CN101105183B - 涡轮风扇发动机及其操作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种涡轮风扇发动机的风扇叶片(100)。该涡轮风扇发动机叶片(100)包括具有第一侧壁(110)和第二侧壁(112)的翼面(102)，第一侧壁和第二侧壁在前缘(114)和后缘(116)处连接；布置于第一和第二侧壁之间的多个气流通道(134)，该气流通道配置为在邻近翼面的基座处接收压缩空气流，而在邻近风扇叶片翼面后缘处排出压缩空气流。

Description

涡轮风扇发动机及其操作方法
技术领域
本发明一般地涉及涡轮风扇发动机，尤其涉及一种减少涡轮风扇发动机运行噪音水平的方法和设备。
背景技术
涡轮风扇燃气轮机典型地包括风扇装置将空气引导至中心燃气涡轮发动机和旁通管。该中心燃气涡轮发动机包括一个高压压缩机，一个燃烧器，和至少一个涡轮机。压缩机对由风扇装置引导来的空气流进行压缩并将该压缩空气输送至燃烧器并在其中与燃料相混合。然后该混合物被点燃以产生热的燃烧气体。燃烧气体被引导至涡轮机，涡轮机吸取该燃烧气体的能量以驱动压缩机，并同时产生有用功以推动处于飞行中的飞行器。
在操纵过程中，风扇的运行类似于推进器，通过将空气向下游供应至燃气涡轮发动机再将空气通过排气喷嘴加速喷出为飞行器提供推力。同样地，从风扇排出的空气流分为两股各自输送入单独的通道，其分别被称为风扇管道气流和中心管道气流。更特别地，风扇在空气通过风扇管道前给其一个旋转运动。旋转运动可能会在空气被排出排气喷嘴前造成动量损失。因此，至少一些已知的涡轮风扇发动机包括一系列定子叶片以利于减少空气在旁路管道前的旋转运动。但是，空气流对定子叶片的冲击会造成噪音排放的增大。例如，风扇空气以流经叶片的运动速度冲击定子叶片并产生一个频率，该频率常被称为叶片通道频率(BPF)。此外，风扇流的不稳定会与定子互相作用而产生宽带噪声。当具有更高旁通率的更大涡轮风扇发动机被制造出来以满足以较低比耗油水平下产生更大推力要求的需要时，风扇就成为由发动机释放的主要噪音源。由于国际重视的需要，人们为了减少涡轮风扇发动机中的风扇噪音做了一些尝试来限制或减少发动机噪音水平的增加，尤其是机场附近区域。但是，已知的用来解决此问题的尝试包括间接式的补偿方法，这些方法没有直接解决问题的根源并有明显的副作用，例如发动机重量的增加。因此，就有这样一种需要，即在尽可能的减少发动机整体重量情况下维持其期望性能水平的同时，明显减小涡轮风扇发动机的噪音水平。
发明内容
一方面，提供一种操作涡轮风扇发动机的方法。该方法包括设置第一风扇盘，其配置为在第一旋转方向转动；将第一风扇叶片与第一风扇盘相连接，第一风扇叶片包括燕尾榫、与该燕尾榫相连的翼面、和多个列通过燕尾榫延伸的通道；并且引导空气流通过至少一个风扇叶片以使该空气流从翼面的后缘流出从而利于减少涡轮风扇发动机的运行噪音水平。
另一方面，提供一种涡轮风扇发动机风扇叶片。该风扇叶片包括：燕尾榫；与该燕尾榫相连的翼面，该翼面包括一个第一侧壁和一个第二侧壁，该第一和第二侧壁在前缘和轴向后缘处相连接；通过燕尾榫延伸的多个气流通道，气流通道配置为接收压缩空气流和邻近风扇叶片翼面后缘处排放压缩空气。
另一方面，提供一种涡轮风扇发动机装置。涡轮风扇发动机装置包括第一风扇装置和连接到第一风扇装置的涡轮机，该第一风扇装置包括多个风扇叶片，至少一个风扇叶片包括燕尾榫、与该燕尾榫相连接的翼面，该翼面包括一个第一侧壁和一个第二侧壁，该第一侧壁和第二侧壁在一个前缘和轴向后缘处相连接，通过燕尾榫延伸的多个气流通道，气流通道配置为接收压缩空气流和邻近翼面后缘处排放压缩空气。
附图说明
