CN105473825A

CN105473825A - 风机轨道衬垫

Info

Publication number: CN105473825A
Application number: CN201480042777.2A
Authority: CN
Inventors: 菲利普·斯坦利·格兰杰
Original assignee: Composite Technology and Applications Ltd
Current assignee: Rolls Royce PLC
Priority date: 2013-07-30
Filing date: 2014-07-30
Publication date: 2016-04-06
Anticipated expiration: 2034-07-30
Also published as: CA2919883A1; WO2015015208A1; US10247042B2; JP6446453B2; US20190170018A1; GB201313594D0; EP3027856B1; EP3027856A1; EP3536914A1; EP3536914B1; JP2016527437A; US20160169048A1; CN105473825B; US11035245B2

Abstract

用于燃气涡轮发动机的包容装置，包括：径向外侧环形壳体(12)；位于所述壳体的径向内侧的风机轨道衬垫(28)，其包括：撞击区域(30)，包括具有第一压缩强度的微孔材料；至少一个狭长的脊状部分(26)，在具有轴向分量的方向上延伸通过所述撞击区域，所述脊状部分具有高于所述第一压缩强度的第二压缩强度；以及气洗层(38)，位于所述风机轨道衬垫的径向内测。

Description

风机轨道衬垫

技术领域

本发明涉及一种用于涡轮风扇发动机的风机叶片包容装置。

背景技术

涡轮风扇发动机通常具有风机，风机包括朝向它们的上游端的多个风机叶片。每个风机叶片连接到中央风机盘上。在使用中，风机通过发动机的涡轮级的驱动而旋转。风机的转动速度向每个风机叶片施加大的离心荷载。在小概率事件中，部分或全部的风机叶片例如在受到外来物的撞击后会从风机盘上脱落，叶片的动量使其高速地径向向外运动。这就是所谓的风机叶片脱落事件。

风机叶片具有设计成将空气吸入到发动机内的符合空气动力学的轮廓。每个叶片上的空气动力可使其在脱离风机盘时向发动机的前方运动。

出于安全原因，需要防止风机叶片材料从涡轮风扇发动机的侧边或前方离开。因此，涡轮风扇发动机通常具有绕着风机周向布置的风机叶片包容装置。

公知的包容装置包括外壳体以及蜂窝状的风机轨道衬垫(liner)。在风机叶片脱落事件期间，脱落的风机叶片或风机叶片的脱落部分会冲撞蜂窝状的风机轨道衬垫，其由于吸收了冲撞的叶片的能量而被压缩和/或压碎。风机的一个或更多个其他的叶片可能与脱落的叶片发生碰撞，这会导致其他的叶片破碎和/或脱落。来自风机叶片脱落事件中的风机叶片材料可在其自身的动量下和/或通过撞击风机叶片材料的其他风机叶片而绕着包容装置来回掠过。风机叶片材料可能从发动机的前方射出，这会使飞机受到危害。

涡轮风扇发动机在发生风机叶片脱落事件之后通常是高度不平衡的，而且这会引入作用在发动机上且进入其支撑结构(即飞机的机翼)中横向荷载，这会损坏结构并且使飞机受到进一步的危害。

发明内容

根据本发明的第一个方面，提供一种用于燃气涡轮发动机的包容装置，该包容装置包括：径向外侧环形壳体；位于壳体的径向内侧的风机轨道衬垫，其包括：撞击区域，包括具有第一压缩强度的微孔材料；至少一个狭长的脊状部分，其在具有轴向分量的方向上延伸穿过该冲击区域，该脊状部分具有高于第一压缩强度的第二压缩强度；以及气洗层，位于风机轨道衬垫的径向内侧。

冲击区域可包括两层微孔材料，其包括径向外侧层以及径向内侧层，径向外侧层包括具有第一压缩强度的微孔材料，径向内侧层包括具有第三压缩强度的微孔材料，第三压缩强度小于第一压缩强度。可以有多于两层的微孔材料。

