BR102016028960A2 - Turbofan turbine pad and motor - Google Patents

Description

“PÁ DE TURBINA E MOTOR DE TURBOFAN” Antecedentes da Invenção [001] O campo da revelação refere-se, de modo geral, a motores de turbina a gás e, mais particularmente, a métodos e sistemas de aprimoramento de desempenho de pá de turbina com álulas de pá de turbina.

[002] Muitos motores de turbina a gás conhecidos têm uma ventoinha em duto e um motor de núcleo dispostos em comunicação de fluxo serial. A ventoinha fornece ar ao motor de núcleo (um “fluxo de núcleo”) e a um duto de desvio que circunda o motor de núcleo (um “fluxo de desvio”). O motor de núcleo comprime o fluxo de núcleo e subsequentemente mistura o mesmo com combustível para gerar a ignição da mistura para gerar um fluxo de gás de combustão através de uma turbina. O gás de combustão aciona a turbina dentro de uma estrutura cilíndrica conhecida como um “envoltório estacionário”. Existe uma lacuna entre uma ponta de pás giratórias da turbina e o envoltório estacionário. O gás de combustão vaza sobre as pontas de pá de um lado de pressão de cada pá para um lado de sucção da pá. Esse vazamento se retrai em um vórtice no lado de sucção, contribuindo para uma perda de pressão e uma redução no carregamento de pá, o que reduz a eficiência e o desempenho da turbina. O vórtice de ponta também pode aumentar as perdas de pressão secundárias associadas a um fluxo de drenagem de envoltório a montante.

[003] Alguns sistemas tentaram reduzir esses efeitos com o uso de flanges de ponta ou outros recursos geométricos para acentuar as características de vedação de ponta. No entanto, essas tentativas focam em geral no lado de pressão da pá, o que não aborda as perdas por retraimento de vórtice no lado de sucção da pá, e não inibiram com sucesso o desenvolvimento de vórtice e a perda de pressão associada.

Breve descrição [004] Em um aspecto, é fornecida uma pá de turbina. A pá de turbina inclui uma raiz de pá, uma ponta de pá e um aerofólio que se estende entre a raiz de pá e a ponta de pá. O aerofólio tem lados de pressão e de sucção opostos que se estendem entre um bordo de ataque frontal e um bordo de fuga traseiro do aerofólio, e uma espessura máxima localizada entre o bordo de ataque e o bordo de fuga. A ponta de pá inclui uma álula que se estende lateralmente para fora a partir de pelo menos um dentre o lado de pressão e o lado de sucção a partir de um ponto dianteiro entre o bordo de ataque e a espessura máxima em direção à parte traseira para um ponto posterior entre a espessura máxima e o bordo de fuga.

[005] Em outro aspecto, é fornecido um método de aprimoramento de desempenho da pá de turbina. O método inclui fornecer uma pá de turbina que se estende radialmente para fora a partir de uma raiz de pá, sendo que a pá de turbina inclui uma ponta de pá formada em uma extremidade distai da pá de turbina e um aerofólio que se estende entre a raiz de pá e a ponta de pá, em que o aerofólio tem lados de pressão e de sucção opostos que se estendem entre um bordo de ataque frontal e um bordo de fuga traseiro do aerofólio e uma espessura máxima localizada entre o bordo de ataque e o bordo de fuga. O método também inclui fornecer uma álula acoplada à ponta de pá, sendo que a álula que se estende lateralmente para fora a partir de pelo menos um dentre o lado de pressão e o lado de sucção de um ponto dianteiro entre o bordo de ataque e a espessura máxima em direção à parte traseira para um ponto posterior entre a espessura máxima e o bordo de fuga, em que a álula é configurada para direcionar um fluxo de ar de vazamento sobre a ponta de pá na direção oposta ao aerofólio. O direcionamento faz com que um vórtice formado a partir do ar de vazamento seja compactado, e reduz uma perda de pressão ao longo da ponta de pá através de uma passagem de pá definida em torno da mesma.

[006] Em ainda um outro aspecto, é fornecido um motor de turbofan, sendo que o motor de turbofan inclui um motor de núcleo que inclui um compressor de múltiplos estágios e uma ventoinha alimentada por uma turbina de potência acionada por um gás gerado no motor de núcleo. A turbina de potência inclui uma pá de turbina, sendo que a pá de turbina inclui uma raiz de pá, uma ponta de pá e um aerofólio que se estende entre a raiz de pá e a ponta de pá. O aerofólio tem lados de pressão e de sucção opostos que se estendem entre um bordo de ataque frontal e um bordo de fuga traseiro do aerofólio, e uma espessura máxima localizada entre o bordo de ataque e o bordo de fuga. A ponta de pá inclui uma álula que se estende lateralmente para fora a partir de pelo menos um dentre o lado de pressão e o lado de sucção a partir de um ponto dianteiro entre o bordo de ataque e a espessura máxima em direção à parte traseira para um ponto posterior entre a espessura máxima e o bordo de fuga.

Figuras [007] Esses e outros recursos, aspectos e vantagens da presente revelação serão mais bem compreendidos quando a descrição detalhada a seguir for lida em referência aos desenhos anexos nos quais caracteres semelhantes representam partes semelhantes por todos os desenhos, em que: A Figura 1 é uma ilustração esquemática de um motor de turbina a gás exemplificador que tem uma turbina de alta pressão que inclui pelo menos uma pá de turbina de acordo com uma realização exemplificadora da presente revelação; A Figura 2 é uma vista em planta de topo de uma primeira realização exemplificadora da pá de turbina mostrada na Figura 1; A Figura 3 é uma vista em perspectiva da pá de turbina mostrada na Figura 2; A Figura 4 é uma vista em perspectiva de uma pá de turbina, conforme mostrado nas Figuras 1 a 3, que inclui uma primeira ponta de pá alternativa; A Figura 5 é uma primeira vista lateral da pá de turbina mostrada na Figura 4 que inclui a primeira ponta de pá alternativa; A Figura 6 é uma segunda vista lateral da pá de turbina mostrada nas Figuras 4 e 5 que inclui a primeira ponta de pá alternativa; A Figura 7 é uma vista em perspectiva de uma pá de turbina, conforme mostrado nas Figuras 1 a 6 que inclui uma segunda ponta de pá alternativa; A Figura 8 é uma primeira vista lateral da pá de turbina mostrada na Figura 7 que inclui a segunda ponta de pá alternativa; A Figura 9 é uma segunda vista lateral da pá de turbina mostrada nas Figuras 7 e 8 que inclui a segunda ponta de pá alternativa; A Figura 10 é uma vista em planta de topo da pá de turbina mostrada nas Figuras 1 a 9 que inclui uma primeira realização exemplificadora de uma disposição de abertura de resfriamento; A Figura 11 é uma vista lateral da pá de turbina que inclui a disposição de abertura de resfriamento mostrada na Figura 10; A Figura 12 é uma vista em planta de topo da pá de turbina mostrada nas Figuras 1 a 9 que inclui uma segunda realização exemplificadora de uma disposição de abertura de resfriamento; A Figura 13 é uma vista lateral da pá de turbina que inclui a disposição de abertura de resfriamento mostrada na Figura 12; A Figura 14 é uma vista em planta de topo da pá de turbina mostrada nas Figuras 1 a 9 que inclui uma terceira realização exemplificadora de uma disposição de abertura de resfriamento; A Figura 15 é uma vista lateral da pá de turbina que inclui a disposição de abertura de resfriamento mostrada na Figura 14; A Figura 16 é uma vista em perspectiva de uma pá de turbina, conforme mostrado nas Figuras 1 a 15, que inclui uma terceira ponta de pá alternativa; A Figura 17 é uma vista em perspectiva de uma pá de turbina, conforme mostrado nas Figuras 1 a 16, que inclui uma quarta ponta de pá alternativa; A Figura 18 é uma vista lateral de uma primeira pá de turbina alternativa; e A Figura 19 é uma vista lateral de uma segunda pá de turbina alternativa.