附图1示出了一个示例性的涡轮风扇发动机的截面视图；
附图2示出了附图1所示涡轮风扇发动机的一个部分的截面视图；
附图3示出了可应用于附图1和附图2所示涡轮风扇发动机中的一个示例性风扇叶片的透视图；
附图4示出了另一种可应用于附图1和附图2所示涡轮风扇发动机中的示例性风扇叶片的透视图；
附图5示出了附图3和附图4中的风扇叶片的俯视图；
附图6示出了附图1所示涡轮风扇发动机装置的一个部分的截面视图，其包括在正常运行条件下与附图3和附图4所示类似的风扇叶片；
附图7示出了另一种可应用于附图1和附图2所示涡轮风扇发动机中的示例性风扇叶片的透视图；和
附图8示出了附图1所示涡轮风扇发动机装置的一个部分的截面视图，其包括在正常运行条件下与附图7所示类似的风扇叶片。
具体实施方式
附图1示出了一个示例性涡轮风扇发动机装置10的一个部分的截面视图，该装置包括布置在纵向中心轴线16周围的前风扇装置12和后风扇装置14。这里使用的术语“前风扇”和“后风扇”用来表示风扇装置12轴向地连接安装于风扇装置14的上游。在一个实施例中，风扇装置12和14定位于示例的涡轮风扇发动机10的前端。在一个可选的实施例中，风扇装置12和14定位于风扇涡轮发动机10的后端。风扇装置12和14每个均包括对应的转子盘13和15和多个分别与每个转子盘连接的风扇叶片18和20。风扇装置12和14均布置于一个吊舱22内。涡轮风扇发动机10还包括增压压缩机24。在示例性实施例中，增压压缩机24包括具有多排叶片的径向内部转子部26，和在相反方向旋转的、具有多排叶片的径向外部转子部28。在一个示例性的实施例中，内转子部26与前风扇装置12通过前增压器臂29相连，这样就与前风扇装置12以同样的旋转方向和同样的转速旋转了，并且外转子部28与后风扇装置14通过一个后风扇装置盘31相连接，这样就可以与后风扇装置14以同样的旋转速度和旋转方向转动了。在示例性的实施例中，增压机24设置于轴向上前风扇装置12的下游处以使得增压机24位于风扇装置12和风扇装置14之间。
涡轮风扇发动机10还包括一个中心燃气涡轮发动机30，其位于风扇装置12和14的下游处。中心燃气涡轮发动机30包括高压压缩机32，燃烧器34，以及通过轴38与高压压缩机32相连的高压涡轮机36。在运行中，中心燃气涡轮发动机30产生燃气，该燃气被向下游引导至高压涡轮机36和反向旋转的低压涡轮机40，其从燃气中汲取能量再分别通过轴42和44来使风扇装置12和14运转。
低压涡轮机40包括一个位于高压涡轮机36下游并与中心发动机30相连的固定外壳50。低压涡轮机40还包括在径向上定位于外壳50内的径向外转子部52。外转子部52大致为截头圆锥体形状并包括多个周向间隔布置的转子叶片54，转子叶片与相应的转子盘56相连并从其径向向内延伸。虽然示例性实施例只示出了四个转子盘56，但应该认识到在此处描述的方法和装置的范围内外转子52可以具有任意数量的转子盘56。
低压涡轮机40还包括径向内转子部60，其相对于外转子部52基本同轴对齐并在其径向内部。内转子60包括多个周向间隔设置的转子叶片62，此转子叶片与对应的转子盘64连接并从其径向向外延伸。虽然，示例性的实施例仅示出了五个转子盘64，但应该认识到在此处描述的方法和装置的范围内内转子60可以具有任意数量的转子盘64。在示例性实施例中，内转子60通过轴44可转动地与后风扇装置14连接，并与为内转子60提供结构支撑的涡轮机中间框架66连接。外转子52通过轴42可转动地与前风扇装置12连接，并与为外转子52提供旋转支撑的涡轮机后框架68连接。