包容装置还可包括布置于撞击区域的径向外侧层和径向内侧层之间的隔层。该隔层可具有介于1mm和10mm之间的径向长度。该隔层可包括复合材料，例如玻璃纤维增强塑料(GFRP)或碳纤维增强塑料(CFRP)。复合材料一般包括具有不同材料特性(例如强度和延展性)的两种或更多种的组分材料。复合材料可包括基体材料以及纤维增强材料。

气洗层可以是耐磨层。该耐磨层可具有介于2mm和10mm之间的径向长度。耐磨层可包括微孔材料。耐磨层的微孔材料可包括膨胀的(expanded)、蜂窝状结构。该微孔材料可包括铝、铝合金、钛、钛合金或塑性材料。耐磨层的微孔材料可包括环氧树脂或其他塑性材料。例如，微孔材料中的空隙可以至少部分地填充有环氧树脂或其他塑性材料，它们可以是颗粒状的。塑性材料或环氧树脂材料可使耐磨层具有例如对冰和沙子的改进的低耐冲击性和耐磨性。

脊状部分可以是不连续的。脊状部分可包括离散的脊状元件，其可彼此轴向地间隔开。备选地，脊状部分可以是连续的。

脊状部分的横截面可具有任何适合的形状。在一个实施例中，该横截面大体上是三角形的。在其他的实施例中，脊状部分的横截面可大体上是半圆柱形的或大体上是立方形的。脊状部分可具有截顶的形状以产生平坦的径向内表面。脊状部分可在其一侧或两侧具有斜坡部分。

脊状部分的轴向长度可大体上等于或小于风机轨道衬垫的轴向长度。脊状部分可大体上轴向地延伸，但是在一些实施例中，脊状部分可以倾斜于壳体的轴线，例如其可具有扫掠过式构型或螺旋形的构型。

风机轨道衬垫可包括多块板，每块板均形成所述撞击区域的撞击部分。每块板均可包括具有第一压缩强度的微孔材料。每块板均可包括两层微孔材料，其包括径向外侧层以及径向内侧层，径向外侧层包括具有第一压缩强度的微孔材料，径向内侧层包括具有第三压缩强度的微孔材料，第三压缩强度小于第一压缩强度。每块板均可包括多于两层的微孔材料。

脊状部分可布置于两块相邻的板之间。脊状部分可以至少部分地布置于在其中一块板的撞击部分内形成的凹部中。两块相邻的板可具有在其间限定出空隙的边缘凹部，该空隙容纳所述脊状部分。备选地，脊状部分可以完全地布置于形成在其中一块板的撞击部分内的凹部中。

脊状部分可具有位于撞击区域的径向内表面的径向外侧的径向内侧边缘。

风机轨道衬垫板的撞击区域和/或撞击部分可具有介于20mm和50mm之间、介于25mm和40mm之间或介于30mm和35mm之间的径向长度。

脊状部分可具有介于10mm和40mm之间、介于15mm和30mm之间或介于20mm和25mm之间的径向长度。脊状部分可具有介于10mm和50mm之间、介于15mm和35mm之间或介于20mm和30mm之间的周向长度。

撞击区域的微孔材料可包括膨胀的、挤塑式和/或蜂窝状的结构。微孔材料可包括铝、铝合金、钛或钛合金。

脊状部分可包括微孔材料。撞击区域的微孔材料可包括膨胀的、挤塑式和/或蜂窝状的结构。脊状部分的微孔材料可包括膨胀的、挤塑式和/或蜂窝状的结构。微孔材料可包括铝、铝合金、钛或钛合金。