[008] A menos que indicado de outra forma, os desenhos fornecidos no presente documento são destinados a ilustrar os recursos das realizações desta revelação. Acredita-se que esses recursos sejam aplicáveis a uma ampla variedade de sistemas que compreendem uma ou mais realizações desta revelação. Como tal, os desenhos não são destinados a incluir todos os recursos convencionais conhecidos pelos indivíduos versados na técnica a serem exigidos para a prática das realizações reveladas no presente documento.

Descrição detalhada [009] No relatório descritivo e nas reivindicações a seguir, será feita referência a inúmeros termos, que serão definidos com os significados a seguir.

[0010] As formas singulares “um”, “uma”, “o” e “a” incluem referências plurais, a menos que o contexto determine claramente o contrário.

[0011] Opcional” ou “opcionalmente” significa que o evento ou circunstância descrito subsequentemente pode ou não ocorrer e que a descrição inclui exemplos em que o evento ocorre e exemplos em que o evento não ocorre.

[0012] A linguagem aproximada, conforme usada no presente documento ao longo do relatório descritivo e das reivindicações, pode ser usada para modificar qualquer representação quantitativa que pode variar de forma permissível sem resultar em uma mudança na função básica a qual é relacionada. Consequentemente, um valor modificado por um termo ou termos, tais como “cerca de”, "aproximadamente" e "substancialmente", não se limita ao valor preciso especificado. Em pelo menos alguns casos, a linguagem de aproximação pode corresponder à precisão de um instrumento para medição do valor. No presente contexto e ao longo do relatório descritivo e das reivindicações, as limitações de faixa podem ser combinadas e/ou alternadas; tais faixas são identificadas e incluem todas as subfaixas contidas nas mesmas, a menos que o contexto ou a linguagem indiquem o contrário.

[0013] As realizações das pás de turbina descritas no presente documento fornecem um método com boa relação custo/benefício para aprimorar o desempenho de uma turbina através do fornecimento de uma álula nas pás de turbina. A álula, em uma realização, é posicionada em um ponto de princípio de vórtice e configurada para direcionar um vórtice formado por ar de vazamento na direção oposta a um aerofólio das pás de turbina. O vórtice se compacta, ou se retrai em um núcleo mais compacto, o que reduz as perdas de pressão induzidas pelo vórtice. A álula é configurada para iniciar na parte traseira de um bordo de ataque de uma ponta de pá da pá de turbina e terminar na parte frontal de um bordo de fuga da ponta de pá, o que otimiza a álula para reduzir a perda de pressão sem adicionar peso desnecessário.

[0014] A Figura 1 é uma vista em corte transversal esquemática de um motor de turbina a gás 100, de acordo com uma realização exemplificativa da presente revelação. Na realização exemplificadora, o motor de turbina a gás 100 é incorporado em um motor de jato de turbofan de desvio alto. Conforme mostrado na Figura 1, o motor de turbofan 100 define uma direção axial A (que se estende paralelamente a uma linha central longitudinal 112 fornecida por motivos de referência) e uma direção radial R. De modo geral, o turbofan 100 inclui um conjunto de ventoinha 114 e um motor de núcleo 116 dispostos a jusante do conjunto de ventoinha 114.

[0015] Na realização exemplificadora, o motor de núcleo 116 inclui um invólucro externo aproximadamente tubular 118 que define uma entrada anular 120. Um envoltório estacionário 119 define uma superfície ou fronteira interna do invólucro externo 118. O invólucro externo 118 encerra, em uma relação de fluxo serial, uma seção de compressor que inclui um intensificador ou compressor de baixa pressão (LP) 122 e um compressor de alta pressão (HP) 124; uma seção de combustão 126; uma seção de turbina que inclui uma turbina de alta pressão (HP) 128 e uma turbina de baixa pressão (LP) 130; e uma seção de bocal de escape de jato 132. Um eixo ou carretei de alta pressão (HP) 134 conecta de modo acionável a turbina de HP 128 ao compressor de HP 124. Um eixo ou carretei de baixa pressão (LP) 136 conecta de modo acionável a turbina de LP 130 ao compressor de LP 122. A seção de compressor, a seção de combustão 126, a seção de turbina e a seção de bocal 132 definem, juntas, uma trajetória de fluxo de ar de núcleo 137.

[0016] Durante a operação do motor de turbofan 100, um volume de ar 158 entra no motor de turbofan 100 através de uma entrada associada 160 do conjunto de ventoinha 114, que inclui a ventoinha 158. Conforme o volume de ar 158 passa através de uma pluralidade de pás de ventoinha 140 da ventoinha 138, uma primeira porção 162 de volume de ar 158 é direcionada ou encaminhada para uma passagem de fluxo de ar de desvio 156 (entre o motor de núcleo 116 e uma nacela anular 150) e uma segunda porção 164 de volume de ar 158 é direcionada ou encaminhada para uma trajetória de fluxo de ar de núcleo 137 ou, mais especificamente, para o compressor de LP 122.

Uma razão entre a primeira porção 162 e a segunda porção 164 é comumente referida como uma razão de desvio. A pressão da segunda porção 164 é, então, aumentada conforme a mesma é encaminhada através do compressor de alta pressão (HP) 124 e para dentro da seção de combustão 126, onde a mesma é misturada com combustível e queimada para fornecer gases de combustão 166.

[0017] Os gases de combustão 166 são encaminhados através da turbina de HP 128 onde uma porção da energia térmica e/ou cinética dos gases de combustão 166 é extraída por meio de estágios sequenciais de palhetas de estator de turbina de HP 168 que são conectadas ao invólucro externo 118 e as palhetas de rotos de turbina de HP 170 que são acopladas ao eixo ou carretei de HP 134, desse modo, fazendo com que o eixo ou carretei de HP 134 gire, o que aciona, então, uma rotação do compressor de HP 124. Existe uma lacuna 171 entre uma ponta das pás 170 e o envoltório estacionário 119, o que faz com que uma porção dos gases 166 vaze sobre os mesmos. Esse vazamento cria um vórtice logo a jusante das pás 170, o que ocasiona uma perda de pressão e reduz a eficiência da turbina de HP 128. Os gases de combustão 166 são, então, encaminhados através da turbina de LP 130 onde uma segunda porção da energia térmica e cinética é extraída a partir dos gases de combustão 166 por meio de estágios sequenciais das palhetas de estator da turbina de LP 172 que são acopladas ao invólucro externo 118 e as pás de rotor da turbina de LP 174 que são acopladas ao eixo ou carretei de LP 136, o que aciona uma rotação do eixo ou carretei de LP 136 e do compressor de LP 122 e/ou uma rotação da ventoinha 138.

[0018] Os gases de combustão 166 são subsequentemente encaminhados através da seção de bocal de escape de jato 132 do motor de núcleo 116 para fornecer um impulso de propulsão. Simultaneamente, a pressão da primeira porção 162 é substancialmente aumentada conforme a primeira porção 162 é encaminhada através da passagem de fluxo de ar de desvio 156 antes de a mesma ser exaurida de uma seção de escape de bocal de ventoinha 176 do motor de turbofan 100, fornecendo também um impulso de propulsão. A turbina de HP 128, a turbina de LP 130 e a seção de bocal de escape de jato 132 definem pelo menos parcialmente uma trajetória de gás quente 178 para encaminhar gases de combustão 166 através do motor de núcleo 116.

[0019] O motor de turbofan 100 é ilustrado na Figura 1 apenas a título de exemplo, em outras realizações exemplificadoras, o motor de turbofan 100 pode ter qualquer configuração adequada incluindo, por exemplo, um motor turbopropulsor.