在示例性实施例中，从相应转子盘64延伸的内转子叶片62和从相应转子盘56延伸出的外转子叶片54轴向上交叉布置，这样内转子叶片62就在对应的外转子叶片54间延伸了。因此，叶片54和62配置为适应于转子52和60的反向转动。在一个优选的实施例中，低压涡轮外转子52，前风扇装置12，和增压压缩机内转子26配置为在第一转动方向上转动，低压涡轮内转子60，增压压缩机外转子28，和后风扇装置14配置为在第二相反方向上转动。
附图2示出了附图1中所示涡轮风扇发动机装置10的一个前部的截面视图。如附图2中所示，前风扇装置12和增压压缩机内转子26均利用第一锥体70与轴42相连，第二风扇装置14和增压压缩机外转子28利用第二锥体72与轴44相连。更特别的，锥体70的前端部与第一前风扇装置12相连，并且锥体70的后端与轴42相连。此外，锥体72的前端与后风扇装置盘31相连而锥体72的径向后端与驱动轴44相连。
在示例性的实施例中，涡轮风扇发动机10还包括用来给后风扇装置14和增压压缩机外部转子28提供径向支承的第一风扇轴承装置80。更特别的，在一个示例性的实施例中，第一风扇轴承装置80包括轴承支承82，其固定连接在第一风扇轴承装置80和涡轮风扇发动机装置10的一个结构部件之间，例如风扇框架84。涡轮风扇发动机装置10还包括置于锥体70和锥体72之间的第二风扇轴承装置90以支承前风扇装置12和增压压缩机内转子26。在示例性的实施例中，轴承装置90是一个推力轴承装置，其包括多个滚动部件以利于在基本固定的轴向位置上保持前风扇装置12和后风扇装置14。
附图3是可用于附图1和2所示风扇装置12和/或风扇装置14中的示例性风扇叶片100的透视图。附图4是可用于风扇装置12和/或风扇装置14中的附图3所示风扇叶片100第二实施例的透视图。风扇叶片100包括翼面102和整体燕尾榫104，该燕尾榫用于将风扇叶片100安装到例如风扇装置12和/或风扇装置14(如附图1所示)的风扇装置中。在示例性的实施例中，这里描述的风扇叶片是超塑成形和扩散粘结(SPF/DB)肋核心空心钛风扇叶片，其根部大约50％为空心，能提供更坚固的风扇叶片同时还减小了发动机的整体重量。此外，燃气涡轮发动机还包括在叶片平台上，旋转部件上和增压器卷筒中用来最小化泄漏的密封。
每个翼面102包括第一成形侧壁110和第二成形侧壁112。第一侧壁110是凸起的并限定了翼面102的负压侧，而第二侧壁112是凹入的并限定了翼面102的压力侧。侧壁110和112在翼面102的前缘114和轴向间隔设置的后缘116处汇合。更特别地，翼面后缘116与翼面前缘114在弦向间隔开并在其下游。第一和第二侧壁110和112分别从设置在与燕尾榫104相邻的叶片根部118到翼面顶部120的跨度上在纵向和径向上向外延伸。叶片平台122设置在叶片根部118之上并分别从第一和第二侧壁110和112在轴向方向上径向向外延伸。在示例性的实施例中，每个风扇叶片100采用例如但不仅限于钛的金属制造而得。在可选的实施例中，每个风扇叶片100是采用了复合材料制造而得。在可选的实施例中，每个风扇叶片100采用嵌入金属框架中的复合材料制造而得。
如附图3和附图4示出，风扇叶片100基本为空心以使得空气流可以由翼面102引导而通过多个后缘开口130排出，所述后缘开口设置在邻近翼面后缘116处以利于将增压的空气引导至风扇叶片后缘处并填充尾流，这样就减少和/或消除了不稳定的转子尾流/定子干扰，并从而减少了由风扇发动机装置10产生的相应噪音。更特别地，翼面102包括多个在第一侧壁110和第二侧壁112之间连接从而限定多个气流通道134的肋或加强件132，所述气流通道限定在至少一些相邻的加强件132之间。因此，气流通道134就限制于在侧壁110，侧壁112和加强件132之间的翼面102中。