风机轨道衬垫可包括周向地间隔开的多个脊状部分。在一个实施例中，可以有四个脊状部分，但是在其他的实施例中，可以有多于四个，例如多达十二个的脊状部分。

根据本发明的第二个方面，提供一种燃气涡轮发动机，其包括：包括多个风机叶片的风机；以及依照本发明的第一个方面的包容装置，其围绕风机叶片延伸。

每个风机叶片均可包括复合材料。每个复合风机叶片可具有前缘、后缘和/或尖端金属件。

每个风机叶片均可由金属组成。

根据本发明的第三个方面，提供一种用于依照本发明的第二个方面的燃气涡轮发动机的风扇叶片包容方法，其中发生了风机叶片脱落事件，在该方法中：(a)脱落的叶片或叶片碎片在撞击区域中被捕获；(b)叶片或叶片碎片在撞击区域中的周向移动挖掘出撞击区域的材料；(c)包括叶片或叶片碎片以及所挖掘出的撞击区域材料的碎片的周向移动被脊状部分所阻止；(d)碎片进到未脱落的风机叶片的路径中；以及(e)未脱落的风机叶片与进出的碎片撞击，并且因此变短。

在风机叶片材料包括复合材料并且还包括尖端金属件时，当风机叶片撞击碎片时，每个风机叶片的尖端金属件可能会从各自的风机叶片上脱落。

根据本发明的第四个方面，提供一种用于燃气涡轮发动机的包容装置的环形风机轨道衬垫的风机轨道衬垫板，该风机轨道衬垫板沿周向地和轴向地延伸，并且包括微孔材料，风机轨道衬垫板设置有在具有轴线分量的方向上延伸的狭长凹部，该凹部至少在板的径向外表面上张开，并且构造成至少接收风机轨道衬垫的部分狭长脊状部分。

凹部可以是既在板的径向外表面上张开又在板的周向边缘上张开的边缘凹部。板的周向边缘可大体上轴向地延伸，但是在一些实施例中，板的周向边缘可相对于风机轨道衬垫板的轴向方向倾斜，例如他们可以具有扫掠式构型或螺旋形的构型。

凹部可坐落于板的边缘之间，并且可在板的径向外表面处张开。

凹部的径向长度可介于20mm和50mm之间、介于25mm和40mm之间或介于30mm和35mm之间。

凹部的周向长度可介于5mm和50mm之间、介于8mm和35mm之间或介于10mm和30mm之间。

凹部的横截面可具有任何适合的形状。在一个实施例中，横截面大体上是三角形的。在其他的实施例中，凹部的横截面可大体上是半圆柱形的、四分之一圆柱形的或大体上是立方形的。凹部可具有截顶的形状以产生平坦的径向内表面。

凹部和脊状部分可具有互补的横截面，例如大体上三角形的横截面。

根据本发明的第五个方面，提供一套用于燃气涡轮发动机的包容装置的环形风机轨道衬垫的部件，该套部件包括：多块风机轨道衬垫板，每块板均周向地和轴向地延伸，并且包括具有第一压缩强度的微孔材料，以便构成风机轨道衬垫的撞击区域的撞击部分，至少一块风机轨道衬垫板，具有在具有轴线分量的方向上延伸的狭长凹部，该凹部至少在所述板的径向外表面上张开，并且构造成接收至少部分狭长脊状部分；以及狭长脊状部分，具有与所述凹部互补的轮廓，并且具有高于第一压缩强度的第二压缩强度。

每块板均可依照本发明的第四个方面。可以有多个脊状部分以及可具有凹部的多块风机轨道衬垫板。

至少两块板可布置成使得当一块板邻近于另一块板布置时，对应的凹部在它们之间限定出空隙，该凹部构造成使得该空隙与脊状部分的轮廓互补，使得脊状部分可被接收于该空隙中。

脊状部分的横截面可具有任何适合的形状。在一个实施例中，横截面大体上是三角形的。在其他的实施例中，脊状部分的的横截面可大体上是半圆柱形的或大体上是立方形的。脊状部分可具有截顶的形状以产生平坦的径向内表面。脊状部分可在其一侧或两侧具有斜坡部分。