[0020] A Figura 2 é uma vista em planta de topo de uma primeira realização exemplificadora da pá de turbina de HP 170, conforme mostrado na Figura 1; e a Figura 3 é uma vista em perspectiva da pá de turbina 170 mostrada na Figura 2. Deve-se compreender que, embora a discussão a seguir seja direcionada a pás 170 da turbina de HP 128, a presente revelação é aplicável a pás em qualquer turbina, incluindo a turbina de LP 130, turbinas de potência (não mostradas) e/ou turbinas de pressão intermediária (também não mostradas). A pá 170 se estende a partir de uma cauda de andorinha 201 configurada para se engatar a um disco de rotor (não mostrado) da turbina 128. Uma raiz de pá 203 da pá 170 é acoplada à cauda de andorinha 201 e formada radialmente para fora da mesma. A pá 170 inclui adicionalmente um aerofólio 202 e uma ponta 204 em uma extremidade radial distai da mesma, oposta à raiz de pá 203. Na realização exemplificadora, a ponta 204 inclui uma ponta de seção rebaixada. A pá 170 includes um lado de pressão 210 e um lado de sucção 212 circunferencialmente oposto, que se estende axialmente na corda 215 entre o bordo de ataque 214 e um bordo de fuga 216 oposto. O lado de pressão 210 é, de modo geral, côncavo e inclui uma primeira parede lateral de aerofólio 220 e o lado de sucção 212 é, de modo geral, convexo de modo complementar ao lado de pressão 210 e inclui uma segunda parede lateral de aerofólio 222. A ponta 204 inclui uma primeira nervura de ponta de seção rebaixada 224 que se conforme à primeira parede lateral 220 e uma segunda nervura de ponta de seção rebaixada 226 que se conforme à segunda parede lateral 222. A primeira e a segunda nervuras de ponta 224, 226 definem um trilho de ponta substancialmente contínuo 228. Além disso, a primeira e a segunda nervuras de ponta 224, 226 são separadas uma da outra e definem, entre as mesmas, uma cavidade de ponta 230 que inclui uma base de ponta 232 que é abrangida entre a primeira e a segunda paredes laterais de aerofólio 220, 222 e encerra a extremidade radial da pá 170. Em realizações alternativas, a ponta 204 pode não incluir as nervuras de ponta 224, 226 nem a cavidade de ponta 230; em outras palavras, a ponta 204 pode ser lisa ou plana.

[0021] A ponta 204 inclui adicionalmente uma álula 250. Na realização ilustrada, a álula 250 se estende na corda ao longo e circunferencialmente a partir do lado de sucção 212 da pá 170. Mais especificamente, na realização ilustrada, a álula 250 é formada integralmente com o trilho de ponta 228 e se estende circunferencialmente a partir do mesmo. Em uma realização alternativa, a álula 250 se encontrar de outra maneira além de formada integralmente com o trilho de ponta 228. Por exemplo, a álula 250 pode ser fabricada em um processo de fabricação de fundição, moldagem, forjamento ou outro e pode ser acoplada à ponta 204 em um processo aditivo. A álula 250 pode ser fabricada a partir do mesmo material que um ou mais outros componentes da pá 170 (por exemplo, o aerofólio 202 e/ou a ponta 204). Alternativamente, a álula 250 pode ser fabricada a partir de um material diferente de um ou mais outros componentes da pá 170.

[0022] Na realização exemplificadora, a álula 250 se estende de um ponto dianteiro 252 para um ponto posterior 254. Conforme descrito acima, a lacuna 171 (mostrada na Figura 1) é definida entre a ponta de pá 204 e o envoltório estacionário 119. O gás 240 vaza do lado de pressão 210 da pá 170 para o lado de sucção 212 da pá 170 e forma um vórtice 242. A álula 250 é configurada para alterar o fluxo local de gás 240, direcionando o vórtice 242 circunferencialmente na direção oposta ao aerofólio 202. Desse modo, o vórtice 242 tem um núcleo mais compacto “firmemente retraído”, que reduz a perda de pressão através da ponta de pá 204 devido ao vórtice 242, aprimorando a eficiência e o desempenho da turbina 128.

[0023] Na realização ilustrada, o ponto dianteiro 252 da álula 250 é posicionado a uma certa distância (isto é, atrás) do bordo de ataque 214 da ponta 204. Mais especificamente, na realização ilustrada, o ponto dianteiro 252 é posicionado em um ponto de princípio de vórtice 244. Em outras palavras, a álula 250 é configurada para iniciar no mesmo ponto 244 em que o vórtice 242 é iniciado. A quantidade de vazamento de ponta ao longo da ponta de pá 204 é um equilíbrio entre um momento relativo do fluido quase estacionário (não mostrado especificamente) próximo ao envoltório estacionário 119 e um diferencial de pressão entre o lado de pressão 210 e o lado de sucção 212 do aerofólio 202 (“gradiente de pressão através da ponta”). O gradiente de pressão através da ponta é aproximadamente normal a um cambeamento 213 da ponta de pá 204. Em uma seção frontal 218 da ponta 204, o momento relativo efetivo do fluido próximo ao envoltório é maior que o gradiente de pressão através da ponta. O fluido próximo ao envoltório estacionário 119 apresenta um jato de alto momento na ponta de pá 204, agindo de modo perpendicular ao eixo geométrico 112 devido à rotação da pá 170. Mais para trás na pá 170, a elevação da ponta 204 supera esse jato. Consequentemente, em uma realização, o ponto dianteiro 252 da álula 250 está localizado onde uma soma vetorial do gradiente de pressão através da ponta se torna maior que o momento relativo do fluxo de fluido próximo ao envoltório (isto é, no ponto de princípio de vórtice 244). Deve-se compreender que a localização do ponto de princípio de vórtice 244 pode variar de uma realização da pá 170 para outra, e, consequentemente, a posição do ponto dianteiro 252 pode variar de modo semelhante. Além disso, em alguns casos, a localização do ponto de princípio de vórtice 244 é determinada com o uso de vários processos analíticos, tais como análise de dinâmica de fluidos de computação (CFD).

[0024] O distanciamento do ponto dianteiro 252 do bordo de ataque 214 da ponta 204 facilita a redução de qualquer material externo da álula 250 entre o ponto dianteiro 252 e o bordo de ataque 214, minimizando, desse modo, um peso adicionado da álula 250 à pá 170. Em outras realizações, o ponto dianteiro 252 da álula 250 é adjacente ao bordo de ataque 214 ou entre o bordo de ataque 214 e o ponto de princípio de vórtice 244 (isto é, na frente do ponto de princípio de vórtice 244). Em ainda outras realizações, o ponto dianteiro 252 da álula 250 é posicionado atrás do ponto de princípio de vórtice 244; no entanto, isso pode reduzir a eficácia da álula 250 na redução da perda de pressão devido ao vórtice 242.

[0025] O ponto dianteiro 252 define pelo menos parcialmente uma primeira fronteira entre uma primeira porção frontal 255, que inclui uma borda frontal 256, da álula 250 e uma superfície externa 234 da segunda nervura de ponta 226. Na realização exemplificadora, a borda frontal 256 inclui uma curva convexa que é mesclada ou substancialmente contínua em relação à superfície externa 234 da segunda nervura de ponta 226. A borda frontal 256 pode se estender de modo tangencial a partir do ponto dianteiro 252, como uma linha reta a partir do ponto dianteiro 252, como uma curva a partir do ponto dianteiro 252 e/ou com qualquer outra configuração adequada de modo que a álula 250 funcione conforme descrito no presente documento. Em algumas realizações, a borda frontal 256 pode ser diferente de substancialmente contínua em relação à superfície externa 234 da segunda nervura de ponta 226. Por exemplo, a borda frontal 256 pode se estender a partir do ponto dianteiro 252 em um canto ou interseção aguda à superfície externa 234 da segunda nervura de ponta 226.

