1, 100 in einer Ansicht von hinten, entsprechend der Darstellung der 3. Die Schaufel 1 weist eine Vorderkante 11 und eine Hinterkante 12 und die Schaufel 100 des Standes der Technik eine Vorderkante 101 und eine Hinterkante 102 auf. The increased introduction of compressive residual stresses by the solution according to the invention has been checked and verified by means of measurements. The 11 schematically shows on the one hand a blade according to the invention 1 with an S-shaped front edge 11 and a blade formed according to the prior art 100 with a leading edge 101 that is not S-shaped. The two shovels 1 . 100 are drawn together to make the differences in the course more clear. The 12 shows the two blades 1 . 100 in a view from behind, according to the representation of the 3 , The shovel 1 has a leading edge 11 and a trailing edge 12 and the shovel 100 of the prior art a leading edge 101 and a trailing edge 102 on.

Die 13A zeigt die Eigenspannungen auf der Druckseite 13 einer erfindungsgemäßen Schaufel 1 mit S-förmiger Vorderkante 11. Die auftretenden Eigenspannungen sind dabei durch unterschiedliche Schattierungen bzw. durch unterschiedlich enge Schraffierungen codiert. Eine dunkle Schattierung bzw. enge Schraffierung gibt die Existenz von Druckspannungen und eine helle Schattierung bzw. weite Schraffierung die Existenz von Zugspannungen an. Es ist erkennbar, dass hohe Druckeigenspannungen an der Vorderkante 11 sowie im oberen Bereich der Druckseite 13, insbesondere in einem Bereich oberhalb 50% der Schaufelhöhe auftreten. Diese Bereiche sind im besonderen Maße im Hinblick auf auftretende Risse durch Kollision mit Fremdkörpern gefährdet, so dass hohe Druckeigenspannungen in diesen Bereichen vorteilhaft sind. The 13A shows the residual stresses on the pressure side 13 a blade according to the invention 1 with S-shaped front edge 11 , The residual stresses occurring are coded by different shades or by different narrow hatching. A dark shading or close hatching indicates the existence of compressive stresses and a light shading or wide shading the existence of tensile stresses. It can be seen that high residual compressive stresses at the leading edge 11 as well as in the upper area of the pressure side 13 , in particular in a range above 50% of the blade height occur. These areas are particularly endangered in terms of occurring cracks due to collision with foreign bodies, so that high residual compressive stresses in these areas are advantageous.

Die 13B zeigt die Saugseite 14 der Schaufel der 13A. Auf der Saugseite treten überwiegend Zugspannungen auf, wobei jedoch unmittelbar angrenzend an die Vorderkante 11 ebenfalls Druckspannungen vorliegen. The 13B shows the suction side 14 the scoop of the 13A , On the suction side mainly tensile stresses occur, but immediately adjacent to the leading edge 11 also compressive stresses are present.

Die 14A, 14B zeigen demgegenüber die Spannungsverteilung an einem Schaufelblatt 100 des Standes der Technik, wobei die 14A die Spannungsverteilung auf der Druckseite 103 und die 14B die Spannungsverteilung auf der Saugseite 104 darstellt. Bei dem Schaufelblatt 100 des Standes der Technik sind die Verhältnisse an den beiden Schaufelseiten 103, 104 im Wesentlichen umgekehrt verglichen mit der Situation bei der erfindungsgemäßen Schaufel 1 in den 13A, 13B. So sind bei der Schaufel 100 des Standes der Technik auf der Druckseite 103 überwiegend Zugspannungen und auf der Saugseite 104 überwiegend Druckspannungen ausgebildet. The 14A . 14B in contrast show the stress distribution on an airfoil 100 of the prior art, wherein the 14A the stress distribution on the pressure side 103 and the 14B the stress distribution on the suction side 104 represents. At the blade 100 The state of the art is the conditions on the two blade sides 103 . 104 essentially inversely compared to the situation with the blade according to the invention 1 in the 13A . 13B , So are the scoop 100 of the prior art on the printing side 103 mainly tensile stresses and on the suction side 104 formed predominantly compressive stresses.