脊状部分可结合到对应的风机轨道衬垫板上。

至少一块风机轨道衬垫边可不具有用于接收脊状部分的凹部。

本发明可包括本文所提及的特征和/或限制条件的任何组合，除了那些互相排斥的特征的组合。

附图说明

现在将参照附图通过举例的形式描述本发明的实施例，其中：

图1示意性地显示了包括风机包容装置的涡轮风扇发动机的透视图；

图2是朝向图1中的包容装置的径向内表面的示意性的透视图；

图3示意性地显示了图2中的包容装置的剖视图；

图4对应于图3，但是显示了在风机叶片脱落事件的第一阶段期间的图2中的包容装置；

图5对应于图3，但是显示了在风机叶片脱落事件的第二阶段期间的图2中的包容装置；

图6对应于图3，但是显示了在风机叶片脱落事件的第三阶段期间的图2的包容装置；以及

图7对应于图2，但是显示了备选的实施例。

具体实施方式

图1显示了涡轮风扇发动机2，在其上游端具有风机4。风机包括从盘6延伸出来的多个风机叶片8，并且风机由包括环形风机壳体12的风机包容装置10所封闭。发动机2包括紧接着风机4的下游并位于外侧导流叶片11的上游的环形碎片留置空间13。

图2显示了邻近包容装置10的风机叶片8的径向外部。该包容装置包括环形的风机壳体12以及多块包容板14，每块板14形成包容装置10的一段。每块板14结合到壳体12上。在这个实施例中，有八块板。

包容装置10还包括声处理前衬垫16及后衬垫18，它们设置在面板14的前方和后方，并且通过紧固件固定在壳体12上。

如图3所示，每块板包括由微孔材料组成的径向外侧撞击部分22。

在这个实施例中，撞击部分22包括由隔板34分隔开的两个微孔材料层23、24。径向外侧层23由中等密度的微孔材料组成，并且径向内侧层24由低密度的微孔材料组成。

中等密度的微孔材料层23为挤制铝材蜂窝状材料，其中微孔方向与壳体12的径向方向对齐。中等密度的微孔材料在径向方向上具有介于14.5MPa和22.8MPa之间的压缩强度。在一个具体的实施例中，压缩强度为约18.5MPa，这可利用在垂直于微孔方向的方向上具有约3.2mm的单元尺寸并且密度为约190kg/m³的中等密度材料而获得。

低密度的微孔材料层24相比于中等密度的微孔材料具有较低的压缩强度以及较低的压碎强度。低密度的微孔材料在径向方向上具有介于2.4MPa和4.5MPa之间的压缩强度。在一个具体的实施例中，压缩强度为约3.4MPa，这可利用在垂直于微孔方向的方向上具有约6.4mm的单元尺寸并且密度为约70kg/m³的低密度材料而获得。在这个实施例中，撞击部分22的径向长度为约32mm，其中径向外侧层23的径向长度为约20mm，并且径向内侧层24的径向长度为约12mm。

隔板32布置在撞击部分22的径向外侧层23和径向内侧层24之间。在这个实施例中，隔板32由复合材料(例如约5mm厚的玻璃纤维增强聚合物(GFRP))组成。隔板32结合到径向外侧层23和径向内侧层24上。

撞击部分22结合或以其他方式固定到壳体12上。在图3至图6所示的实施例中，撞击部分22具有既在撞击部分22的径向外表面上张开又在其轴向延伸的周向边缘之一上张开的凹部25。在这个实施例中，凹部25表现为大的边缘倒角的形式，并且因此凹部25可描述成边缘凹部。在这个实施例中，凹部25的径向长度为约16mm，并且凹部25的周向长度为约12mm。因此，在这个实施例中，凹部25仅形成在撞击部分22的径向外侧层23上。然而，能够理解的是，在其他实施例中，凹部25可形成在径向外侧层23和径向内侧层24二者上，并且因此可延伸跨过隔板32。