[0026] Na realização ilustrada, o ponto posterior 254 da álula 250 é posicionado a uma certa distância (isto é, na frente) do bordo de fuga 216 da ponta 204. O distanciamento do ponto posterior 254 do bordo de fuga 216 da ponta 204 facilita a redução de qualquer material externo da álula 250 entre o ponto posterior 254 e o bordo de fuga 216, minimizando, desse modo, um peso adicionado da álula 250 à pá 170. Em outras realizações, o ponto posterior 254 da álula 250 pode ser posicionado a qualquer distância do bordo de fuga 216 de modo que a álula 250 funcione conforme descrito no presente documento. Alternativamente, o ponto posterior 254 da álula 250 pode ser posicionado adjacente ao bordo de fuga 216.

[0027] O ponto posterior 254 define pelo menos parcialmente uma segunda fronteira entre uma segunda porção traseira 257, que inclui uma borda traseira 258, da álula 250 e a superfície externa 234 da segunda nervura de ponta 226. Na realização exemplificadora, a borda traseira 258 inclui uma curva côncava que é mesclada ou substancialmente contínua em relação à superfície externa 234 da segunda nervura de ponta 226. A borda traseira 258 se estende em um contorno a partir da superfície externa 234 da segunda nervura de ponta 226. A borda traseira 258 pode se estender de modo tangencial a partir do ponto posterior 254, como uma linha reta a partir do ponto posterior 254, como uma curva ou contorno a partir do ponto posterior 254 e/ou como qualquer outra configuração adequada de modo que a álula 250 funcione conforme descrito no presente documento. Em algumas realizações, a borda traseira 258 pode ser diferente de substancialmente contínua em relação à superfície externa 234 da segunda nervura de ponta 226. Por exemplo, a borda traseira 258 pode se estender abruptamente a partir do ponto posterior 254, tal como em um canto ou interseção aguda com a superfície externa 234 da segunda nervura de ponta 226.

[0028] A áluia 250 inclui adicionalmente uma face de topo de álula 260, uma face de fundo de álula 262, e uma borda externa ou face lateral de álula 264 que se estende entre as mesmas. Na realização ilustrada, a face de topo de álula 260 é substancialmente contínua em relação a uma face de topo 236 do trilho de ponta 228. Adicionalmente, a face de topo de álula 260 é anular e concêntrica ao envoltório 119 (mostrado na Figura 1). A face de fundo de álula 262 inclui um ou mais filetes 266 configurados para aprimorar a resistência estrutural da álula 250. Em outras realizações, a face de fundo de álula 262 pode não incluir filetes 266. Por exemplo, a face de fundo de álula 262 pode ser substancialmente planar e/ou complementar à face de topo de álula 260. A face lateral de álula 264 inclui a borda frontal 256 e a borda traseira 258. A face lateral de álula 264 pode ter qualquer tamanho, formato e/ou configuração de modo que a álula 250 funcione conforme descrito no presente documento. Na realização ilustrada, a face lateral de álula 264 inclui uma curva complexa entre e incluindo a borda frontal 256 e a borda traseira 258. Além disso, a face lateral de álula 264 é configurada de modo que a álula 250 se estenda a partir da ponta 204 pelo menos em torno de uma localização de espessura de pá máxima T (ou de “cambeamento alto”). Em outras palavras, a álula 250 é posicionada de modo que o ponto dianteiro 252 esteja entre o bordo de ataque 214 e um ponto de lado de sucção 290 que corresponde à espessura T, e o ponto posterior 254 esteja entre o ponto de lado de sucção 290 que corresponde à espessura T e o bordo de fuga 216. Em realizações alternativas, o ponto dianteiro 252 está posicionado entre o ponto de lado de sucção 290 que corresponde à espessura T e o bordo de fuga 216.

[0029] Em outras realizações, a face lateral de álula 264 pode incluir qualquer combinação de curvas e/ou linhas retas. Além disso, a face lateral de álula 264 pode se estender em qualquer ângulo e/ou com qualquer configuração (por exemplo, curva, angulada, reta) entre a face de topo de álula 260 e a face de fundo de álula 262. Adicional ou alternativamente, em algumas realizações, uma ou mais dentre a face de topo de álula 260, a face de fundo de álula 262 e a face lateral de álula 264 podem ser configuradas alternativamente de modo que a álula 250 inclua recursos adicionais, tais como quedas, falhas, cristas, curvaturas (radiais) adicionais, picos, vales e/ou qualquer combinação dos mesmos.

[0030] Além disso, em algumas realizações, a face de topo de álula 260 pode não ser substancialmente contínua em relação à face de topo 236 de trilho de ponta e/ou pode não ser concêntrica ao envoltório 119. Por exemplo, em algumas realizações, a álula 250 pode ser deslocada radialmente para fora de modo que a face de topo de álula 260 se estende acima da face de topo 236 de trilho de ponta. Tal deslocamento radial para fora é limitado por uma quantidade de espaçamento de ponta entre a ponta 204 e o envoltório 119. Em outras realizações, a álula 250 pode ser deslocada radialmente para dentro de modo que a face de topo de álula 260 se estenda para baixo da face de topo 236 de trilho de ponta. Em ainda outras realizações, a face de topo de álula 260 pode não ser deslocada da face de topo 236 de trilho de ponta mas pode se estender (por exemplo, em uma curva e/ou em um plano) radialmente para dentro ou radialmente para fora da mesma na direção circunferencial oposto ao trilho de ponta 228.

[0031] Adicional ou alternativamente, conforme descrito posteriormente no presente documento, a álula 250 pode incluir ou ser integrada a outros recursos de ponta 204. Por exemplo, a álula 250 pode ser integrada a um ou mais dentre um recurso de flange de lado de pressão, um recurso de defletor de ponta e/ou qualquer outro recurso de ponta 204.

[0032] Deve-se reconhecer que a álula 250 pode ser implantada em variadas realizações das pás 170 (por exemplo, turbinas pequenas ou grandes, futuras ou existentes, de aeronave ou não de aeronave), de acordo com os ensinamentos do presente documento. De modo notável, a álula 250 pode ser implantada na ponta de pá 204 sem aumento de peso ou de custo substancial, com uma pluralidade de benefícios e vantagens. A álula 250 é configurada para reduzir o arrasto de esfregamento imposto pelo vórtice 242. Consequentemente, ao se introduzir a álula 250, conforme substancialmente mostrado e descrito, à pá 170, a pá 170 experimente uma perda de pressão reduzida, o que resulta em mais trabalho realizado pela turbina 128 e uma eficiência mais alta da turbina 128 (por exemplo, cerca de um aumento de 0,10 pontos em eficiência de turbina). Consequentemente, o consumo de combustível específico por motor 100 pode ser diminuído (por exemplo, por cerca de 0,05 a 0,10%). Além disso, conforme a perda de pressão é reduzida, um aprimoramento na pressão de ar a jusante também ocorre. Em particular, a inclusão da álula 250 na ponta de pá 204 pode aprimorar o fluxo em uma armação central de turbina (TCF, não mostrada) da turbina 128, resultando em perdas de pressão reduzidas na TCF.