例如，翼面102可以采用铸造到风扇叶片100中的型芯(未示出)制造。该型芯可以通过将液态陶瓷和炭浆注射入型芯铸模(未示出)中制得。加热浆体以制得固态陶瓷充气型芯。该型芯悬置在风扇叶片铸模(未示出)中并将热蜡注入至风扇叶片模具中以包裹陶瓷型芯。热蜡固化并与在叶片平台内悬置的陶瓷型芯一起形成风扇叶片。再将具有该陶瓷型芯的蜡风扇叶片浸入陶瓷浆中并干燥。此过程重复多次以使得壳体成形于蜡风扇叶片的表面。然后蜡体熔化流出壳体而留下带有悬置的型芯的模具，再将熔融的金属灌入其中。待金属固化后打开壳体移除型芯以形成风扇叶片100，该叶片包括多个肋或加强件132以及多个限定在第一和第二侧壁110和112以及加强件132之间的气流通道134。在可选的实施例中，一个或全部的气流通道134和/或后缘开口130可以通过钻孔形成。
风扇叶片100还包括空气流入口140，该入口由一个翼面102的外表面至少部分的穿过翼面102。更特别地，在示例性的实施例中，翼面入口140通过第二侧壁112限定从而使空气流可被引导通过翼面入口140进入多个通道134。在示例性的实施例中，翼面102包括单个翼面入口开口140，其尺寸成形为可将空气流导入多个通道134。可选地，翼面102包括多个翼面入口开口140，其中每个相应开口140配置为将空气流引导至对应的通道134中。如附图3和4所示，每个通道134从空气流入口140径向向外延伸至少部分地通过翼面102的一部分。然后每个通道134轴向向后地延伸向后缘116，在此处空气流被引导通过多个后缘开口130。
特别地，在示例性的实施例中，每个相应通道134与预定数量的后缘开口130流体相通，这样预定量的空气流就被引导通过相应的通道134，然后从每个后缘开口130流出，使得从每个后缘开口130流出的空气量就大约等于从其他的后缘开口130流出的空气量。
例如，如附图3和4所示，每个相应通道134配置为引导空气流通过多个后缘开口130。可选地，与相应通道134相关联的后缘开口130的数量可变化以调节流经后缘116的空气量从而进一步改善减小噪音。例如，径向外通道134可与五个或更多的开口130流体连通，而径向内通道134可与四个或更少的开口130流体连通，这样有利于改变从后缘开口130排出的空气量。
附图5是在沿着叶片的叶片顶部附近处平面内旋转的翼面部的俯视图。该放大视图示出了叶片内的空腔以及到叶片后缘的供应孔。这些孔顺着翼展方向布置并在翼面后缘处或其附近处离开。每个叶片的后缘所示出的箭头代表了这些孔。
附图6是涡轮风扇发动机装置10的一个部分的示意图，包括正常运行情况期间的风扇叶片100。在运行中，从风扇装置12流出的空气流向下游引导通过增压压缩机24。从增压压缩机24排出的空气流的第一部分150通过多个风扇叶片窗板141供应，所述风扇叶片窗板将导入风扇叶片100中的空气流从翼面入口140引导至通道134中，然后空气流通过附图3，4和5所示的后缘开口130从风扇叶片100流出。
然后从风扇装置12和/或14流出的空气流的第二部分152通过出口导叶装置154引导进入通道156，该通道限定于后风扇装置盘31和轴承支承82之间。更特别地，该空气流的第二部分152轴向向前的被引导通过通道156以使空气流被引导至风扇装置12。为了利于将空气流的第二部分152引导至风扇装置12，涡轮风扇发动机装置10还包括密封支承结构160，连接在密封支承结构160和前增压器臂29之间的迷宫式密封162，至少一个开口164，和优选的多个通过后风扇装置盘31限定的多个开口164，和由通过密封支承结构160限定的第二组多个开口166。在运行中，第二空气流部分152从通道156被引导通过开口164进入限定在后风扇装置盘31和密封支承结构160之间的空腔170中。然后该第二空气流部分152通过开口166从空腔170流出，通过在增压器臂29中限定的多个开口172，进入风扇叶片100的开口140。然后通过翼面入口140引导至风扇叶片100中的第二空气流部分152通过附图3，4，5中所示后缘开口130从风扇叶片100流出。