Die erfindungsgemäße Lösung bewirkt somit, dass verglichen mit einer Schaufel 100 gemäß dem Stand der Technik die Zugspannungen auf die Saugseite verlagert werden, während die erwünschten Druckspannungen verstärkt an der Vorderkante und auf der Druckseite des Rotor-Schaufelblattes 1 erzeugt werden. Die erfindungsgemäße Lösung bewirkt damit das Einbringen von Druckeigenspannungen in das Schaufelblatt 1 in Bereichen, die besonders gefährdet sind, durch Kollision mit im Gasstrom befindlichen Fremdkörpern Schaden zu nehmen, so dass eine erhöhte Robustheit des Schaufelblatts 1 bereitgestellt wird. Die erfindungsgemäße Lösung kommt dabei ohne externe Maßnahmen aus und bewirkt die Erzeugung von Druckeigenspannungen allein durch die Formgebung des Schaufelblattes. The solution according to the invention thus causes compared to a blade 100 According to the prior art, the tensile stresses are displaced to the suction side, while the desired compressive stresses reinforced at the leading edge and on the pressure side of the rotor airfoil 1 be generated. The solution according to the invention thus causes the introduction of compressive residual stresses in the blade 1 in areas which are particularly at risk of being damaged by collision with foreign bodies in the gas stream, so that an increased robustness of the airfoil 1 provided. The solution according to the invention works without external measures and causes the generation of residual compressive stresses solely by the shaping of the airfoil.

Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausgestaltung nicht auf die vorstehend dargestellten Ausführungsbeispiele, die lediglich beispielhaft zu verstehen sind. Beispielsweise kann der Verlauf des S-Schlags an der Vorderkante in anderer Weise als in den Figuren dargestellt erfolgen. The invention is not limited in its embodiment to the embodiments shown above, which are to be understood only as examples. For example, the course of the S-beat at the leading edge can be done in a different manner than shown in the figures.

Des Weiteren wird darauf hingewiesen, dass die Merkmale der einzelnen beschriebenen Ausführungsbeispiele der Erfindung in verschiedenen Kombinationen miteinander kombiniert werden können. Sofern Bereiche definiert sind, so umfassen diese sämtliche Werte innerhalb dieser Bereiche sowie sämtliche Teilbereiche, die in einen Bereich fallen. It should also be understood that the features of each of the described embodiments of the invention may be combined in various combinations. Where ranges are defined, they include all values within those ranges as well as all subranges that fall within an area.

Claims (13)