[0033]A Figura 4 é uma vista em perspectiva de uma pá de turbina 170 (mostrada nas Figuras 1 a 3) que inclui uma primeira ponta de pá alternativa 404, a Figura 5 é uma primeira vista lateral da pá de turbina 170 que inclui a ponta de pá 404 e a Figura 6 é uma segunda vista lateral da pá de turbina 170 que inclui a ponta de pá 404. Quando os componentes mostrados na Figura 4 a 6 forem iguais ou funcionalmente semelhantes aos componentes mostrados nas Figuras 2 e 3, os mesmos números de referência serão empregados. Na realização ilustrada, a pá 170 inclui o aerofólio 202 e uma ponta 404. A ponta 404 inclui uma primeira álula 450, que pode ser semelhante à álula 250, mostrada nas Figuras 2 e 3, e uma segunda álula 470. A primeira álula 450 se estende na corda ao longo e circunferencialmente a partir do lado de sucção 212 da pá 170. A segunda álula 470 se estende na ao longo e circunferencialmente a partir do lado de pressão 210 da pá 170. Mais especificamente, na realização ilustrada, a segunda álula 470 é formada integralmente com o trilho de ponta 228 e se estende circunferencialmente a partir do mesmo. Em uma realização alternativa, a segunda álula 470 se encontrar de outra maneira além de formada integralmente com o trilho de ponta 228. A primeira álula 450 se estende de um ponto dianteiro 452 (referido no presente documento como o “primeiro ponto dianteiro” 452) para um ponto posterior 454 (referido no presente documento como o “primeiro ponto posterior” 454). A segunda álula 470 também se estende de um ponto dianteiro 472 (referido no presente documento como o “segundo ponto dianteiro” 472) para um ponto posterior 474 (referido no presente documento como o “segundo ponto posterior” 474).

[0034] Na realização ilustrada, o segundo ponto dianteiro 472 é posicionado atrás do bordo de ataque 214, e o segundo ponto posterior 474 é posicionado na frente do bordo de fuga 216. Em realizações alternativas, a segunda álula 470 é formada continuamente em relação à primeira álula 450, de modo que o primeiro ponto dianteiro 452 e o segundo ponto dianteiro 472 se encontrem no bordo de ataque 214 e/ou o primeiro ponto posterior 454 e o segundo ponto posterior 474 se encontrem no bordo de fuga 216. A segunda álula é posicionada de modo que o segundo ponto dianteiro 472 esteja entre o bordo de ataque 214 e um ponto de lado de pressão 490 que corresponde à espessura de pá máxima T, e o segundo ponto posterior 474 esteja entre o ponto de lado de pressão 490 que corresponde à espessura de pá máxima T e o bordo de fuga 216. A segunda álula 470 pode ter um ou mais more recursos semelhantes à primeira álula 450 e/ou à álula 250 descrita em relação às Figuras 2 e 3. Por exemplo, a segunda álula 470 pode incluir um filete de fundo 476 semelhante ao filete de fundo 266 da álula 250 e/ou um filete de fundo 466 da primeira álula 450. Conforme mostrado na Figura 5, a segunda álula (de lado de pressão) 470 é configurada como um “dissuasor de fluxo” visto que a mesma aumenta um efeito de seção contraída (ou fluxo) que aumenta uma camada-limite 442 do ar, que, por sua vez, diminui um coeficiente de descarga (ou fluxo) de ar de vazamento 240. Em outras palavras, a segunda álula 470 dificulta que o ar de vazamento 240 entre na lacuna 171. Consequentemente, a segunda álula 470 facilita o enfraquecimento do retraimento de vórtice induzido 242. Além disso, o aumento de uma área de superfície da ponta 204, através do fornecimento de uma primeira e uma segunda álulas 450, 470, facilita o espessamento da camada-limite 442. Em uma realização, uma face de fundo de álula 478 da segunda álula 470 pode ter uma rugosidade de superfície aumentada em comparação ao resto (ou pelo menos uma porção) da pá 170, de modo que a rugosidade de superfície facilite o aumento da turbulência induzida ao longo da face de fundo de álula 478. Por sua vez, a camada-limite 442 pode ser aumentada. Em outra realização alternativa, a ponta 404 pode incluir apenas a segunda álula (de lado de pressão) 470.

[0035] Além disso, na realização ilustrada, a primeira álula 450 inclui a face de topo de álula 460. Na realização ilustrada, a face de topo de álula 460 inclui uma primeira região 459 e uma segunda região 461. A segunda região 461 é substancialmente coplanar à face de topo 236 de trilho de ponta e a primeira região 459 é chanfrada ou angulada radialmente para dentro a partir da segunda região 461.

[0036] A Figura 7 é uma vista em perspectiva de uma pá de turbina 170 (mostrada nas Figuras 1 a 6) que inclui uma segunda ponta de pá alternativa 704, a Figura 8 é uma primeira vista lateral da pá de turbina 170 que inclui a ponta de pá 704 e a Figura 9 é uma segunda vista lateral da pá de turbina 170 que inclui a ponta de pá 704. Quando os componentes mostrados na Figura 7 a 9 forem iguais ou funcionalmente semelhantes aos componentes mostrados nas Figuras 2 e 3 e/ou nas Figuras 4 a 6, os mesmos números de referência serão empregados. Na realização ilustrada, a pá 170 inclui o aerofólio 202 e uma ponta 704. A ponta 704 inclui uma primeira álula 750, que pode ser semelhante à álula 250 (mostrada nas Figuras 2 e 3) e/ou à álula 450 (mostrada nas Figuras 4 a 6). A ponta 704 inclui adicionalmente uma segunda álula 770, que pode ser semelhante à segunda álula 470 (também mostrada nas Figuras 4 a 6). A primeira álula 750 se estende na corda ao longo e circunferencialmente a partir do lado de sucção 212 da pá 170. A segunda álula 770 se estende na ao longo e circunferencialmente a partir do lado de pressão 210 da pá 170. Mais especificamente, na realização ilustrada, a segunda álula 770 é formada integralmente com o trilho de ponta 228 e se estende circunferencialmente a partir do mesmo. Em uma realização alternativa, a segunda álula 770 se encontrar de outra maneira além de formada integralmente com o trilho de ponta 228.

[0037] A primeira álula 750 se estende de um ponto dianteiro 752 (referido no presente documento como o “primeiro ponto dianteiro” 752) para um ponto posterior 754 (referido no presente documento como o “primeiro ponto posterior” 754). A segunda álula 770 também se estende de um ponto dianteiro 772 (referido no presente documento como o “segundo ponto dianteiro” 772) para um ponto posterior 774 (referido no presente documento como o “segundo ponto posterior” 774). Na realização ilustrada, o segundo ponto dianteiro 772 é posicionado atrás do bordo de ataque 214, e o segundo ponto posterior 774 é posicionado na frente do bordo de fuga 216. A segunda álula 770 pode ter um ou mais recursos semelhantes a uma ou mais dentre as álulas 250, 450, 470 e/ou 750. Em outra realização alternativa, a ponta 704 pode incluir apenas a segunda álula (de lado de pressão) 770.

[0038] Além disso, na realização ilustrada, a primeira álula 750 inclui a face de topo de álula 760. Na realização ilustrada, a face de topo de álula 760 é separada da face de topo 236 de trilho de ponta por uma distância predeterminada d. A distância d pode ser determinada com base em uma ou mais características da pá 170 e/ou da ponta 704. Na realização ilustrada, a face de topo de álula 760 inclui uma região de continuidade 761 configurada para mesclar a primeira álula 750 continuamente com a ponta 704. Em uma realização alternativa, a face de topo de álula 760 não inclui a região de continuidade 761, de modo que a álula 750 se estenda abruptamente a partir da segunda parede lateral 222 a uma distância d da face de topo 236 de trilho de ponta.