在示例性的实施例中，前风扇12和/或后风扇14每个可包括至少一个风扇叶片100。例如，假设风扇装置12或风扇装置14每个均包括r个风扇叶片，每个风扇装置可以包括m个已知的风扇叶片和n个风扇叶片100，其中m+n＝r。可选的，风扇装置12和/或风扇装置14可以装配为包括n个风扇叶片100，其中n＝r。
因此，为了利于减小发动机噪音，增压器排出空气在低于大约230华氏度下以总风扇空气的约1.2％的比率流过风扇框支柱。然后该空气引导通过风扇发动机静态结构，然后该压缩空气被引导入风扇装置进入风扇叶片燕尾榫中。然后压缩空气接着进入到风扇叶片的中心，向后流经叶片后缘并从后缘流出。更特别地，通过风扇框中心立柱的空气流入到一个固定的复壁充气室，该充气室包封住前油箱和轴承壳体。旋转密封置于充气室的前端。在示例性的实施例中，该密封是迷宫式密封(未示出)。可选地，该密封可以是刷式密封或是抽气密封。然后压缩空气被引导通过盘立柱槽和叶片燕尾榫的下方。因此，叶片装置包括至少一些风扇叶片100，该叶片中至少部分的已知叶片由风扇叶片100代替，风扇叶片100由空心锻钛柱经过复合材料包封或其他风扇叶片的等同设计方法制成。
附图7是可用于附图1和2所示风扇装置12和/或风扇装置14中的示例性的风扇叶片200的透视图。风扇叶片200与风扇叶片100基本类似。因此，风扇叶片200的相似特征将采用标注风扇叶片100的相同数字来进行标注。风扇叶片200包括翼面102和用于将风扇叶片200安装到转子盘的整体燕尾榫104，所述转子盘例如是转子盘13和/或转子盘15(附图1所示)。
与风扇叶片100类似，每个风扇叶片200的一般结构可采用有或者没有平台122或燕尾榫104的任何常规形式。例如，风扇叶片200可以可选地与盘13和/或15整体成形为一个装置，这种装置通常被称为没有分离和可拆卸的燕尾榫104的叶片总成。在示例性的实施例中，每个风扇叶片200采用例如但不仅限于钛的金属材料加工而成。在一个可选的实施例中，每个风扇叶片200采用复合材料加工而成。另一个可选的实施例中，每个风扇叶片200采用嵌于金属框中的复合材料加工而成。
如附图7所示出，风扇叶片200包括从燕尾榫104的下表面242延伸至少部分通过翼面102的空气流入口240。更特别地，在示例性的实施例中，翼面入口240径向通过燕尾榫104限定以使空气流可以通过翼面入口240引导通过燕尾榫104进入多个通道134。在示例性的实施例中，风扇叶片200包括多个开口240，其中每个相应开口240配置为将空气流引导到对应通道134中。可选地，风扇叶片200包括单个开口240，其尺寸适于将空气流导入到多个通道134中。如附图7所示，每个通道134从开口240径向向外地延伸通过至少翼面102的一部分。然后每个通道134轴向向后的朝向后缘116延伸，其中空气流于是被引导通过多个后缘开口130。
与附图6类似，附图8是涡轮风扇发动机装置10的一部分的示意图，其包括在正常运行期间的至少一些风扇叶片200。在运行中，由风扇装置12中流出的空气流向下游引导通过增压压缩机24。由增压压缩机24排出的空气流的第一部分150通过翼面入口240引导至风扇叶片200中然后通过后缘开口130从风扇200被排出。由风扇装置12排出的空气流的第二部分152流入通道250，该通道限定于密封支承结构160和前增压器臂29之间。然后该第二部分通过翼面入口240被引导至风扇叶片200，然后通过后缘开口130被排出风扇叶片200之外。