Rotor-Schaufelblatt (1) einer Axialströmungsmaschine, das eine Vorderkante (11), eine Hinterkante (12), eine Druckseite (13) und eine Saugseite (14) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorderkante (11) des Schaufelblattes (1) in axialer Richtung von vorne betrachtet S-förmig ausgebildet ist. Rotor blade ( 1 ) of an axial flow machine having a leading edge ( 11 ), a trailing edge ( 12 ), a printed page ( 13 ) and a suction side ( 14 ), characterized in that the leading edge ( 11 ) of the airfoil ( 1 ) is viewed in the axial direction from the front S-shaped. Rotor-Schaufelblatt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorderkante (11) des Schaufelblattes in axialer Richtung von vorne betrachtet derart S-förmig ausgebildet ist, dass sie in einem radial oberen Bereich (15) zur Druckseite (13) konvex gewölbt und eine einem radial unteren Bereich (16) zur Druckseite (13) konkav gewölbt ist oder umgekehrt. Rotor blade according to claim 1, characterized in that the leading edge ( 11 ) of the blade in the axial direction viewed from the front is S-shaped in such a way that it is in a radially upper region ( 15 ) to the print side ( 13 ) convexly curved and a radially lower portion ( 16 ) to the print side ( 13 ) is concave or vice versa. Rotor-Schaufelblatt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Wendepunkt (33) zwischen dem zur Druckseite (13) konvex gewölbten Bereich (15) und dem zur Druckseite (13) konkav gewölbten Bereich (16) der Vorderkante (11) in einer Schaufelblatthöhe angeordnet ist, die unterhalb 50% der Höhe des Schaufelblattes (1), insbesondere in einem Bereich zwischen 30% und 50% der Höhe des Schaufelblattes (1) liegt. Rotor blade according to claim 1, characterized in that a turning point ( 33 ) between the pressure side ( 13 ) convex curved area ( 15 ) and the pressure side ( 13 ) concave arched area ( 16 ) of the leading edge ( 11 ) is arranged at a blade blade height which is less than 50% of the height of the airfoil ( 1 ), in particular in a range between 30% and 50% of the height of the airfoil ( 1 ) lies. Rotor-Schaufelblatt nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einem zylindrischen Koordinatensystem mit den Koordinaten x, r, und θ, wobei x die axiale Richtung, r die radiale Richtung und θ den Winkel im Umfangsrichtung angeben, der Winkel θ an der Vorderkante (11) in Abhängigkeit vom Radius S-förmig verläuft. Rotor blade according to one of the preceding claims, characterized in that in a cylindrical coordinate system with the coordinates x, r, and θ, where x is the axial direction, r the radial direction and θ the angle in the circumferential direction, the angle θ at the Leading edge ( 11 ) is S-shaped depending on the radius. Rotor-Schaufelblatt nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein lokaler Extremwert (31) des Winkels θ zur Saugseite (14) hin im Bereich zwischen 15% und 40% der Höhe des Schaufelblattes (1) liegt. Rotor blade according to claim 4, characterized in that a local extreme value ( 31 ) of the angle θ to the suction side ( 14 ) in the range between 15% and 40% of the height of the airfoil ( 1 ) lies. Rotor-Schaufelblatt nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein lokaler Extremwert (32) des Winkels θ zur Druckseite (13) hin im Bereich zwischen 50% und 90% der Höhe des Schaufelblattes (1) liegt. Rotor blade according to claim 4 or 5, characterized in that a local extreme value ( 32 ) of the angle θ to the pressure side ( 13 ) in the range between 50% and 90% of the height of the airfoil ( 1 ) lies. Rotor-Schaufelblatt nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einem zylindrischen Koordinatensystem mit den Koordinaten x, r, und θ, wobei x die axiale Richtung, r die radiale Richtung und θ den Winkel im Umfangsrichtung im Uhrzeigersinn angeben, der Verlauf des Winkels θ bezogen auf den Schwerpunkt (25) von Profilschnitten (20) des Schaufelblattes (1) mit zunehmendem Radius kontinuierlich an- oder absteigt. Rotor blade according to one of the preceding claims, characterized in that in a cylindrical coordinate system with the coordinates x, r, and θ, where x is the axial direction, r the radial direction and θ indicate the angle in the circumferential direction in the clockwise direction, the course of Angle θ relative to the center of gravity ( 25 ) of profile sections ( 20 ) of the airfoil ( 1 ) increases or decreases continuously with increasing radius. Rotor-Schaufelblatt nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hinterkante (12) des Schaufelblattes (1) in axialer Richtung von hinten betrachtet ebenfalls S-förmig ausgebildet ist. Rotor blade according to one of the preceding claims, characterized in that the trailing edge ( 12 ) of the airfoil ( 1 ) viewed in the axial direction from the rear is also formed S-shaped. Rotor-Schaufelblatt nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Hinterkante (12) des Schaufelblattes (11) in axialer Richtung von hinten betrachtet derart S-förmig ausgebildet ist, dass sie in einem radial oberen Bereich (17) zur Druckseite (13) konvex gewölbt und eine einem radial unteren Bereich (18) zur Druckseite (13) konkav gewölbt ist oder umgekehrt. Rotor blade according to claim 8, characterized in that the trailing edge ( 12 ) of the airfoil ( 11 ) viewed in the axial direction from the rear is S-shaped in such a way that it is in a radially upper region ( 17 ) to the print side ( 13 ) convexly curved and a radially lower portion ( 18 ) to the print side ( 13 ) is concave or vice versa. Rotor einer Verdichterstufe mit einer Mehrzahl von Rotor-Schaufelblättern (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9. Rotor of a compressor stage with a plurality of rotor blades ( 1 ) according to one of claims 1 to 9. Rotor nach Anspruch 10, wobei der Rotor in integrierter Bauweise, insbesondere in BLISK-Bauweise oder in BLING-Bauweise ausgebildet ist. Rotor according to claim 10, wherein the rotor is designed in integrated construction, in particular in BLISK design or in BLING design. Verdichter mit einem Rotor nach Anspruch 10. A compressor with a rotor according to claim 10. Verdichter nach Anspruch 12, wobei der Verdichter ein Fan, ein Niederdruckverdichter, ein Mitteldruckverdichter oder ein Hochdruckverdichters eines Strahltriebwerks ist. A compressor according to claim 12, wherein the compressor is a fan, a low pressure compressor, a medium pressure compressor or a high pressure compressor of a jet engine.
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