[0039] As Figuras 10 e 11 ilustram uma primeira realização exemplificadora de uma disposição de abertura de resfriamento 1000 que pode implantada com a pá 170 (mostrada nas Figuras 1 a 9). Mais especificamente, a Figura 10 é uma vista em planta de topo da pá 170 que inclui a disposição de abertura de resfriamento 1000, e a Figura 11 é uma vista lateral da pá 170 que inclui a disposição de abertura de resfriamento 1000. A disposição de abertura de resfriamento pode ser implantada com a pá 170 para fornecer resfriamento (por exemplo, ar de resfriamento extraído de um circuito de resfriamento interno de pá, não mostrado) para a álula 250 (mostrada nas Figuras 2 e 3), para a primeira e/ou a segunda álulas 450, 470 (mostradas nas Figuras 4 a 6), e/ou para a primeira e/ou a segunda álulas 750, 770 (mostrada nas Figuras 7 a 9). Na realização ilustrada, a disposição de abertura de resfriamento 1000 inclui uma ou mais aberturas 1002. Cada abertura 1002 define um canal de resfriamento 1004 entre uma primeira extremidade 1006 e uma segunda extremidade 1008. A primeira extremidade 1006 é definida na face de topo 236 de trilho de ponta, e a segunda extremidade 1008 é definida em uma superfície interna 1010 da base de ponta 232 oposta à cavidade de ponta 230. Consequentemente, o canal de resfriamento 1004 se estende entre um exterior 1012 da pá 170 e um interior 1014 da pá 170.

[0040] As Figuras 12 e 13 ilustram uma primeira realização exemplificadora de uma disposição de abertura de resfriamento 1100 que pode implantada com a pá 170 (mostrada nas Figuras 1 a 9). Mais especificamente, a Figura 12 é uma vista em planta de topo da pá 170 que inclui a disposição de abertura de resfriamento 1100, e a Figura 13 é uma vista lateral da pá 170 que inclui a disposição de abertura de resfriamento 1100. Na realização ilustrada, a disposição de abertura de resfriamento 1100 inclui uma ou mais primeiras aberturas 1102 e uma ou mais segundas aberturas 1104. Cada primeira abertura 1102 pode ser substancialmente semelhante às aberturas 1002 (mostrada nas Figuras 10 e 11). Cada segunda abertura 1104 define um canal de resfriamento 1106 entre uma primeira extremidade 1108 e uma segunda extremidade 1110. A primeira extremidade 1108 é definida em uma superfície externa 1112 da segunda parede lateral 222, próxima à face de fundo de álula 262. A segunda extremidade 1110 é definida em uma superfície interna 1114 da segunda parede lateral 222 oposta à superfície externa 1112. Consequentemente, o canal de resfriamento 1106 também se estende entre o exterior 1012 e o interior 1014 da pá 170. A(s) segunda (s) abertura(s) 1104 são configuradas para fornecer resfriamento adicional ou suplementar à álula 250.

[0041] As Figuras 14 e 15 ilustram uma terceira realização exemplificadora de uma disposição de abertura de resfriamento 1200 que pode implantada com a pá 170 (mostrada nas Figuras 1 a 9). Mais especificamente, a Figura 13 é uma vista em planta de topo da pá 170 que inclui a disposição de abertura de resfriamento 1200, e a Figura 14 é uma vista lateral da pá 170 que inclui a disposição de abertura de resfriamento 1200. Na realização ilustrada, a disposição de abertura de resfriamento 1200 inclui uma ou mais primeiras aberturas 1202 e uma ou mais segundas aberturas 1204. Cada primeira abertura 1202 pode ser substancialmente semelhante às aberturas 1002 (mostrada nas Figuras 10 e 11). Cada segunda abertura 1204 define um canal de resfriamento 1206 entre uma primeira extremidade 1208 e uma segunda extremidade 1210. A primeira extremidade 1208 é definida na face lateral de álula 264 (ou, em uma realização alternativa, na face de fundo de álula 262), e a segunda extremidade 1210 é definida na superfície interna 1010 da base de ponta 232. Consequentemente, o canal de resfriamento 1206 também se estende entre o exterior 1012 e o interior 1014 da pá 170, mais especificamente, através de pelo menos uma porção da álula 250. Deve-se compreender que disposições de abertura de resfriamento alternativas àquelas mostradas no presente documento podem ser incluídas na pá 170 para resfriar a álula 250. As disposições de abertura de resfriamento podem ser posicionadas no lado de pressão 210, no lado de sucção 212 e/ou na ponta 204 da pá 170. As aberturas na mesma podem ser posicionadas a montante, de modo adjacente e/ou através da álula 250 e/ou do aerofólio 202 da pá 170.

[0042] A Figura 16 é uma vista em perspectiva de uma pá de turbina 170 (mostrada nas Figuras 1 a 15) que inclui uma terceira ponta de pá alternativa 1604. Quando os componentes mostrados na Figura 16 forem iguais ou funcionalmente semelhantes aos componentes mostrados nas Figuras 2 e 3 e/ou nas Figuras 4 a 9, os mesmos números de referência serão empregados. Na realização ilustrada, a pá 170 inclui o aerofólio 202 e uma ponta 1604. A ponta 1604 inclui uma primeira álula 1650, que pode ser semelhante à álula 250 (mostrada nas Figuras 2 e 3), à álula 450 (mostrada nas Figuras 4 a 6), e/ou à álula 750 (mostrada nas Figuras 7 a 9). A ponta 1604 inclui adicionalmente uma segunda álula 1670, que pode ser semelhante à segunda álula 470 (mostrada nas Figuras 4 a 6) e/ou à segunda álula 770 (mostrada nas Figuras 7 a 9).

[0043] A primeira álula 1650, na realização ilustrada, inclui uma pluralidade de “subálulas” 1652, 1654 e 1656. A primeira subálula 1652 se estende entre um ponto dianteiro 1660, que corresponde a um ponto dianteiro 1658, ou está colocalizado no mesmo, da primeira álula 1650, para um ponto posterior 1662. A segunda subálula 1654 se estende de um ponto dianteiro 1664 para um ponto posterior 1666, e a terceira subálula 1656 se estende de um ponto dianteiro 1668 para um ponto posterior 1670, que corresponde a um ponto posterior 1672, ou está colocalizado no mesmo, da primeira álula 1650. Em uma realização, o ponto posterior 1662 da primeira subálula 1652 corresponde ao ponto dianteiro 1664, ou está colocalizado no mesmo, da segunda subálula 1654, e/ou ponto posterior 1666 da segunda subálula 1654 corresponde ao ponto dianteiro 1668, ou está colocalizado no mesmo, da terceira subálula 1656. Em outra realização, o ponto posterior 1662 da primeira subálula 1652 é separado do ponto dianteiro 1664 da segunda subálula 1654 e/ou o ponto posterior 1666 da segunda subálula 1654 é separado do ponto dianteiro 1668 da terceira subálula 1656. Além disso, em uma realização, o(s) ponto(s) dianteiro(s) 1664, 1668 e/ou o(s) ponto(s) posterior(es) 1662, 1666 são diretamente adjacentes à segunda nervura de ponta 226, de modo que uma ou mais subálulas 1652, 1654 e/ou 1656 definam um subálula discreta que se estende a partir da segunda parede lateral de aerofólio 222. Em outra realização, o(s) ponto(s) dianteiro(s) 1664, 1668 e/ou (s) ponto(s) posterior(es) 1662, 1666 são posicionados axialmente para fora a partir da segunda nervura de ponta 226, de modo que uma ou mais dentre as subálulas 1652, 1654 e/ou 1656 sejam contínuas em relação à(s) outra(s) dentre as subálulas 1652, 1654 e/ou 1656.

[0044]A Figura 17 é uma vista em perspectiva de uma pá de turbina 170 (mostrada nas Figuras 1 a 16) que inclui uma quarta ponta de pá alternativa 1704. Quando os componentes mostrados na Figura 17 forem iguais ou funcionalmente semelhantes aos componentes mostrados nas Figuras 2 e 3 e/ou nas Figuras 4 a 9, os mesmos números de referência serão empregados.