在示例性的实施例中，前风扇12和/或后风扇14可以均包括至少一个风扇叶片200。例如，假设风扇装置12或风扇装置14每个均包括r个风扇叶片，每个风扇装置可以包括m个已知风扇叶片和n个风扇叶片200，其中m+n＝r。可选地，风扇装置12和/或风扇装置14可以装配为包括n个风扇叶片200，其中n＝r。
上文具体描述了涡轮风扇的风扇叶片的示例性实施例。涡轮风扇的风扇叶片不仅限于这里描述的特定实施例，而是，这些风扇叶片可用于大量类型的涡轮风扇发动机以利于减小发动机噪音。例如，虽然示例性实施例所示涡轮风扇发动机包括连接于反向旋转的风扇装置的反向旋转涡轮机，但应该认识到这里描述的风扇叶片也可以运用于非反向旋转的涡轮风扇发动机风扇装置。此外，对几种已知的燃气涡轮发动机上的风扇叶片后缘鼓风的初始分析显示出对噪音累积裕度的2.56有效可感知噪音水平(EPNdB)的改善和3.54EPNdB的改善。该方法可与现有的例如减轻重量，费用和复杂度的技术结合以改善风扇效率约0.65至0.85个点。这里完成的研究显示该系统可应用于先进的反向旋转风扇发动机。
如上文所讨论的，至少一些已知的涡轮风扇发动机结合宽弦风扇叶片以改善性能，但是，没有已知的涡轮风扇发动机结合在风扇叶片中的后缘鼓风来减小整个发动机的噪音水平。特别地，这里描述的是一种高旁通涡轮风扇发动机，其包括具有传统的燕尾榫的第一排风扇叶片。在风扇叶片的第一排下游连接的是四级的相互交叉、反向旋转增压器。在增压器压缩器下游处是风扇叶片的第二排。在示例性的实施例中，风扇叶片采用一种固态复合材料制得而不具有提供后缘鼓风的装置。在此种结构中，假设增压器排出是足够对两排风扇叶片进行供给的空气压力源。增压器尺寸增大40％以提供所需的风扇流。
在运行过程中，增压器排出空气从位于第二级叶片柄中的外侧中心气通道以总风扇空气的约2.0％的比率流出。该空气流通过风扇叶片柄提供到风扇转子中。该叶片是具有肋芯结构或其他结构的空心钛件，肋芯结构或其他结构使得具有穿过叶片的空腔。这些肋形成通道以将空气引导至叶片后缘。在叶片柄的一侧设置的槽允许空气进入叶片中心。空气依次进入叶片中心、后部再从叶片后缘排出。
对于风扇叶片的第一排，增压器排出空气从风扇模块增压器出口导向叶片的内径流出。风扇叶片的第一排还包括捕获流出空气同时维持叶片的结构整体性的一系列窗板。该流出空气在第2级风扇盘和#1轴承支承之间以总风扇空气的约1.5％的比率被引导。在盘前部的风扇盘扭矩臂上设置一排孔。中间级密封使得通过转子的压力损失最小化。在前增压器臂上设置孔。当空气在第一级风扇上时，它以相似的方式流过空心钛叶片和流出后缘。为了有利于涡轮风扇发动机对风扇和增压器空气的密封部分以及将空气引导至风扇叶片，涡轮风扇发动机包括反向旋转的中间级密封，该密封可以基于密封要求是迷宫式密封(如所示的)，刷式密封和/或抽吸式密封。
在该实施例中，风扇叶片采用超塑成形和扩散粘结(SPF/DB)肋核心空心钛加工而成并且制造使得其在根部为大约50％空心率。因此，风扇叶片与已知的风扇叶片相比被重新确定尺寸，并且用于此结构的燕尾榫、盘及外壳修改为产生更坚固的叶片结构以使发动机的总重量减小，其包括在叶片平台、旋转部件上和增压器卷筒的改善密封以使泄漏最小化。
作为结果，几种已知的燃气涡轮发动机上的风扇叶片后缘鼓风的初始分析也分别显示出对噪音累积裕度的2.56有效可感知噪音水平(EPNdB)的改善和3.54EPNdB的改善，还改善风扇效率约0.65至0.85个点。该方法可与现有的例如减轻重量，费用和复杂度的技术结合。这里完成的研究显示该系统可应用于先进的反向旋转风扇发动机。