Na realização ilustrada, a pá 170 inclui o aerofólio 202 e uma ponta 1704. A ponta 1704 inclui uma primeira álula 1750, que pode ser semelhante à álula 250 (mostrada nas Figuras 2 e 3), à álula 450 (mostrada nas Figuras 4 a 6), e/ou à álula 750 (mostrada nas Figuras 7 a 9). Além disso, a ponta de pá 1704 inclui um defletor de ponta 1760 que se estende para trás no sentido da corda entre o bordo de ataque 214 e o bordo de fuga 216. O defletor de ponta 1760 é aninhado transversalmente entre as nervuras de ponta 224, 226. Além disso, o defletor de ponta 1760 se conforma pelo menos parcialmente a um perfil aerodinâmico da primeira nervura de ponta 224 e se conforma pelo menos parcialmente a um perfil aerodinâmico da segunda nervura de ponta 226. O defletor de ponta 1760 divide a seção frontal 218 da ponta 1704 em dois orifícios, 1762 e 1764. Na realização ilustrada, o defletor de ponta 1760 é substancialmente coplanar (ou tem a mesma “altura”) às nervuras de ponta 224, 226. O defletor de ponta 1760 e os orifícios correspondentes 1762, 1764 cooperam para extrair energia do fluxo de vazamento 240 (mostrado nas Figuras 2 e 5). Mais especificamente, os turbilhões de fluxo secundário são desenvolvidos em linhas de corrente de fluxo de fluxo de vazamento 240 dentro dos orifícios 1762, 1764, reduzindo o retraimento de vórtice final 242 no lado de sucção 212 da pá 170.

[0045] A Figura 18 é uma vista lateral de uma primeira pá de turbina alternativa 1800. Na realização ilustrada, a pá de turbina 1800 inclui um aerofólio 1802 e uma ponta em geral cônica 1804. Mais particularmente, um bordo de ataque 1814 da ponta 1804 se estende mais radialmente para fora que um bordo de fuga 1816 da ponta 1804. Na realização ilustrada, a ponta 1804 inclui uma álula 1850 que é configurada para se conformar à curvatura da ponta 1804. Embora a álula 1850 seja ilustrada como se estendendo continuamente a partir de uma face de topo de ponta 1852, deve-se compreender que, em realizações alternativas, a álula 1850 pode ser localizada radialmente para dentro a partir da face de topo de ponta 1852.

[0046] A Figura 19 é uma vista lateral de uma segunda pá de turbina alternativa 1900. Na realização ilustrada, a pá de turbina 1900 inclui um aerofólio 1902 e uma ponta 1904 com uma curvatura complexa 1906. Embora a curvatura 1906 seja ilustrada como um formato de “apoio”, deve-se compreender que, na realização alternativa, a ponta 1904 pode ter qualquer curvatura complexa 1906 que varie radialmente e/ou axialmente. Na realização ilustrada, a ponta 1904 inclui uma álula 1950 que é configurada para se conformar à curvatura 1906 da ponta 1904. Embora a álula 1950 seja ilustrada como se estendendo continuamente a partir de uma face de topo de ponta 1952, deve-se compreender que, em realizações alternativas, a álula 1950 pode ser localizada radialmente para dentro a partir da face de topo de ponta 1952.

[0047] As pás de turbina descritas acima fornecer um método com boa relação custo/benefício para aumentar uma eficiência e desempenho de turbinas em motores de turbofan. Especificamente, o fornecimento das álulas descritas acima às e pás de turbina conduz um vórtice induzido para a direção opostas da pá de turbina, o que reduz o vórtice e, desse modo, reduz a perda de pressão. A álula pode ser fornecida no lado de sucção do aerofólio da pá e pode ser posicionada próxima a um ponto de espessura máxima ou de curvatura alta da pá. Além disso, as disposições de abertura de resfriamento são configuradas para fornecer resfriamento à estrutura adicionada da álula na ponta de pá.

[0048] Realizações exemplificadoras de pás de turbina em turbinas de alta pressão são descritas acima em detalhes. As pás de turbina e os métodos para operar tais sistemas e dispositivos não são limitados às realizações específicas descritas no presente documento, mas, em vez disso, os componentes de sistemas e/ou etapas dos métodos podem ser utilizados independente e separadamente de outros componentes e/ou etapas descritos no presente documento. Por exemplo, os métodos e os sistemas também ser incorporados em outros conjuntos de motor ou outros sistemas não motor que empregam turbinas, tais como veículos terrestres e/ou aplicações relacionadas à energia.

[0049] Embora recursos específicos de várias realizações da revelação possam ser mostrados em alguns desenhos e não em outros, isso se dá somente por conveniência. De acordo com os princípios da revelação, qualquer recurso de um desenho pode ser denominado e/ou reivindicado em combinação com outros recursos em qualquer outro desenho.

[0050] Esta descrição escrita usa exemplos para apresentar a invenção, inclusive o melhor modo, e também para capacitar qualquer indivíduo versado na técnica a praticar a invenção, inclusive a fazer e usar qualquer aparelho ou sistema, e a executar quaisquer métodos incorporados. O escopo patenteável da revelação é definido através das reivindicações, e pode incluir outros exemplos que ocorram aos indivíduos versados na técnica. Tais outros exemplos se destinam a estarem dentro do escopo das reivindicações se possuírem elementos estruturais que não os diferenciem da linguagem literal das reivindicações, ou se os mesmos incluírem elementos estruturais equivalentes com diferenças insubstanciais da linguagem literal das reivindicações.

Lista de Partes Motor de turbofan.................................100 Eixo geométrico longitudinal......................112 Conjunto de ventoinha.............................114 Motor de turbina de núcleo........................116 Invólucro externo.................................118 Envoltório estacionário...........................119 Entrada anular.................................120 Compressor de LP...............................122 Compressor de HP...............................124 Seção de combustão.............................126 Turbina de HP..................................128 Turbina de LP..................................130 Seção de bocal de escape de jato...............132 Eixo ou carretei de HP.........................134 Eixo ou carretei de LP.........................136 Trajetória de fluxo de ar de núcleo............137 Ventoinha de passo variável....................138 Pás de ventoinha...............................140 Nacela.........................................150 Passagem de fluxo de ar de desvio..............156 Volume de ar...................................158 Entrada........................................160 Primeira porção................................162 Segunda porção.................................164 Gases de combustão.............................166 Palhetas de estator de turbina de HP...........168 Pá de rotor de turbina de HP...................170 Lacuna ........................................171 Palhetas de estator de turbina de LP...........172 Pás de rotor de turbina de LP..................174 Seção de escape de bocal de ventoinha..........176 Trajetória de gás quente.......................178 Cauda de Andorinha.............................201 Aerofólio......................................202 Raiz de pá........................................203 Ponta.............................................204 Lado de pressão...................................210 Lado de sucção....................................212 Cambeamento.......................................213 Bordo de ataque...................................214 Corda.............................................215 Bordo de fuga.....................................216 Seção frontal ....................................218 Primeira parede lateral de aerofólio..............220 Segunda parede lateral de aerofólio...............222 Primeira nervura de ponta de seção rebaixada.....224 Segunda nervura de ponta de seção rebaixada......226 Trilho de ponta...................................228 Cavidade de ponta.................................230 Base de ponta.....................................232 Superfície externa................................234 Face de topo de trilho de ponta...................236 Fluxo de vazamento................................240 Vórtice...........................................242 Ponto de princípio de vórtice.....................244 Álula ............................................250 Ponto dianteiro...................................252 Ponto posterior...................................254 Primeira porção frontal...........................255 Borda frontal.....................................256 Segunda porção traseira...........................257 Borda traseira....................................258 Face de topo de álula..............................260 Face de fundo de álula.............................262 Face lateral de álula..............................264 Filete de fundo....................................266 Ponto de lado de sucção............................290 Primeira ponta de pá alternativa...................404 Camada-limite......................................442 Primeira álula.....................................450 Primeiro ponto dianteiro...........................452 Primeiro ponto posterior...........................454 Primeira região....................................459 Face de topo de álula..............................460 Segunda região.....................................461 Filete de fundo....................................466 Segunda álula......................................470 Segundo ponto dianteiro............................472 Segundo ponto posterior............................474 Filete de fundo....................................476 Face de fundo de álula.............................478 Ponto de lado de pressão...........................490 Segunda ponta de pá alternativa....................704 Primeira álula.....................................750 Primeiro ponto dianteiro...........................752 Primeiro ponto posterior...........................754 Face de topo de álula..............................760 Região de continuidade.............................761 Segunda álula......................................770 Segundo ponto dianteiro............................772 Segundo ponto posterior...........................774 Disposição de abertura de resfriamento..........1000 Aberturas.......................................1002 Canal de resfriamento..........................1004 Primeira extremidade............................1006 Segunda extremidade.............................1008 Superfície interna..............................1010 Exterior........................................1012 Interior........................................1014 Disposição de abertura de resfriamento...........1100 Primeira abertura................................1102 Segunda abertura.................................1104 Canal de resfriamento............................1106 Primeira extremidade.............................1108 Segunda extremidade..............................1110 Superfície externa...............................1112 Superfície interna...............................1114 Disposição de abertura de resfriamento..........1200 Primeira abertura...............................1202 Segunda abertura................................1204 Canal de resfriamento...........................1206 Primeira extremidade............................1208 Segunda extremidade.............................1210 Terceira ponta de pá alternativa................1604 Primeira álula..................................1650 Primeira subálula...............................1652 Segunda subálula................................1654 Terceira subálula...............................1656 Ponto dianteiro....................................1658 Ponto dianteiro....................................1660 Ponto posterior....................................1662 Ponto dianteiro....................................1664 Ponto posterior....................................1666 Ponto dianteiro....................................1668 Segunda álula......................................1670 Ponto posterior....................................1672 Quarta ponta de pá alternativa.....................1704 Primeira álula.....................................1750 Defletor de ponta..................................1760 Primeiro orifício..................................1762 Segundo orifício...................................1764 Primeira pá de turbina alternativa.................1800 Aerofólio..........................................1802 Ponta..............................................1804 Bordo de ataque....................................1814 Bordo de fuga......................................1816 Álula .............................................1850 Face de topo de ponta..............................1852 Segunda pá de turbina alternativa..................1900 Aerofólio..........................................1902 Ponta..............................................1904 Curvatura..........................................1906 Álula .............................................1950 Face de topo de ponta..............................1952 Reivindicações