虽然本发明以不同的特定的实施例进行说明，本领域技术人员会意识到本发明可在权利要求的精神和范畴内的修改进行实施。
部件列表
  10   涡轮风扇发动机装置
  12   风扇装置
  13   转子盘
  14   风扇装置
  15   转子盘
  16   纵向中心轴线
  18   风扇叶片
  20   风扇叶片
  22   吊舱
  24   增压压缩机
  26   增压压缩机内转子
  28   增压压缩机外转子
  29   前增压器臂
  30   中心燃气涡轮发动机
  31   后风扇装置盘
  32   高压压缩机
  34   燃烧器
  36   高压涡轮机
  38   轴
  40   低压涡轮机
  42   轴
  44   轴
  50   外壳
  52   外转子
  54   外转子叶片
  56   转子盘
  60   内转子
  62   内转子叶片
  64   转子盘
  66   涡轮机中间框架
  68   涡轮机后框架
  70   圆锥体
  72   圆锥体
  80   第一风扇轴承装置
  82   轴承支承
  84   风扇框架
  90   第二风扇轴承装置
  100   风扇叶片
  102   翼面
  104   燕尾榫
  110   第一侧壁
  112   第二侧壁
  114   前缘
  116   后缘
  118   叶片根部
  120   翼面顶部
  122   平台
  130   后缘开口
  132   加强件
  134   气流通道
  140   翼面入口开口
  141   风扇叶片窗板
  150   第一部分
  152   第二部分
  154   出口导向叶片装置
  156   通道
  160   密封支承结构
  162   迷宫式密封
  164   第一开口
  166   第二开口
  170   空腔
  172   开口
  200   风扇叶片
  240   翼面入口
  242   下表面
  250   通道

Claims (14)

1.一种减小涡轮风扇发动机的运行噪音水平的方法，包括：
设置增压压缩机，其配置成产生增压器排出空气；
在增压压缩机之前设置第一风扇盘，所述第一风扇盘配置为在第一旋转方向转动；
将第一风扇叶片与第一风扇盘相连接，所述第一风扇叶片包括第一多个内部通道，该第一多个内部通道配置成：
将第一空气流引导通过第一风扇叶片，第一空气流是由增压器排出空气排放并轴向引导朝向第一风扇盘；以及
邻近第一风扇叶片的后缘释放第一空气流；
在增压压缩机之后和第一风扇盘的下游设置第二风扇盘，其中第二风扇盘配置成绕第二旋转方向旋转，第二旋转方向与第一旋转方向相反；以及
将第二风扇叶片与第二风扇盘连接，第二风扇叶片包括第二多个通道，该第二多个通道配置成：
接收从所述增压器排出空气排放的第二空气流；以及
引导第二空气流通过第二风扇叶片；以及
在邻近第二风扇叶片的后缘释放第二空气流。
2.如权利要求1所述的方法，其中将第一风扇叶片与第一风扇盘连接包括将多个第一风扇叶片连接到第一风扇盘，各第一风扇叶片包括燕尾榫、与该燕尾榫相连的翼面，所述第一多个内部通道延伸通过燕尾榫，从而所述多个第一风扇叶片中的每个第一风扇叶片配置成接收由增压器排出空气排放的所述第一空气流的一部分。
3.如权利要求1所述的方法，其中还包括在增压压缩机的下游设置反向旋转涡轮机装置，该反向旋转涡轮机装置包括内转子和外转子，该内转子具有多个周向间隔设置的第一转子叶片，所述第一转子叶片与相应的转子盘相连并从其径向向外延伸，且该外转子具有多个周向间隔设置的第二转子叶片，所述第二转子叶片与相应的转子盘相连并从其径向向内延伸；内转子通过轴可转动地与第二风扇盘连接，并与为内转子提供结构支撑的涡轮机中间框架连接，外转子通过轴可转动地与第一风扇盘连接，并与为外转子提供旋转支撑的涡轮机后 框架连接。
4.如权利要求1所述的方法，其中提供增压压缩机包括增压压缩机设置为反向旋转增压压缩机。
5.如权利要求2所述的方法，其中进一步包括给所述翼面设置入口开口和多个后缘开口，入口开口与所述第一多个内部通道流动连通并延伸通过所述翼面的第一侧壁，所述多个后缘开口与所述第一多个内部通道的一个第一通道流动连通，以有助于将由增压器排出空气排放的所述第一空气流的所述一部分引导通过入口开口和所述第一多个内部通道的所述一个第一通道，并将所述第一空气流的所述一部分排放通过所述多个后缘开口。
6.一种涡轮风扇发动机风扇叶片(100)，包括：
燕尾榫；
顶部；
翼面(102)，其包括在前缘(114)和后缘(116)处连接的第一侧壁(110)和第二侧壁(112)；
邻近所述燕尾榫从所述第一和第二侧壁向外延伸的平台，以在燕尾榫和平台之间限定根部部分，所述根部部分包括形成在第一侧壁的入口，以有助于将压缩空气的环绕流供给入所述叶片，其中压缩空气流是由增压器排出空气在轴向上在所述入口的之前排放；以及
布置在所述第一和第二侧壁之间的多个气流通道(134)，所述气流通道配置为在邻近翼面的基座的位置处接收压缩空气流，并在邻近所述风扇叶片的翼面后缘处排出该压缩空气流。
7.如权利要求6所述的风扇叶片(100)，其中所述气流通道(134)从所述根部径向向外朝向所述顶部延伸。
8.如权利要求7所述的风扇叶片(100)，其中所述气流通道(134)轴向向后朝向所述后缘(116)延伸。
9.如权利要求6所述的风扇叶片(100)，其中进一步包括多个窗板(141)，该窗板配置为将压缩空气流从所述入口(140)引导至所述多个气流通道(134)内。
10.如权利要求6所述的风扇叶片(100)，其中所述风扇叶片由钛和复合材料中的至少一种制成。 
11.一种涡轮风扇发动机装置(10)，包括：
第一风扇，其配置为设置在增压压缩机之前，所述第一风扇以第一旋转方向旋转；
第二风扇，其配置为设置在增压压缩机之后，第二风扇以与所述第一旋转方向相反的第二旋转方向旋转；
与所述第一风扇相连接的第一涡轮机(36，40)；
第一风扇和第二风扇包括多个叶片，所述叶片中每个叶片包括翼面(102)，翼面(102)包括基座、第一侧壁和第二侧壁，第一侧壁和第二侧壁从所述基座延伸并连接在一起，以形成前缘(114)和后缘(116)，多个气流通道(134)布置在所述第一和第二侧壁之间，所述气流通道配置为在邻近基座的位置处接收压缩空气流，并在邻近所述翼面后缘的位置处排出该压缩空气流；
其中第一风扇的气流通道配置成接收由增压压缩机排出空气排放的第一气流，所述第一气流被导向轴向向前，第二风扇的气流通道配置成接收由增压压缩机排出空气排放的第二气流。
12.如权利要求11所述的涡轮风扇发动机装置，还包括：
第一涡轮机，其可操作地连接到第一风扇并配置为以所述第一旋转方向旋转；
第二涡轮机，其可操作地连接到所述第二风扇，所述第二涡轮机配置为以所述第二旋转方向转动。
13.如权利要求11所述的涡轮风扇发动机装置，其中每个所述叶片进一步包括入口开口，该入口开口延伸通过所述第一侧壁以有助于将空气流引导通过所述入口开口并进入所述多个气流通道。
14.如权利要求13所述的涡轮风扇发动机装置，其中每个所述叶片进一步包括多个窗板，该窗板配置为将压缩空气流从所述入口开口引导至所述多个气流通道内。 
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