Claims (10)

1. PÁ DE TURBINA (170), caracterizada pelo fato de que compreende: uma raiz de pá (203); uma ponta de pá (204); e um aerofólio (202) que se estende entre a dita raiz de pá (203) e a dita ponta de pá (204), sendo que o dito aerofólio (204) tem lados de pressão (210) e de sucção (212) opostos que se estendem entre um bordo de ataque frontal (214) e um bordo de fuga traseiro (216) do dito aerofólio (202), sendo que o dito aerofólio (202) tem uma espessura máxima (T) localizada entre o dito bordo de ataque (214) e o dito bordo de fuga (216), sendo que a dita ponta de pá (204) compreende uma álula (250) que se estende lateralmente para fora a partir de pelo menos um dentre o dito lado de pressão (210) e o dito lado de sucção (212) a partir de um ponto dianteiro (252) entre o dito bordo de ataque (214) e a dita espessura máxima (T) em direção à parte traseira para um ponto posterior (254) entre a dita espessura máxima (T) e o dito bordo de fuga (216).

2. PÁ DE TURBINA (170), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a dita pá de turbina (170) é encerrada por um envoltório estacionário (119), a dita ponta de pá (204) é separada do envoltório estacionário (119) por uma lacuna de espaçamento de ponta (171), e em que o dito ponto dianteiro (252) da dita álula (250) está posicionado em uma localização (244) onde uma soma vetorial de um gradiente de pressão entre o dito lado de pressão (210) e o dito lado de sucção (212) do dito aerofólio (202) se torna maior que um momento relativo de ar próximo ao envoltório estacionário (119).

3. PÁ DE TURBINA (170), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a dita álula (250) compreende: uma primeira porção frontal (255) que se estende para trás a partir do dito ponto dianteiro (252) entre o dito bordo de ataque (214) e a dita espessura máxima (T), sendo que a dita primeira porção (255) compreende uma borda frontal convexa (256); e uma segunda porção traseira (257) que se estende para trás a partir da dita primeira porção (255), sendo que a dita segunda porção (257) compreende uma borda traseira côncava (258).

4. PÁ DE TURBINA (170), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a dita álula (250) compreende uma face lateral (264) que forma uma curva composta sobre pelo menos uma porção da dita face lateral (264) da dita álula (250), e em que a dita face lateral (264) da dita álula (250) é angulada radialmente para dentro.

5. PÁ DE TURBINA (170), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a dita álula (250) se estende lateralmente para fora a partir de pelo menos um dentre o dito lado de pressão (210) e o dito lado de sucção (212).

6. MOTOR DE TURBOFAN (100), caracterizado pelo fato de que compreende: um motor de núcleo (116) que inclui um compressor de múltiplos estágios (124); e uma ventoinha (138) alimentada por uma turbina (128) acionada por gás gerado no dito motor de núcleo (116), sendo que a dita turbina (128) compreende uma pá de turbina (170) que compreende: uma raiz de pá (203); uma ponta de pá (204); e um aerofólio (202) que se estende entre a dita raiz de pá (203) e a dita ponta de pá (204), sendo que o dito aerofólio (204) tem lados de pressão (210) e de sucção (212) opostos que se estendem entre um bordo de ataque frontal (214) e um bordo de fuga traseiro (216) do dito aerofólio (202), sendo que o dito aerofólio (202) tem uma espessura máxima (T) localizada entre o dito bordo de ataque (214) e o dito bordo de fuga (216), sendo que a dita ponta de pá (204) compreende uma álula (250) que se estende lateralmente para fora a partir de pelo menos um dentre o dito lado de pressão (210) e o dito lado de sucção (212) a partir de um ponto dianteiro (252) entre o dito bordo de ataque (214) e a dita espessura máxima (T) em direção à parte traseira para um ponto posterior (254) entre a dita espessura máxima (T) e o dito bordo de fuga (216).

7. PÁ DE TURBINA (100), de acordo com a reivindicação 6, caracterizada pelo fato de que a dita pá de turbina (170) é encerrada por um envoltório estacionário (119), a dita ponta de pá (204) é separada do envoltório estacionário (119) por uma lacuna de espaçamento de ponta (171), e em que o dito ponto dianteiro (252) da dita álula (250) está posicionado em uma localização (244) onde uma soma vetorial de um gradiente de pressão entre o dito lado de pressão (210) e o dito lado de sucção (212) do dito aerofólio (202) se torna maior que um momento relativo de ar próximo ao envoltório estacionário (119).

8. MOTOR DE TURBOFAN (100), de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que a dita álula (250) compreende: uma primeira porção frontal (255) que se estende para trás a partir do dito ponto dianteiro (252) entre o dito bordo de ataque (214) e a dita espessura máxima (T), sendo que a dita primeira porção (255) compreende uma borda frontal convexa (256); e uma segunda porção traseira (257) que se estende para trás a partir da dita primeira porção (255), sendo que a dita segunda porção (257) compreende uma borda traseira côncava (258).

9. MOTOR DE TURBOFAN (100), de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que a dita álula (250) compreende uma face lateral (264) que forma uma curva composta sobre pelo menos uma porção da dita face lateral (264) da dita álula (250), e em que a dita face lateral (264) da dita álula (250) é angulada radialmente para dentro.

10. MOTOR DE TURBOFAN (100), de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que a dita álula (250) se estende lateralmente para fora a partir de pelo menos um dentre o dito lado de pressão (210) e o dito lado de sucção (212).