如图3所示，一对邻近的板14布置成使得形成在对应的撞击部分22中的凹部25与壳体12一起限定出大体上为三角形的狭长空隙。

具有与撞击部分22的凹部25大体上相同的轴向长度的狭长脊状部分26布置在所述的空隙内。脊状部分26具有与由凹部25限定的空隙大体上相同的大体上为三角形的横截面轮廓。在装配好的包容装置10中，脊状部分26结合到撞击部分22和壳体12上。

脊状部分26由相比于撞击部分22的微孔材料具有更高的压缩强度(即，比撞击部分22的径向外侧层23和径向内侧层24的压缩强度更高)的高密度微孔材料形成。微孔材料为高密度挤制铝材蜂窝状材料，其中微孔的方向与壳体12的径向方向大体上对齐。该高密度的微孔材料在径向方向上具有介于15MPa和90MPa之间的压缩强度。在一个具体的实施例中，压缩强度为约35MPa，这可利用在垂直于微孔方向的方向上具有约1.6mm的单元尺寸并且密度为约320kg/m³的高密度材料而获得。

包容装置10包括四对邻近的板14(总计八块板14)，并且因此总计有四个大体上为三角形的狭长空隙。空隙是径向向内的，邻近的板14的撞击部分22彼此邻接，或对齐成使得它们的侧面大体上是连续的。

板14的撞击部分22以及布置在其间的四个脊状部分26形成了环形风机轨迹衬垫28。对应的板的撞击部分22形成了风机轨迹衬垫28的撞击区域30。风机轨道衬垫28主要地由撞击区域30以及延伸穿过撞击区域的脊状部分26组成。撞击区域30覆盖在脊状部分26的径向向内的侧面上。风机轨道衬垫28的径向内表面由形成撞击区域30的撞击部分22的径向内表面所限定出，并且风机轨道衬垫28的径向外表面由撞击部分22的径向外表面以及脊状部分26所限定出。

多块板14的多块隔板32一起形成了嵌入到风机轨道衬垫28的撞击区域30内的环形隔层34。

每块板14还包括径向地布置在撞击部分22内并且结合或附接到撞击部分22上的耐磨衬里36。在这个实施例中，耐磨衬里36由微孔材料(例如挤制铝材蜂窝状材料)组成，其中微孔方向与壳体的径向方向对齐。多块板14的多个耐磨衬里36一起形成了布置于风机轨道衬垫28的径向内侧的环形耐磨层38。

在这个实施例中，如图2所示，每个叶片8的翼型部分主要包括复合材料，但具有结合到复合材料上并分别形成叶片8的前缘和后缘的前缘防护金属件42和后缘防护金属件44。前缘金属件42和后端金属件44与限定出风机叶片8的尖端并且也结合到叶片8的翼型部分的复合材料上的尖端金属件46一体成型。

在使用中，包容装置10围绕风机4布置，使得耐磨层38限定出包容装置10的径向内侧气洗表面。在发动机2的启动操作过程中，风机叶片8在离心力的作用下被拉长并且在耐磨层38中磨出一条轨道以在叶片8的尖端与耐磨层38之间形成一道密封。

包容装置10设计成吸收碎片，以便防止碎片从发动机2的侧边或前方离开。当小的物体撞击包容装置10时，例如螺栓或被风机叶片8打偏的较小的滑道碎片，耐磨层38通常会被穿透且局部被压碎，并且小的物体可进入到撞击区域30的径向内侧层24中并留在那里。隔层34将径向内侧层24中的荷载传递到径向外侧层23的较大区域内，这增强了撞击区域30抵抗压碎的耐力。如果有小的物体到达了隔层34，该隔层会抵抗住被穿透，并且可使物体偏转回到撞击区域30的径向内侧层24中，它们会能留置在那里。

撞击包容装置10的较大的或高能量的物体通常会穿透隔层34并开始压碎撞击区域30的径向外侧层，但是也会留置在撞击区域30中。

撞击区域30的径向外侧层23和径向内侧层24的中等密度微孔材料和低密度微孔材料选择成压缩强度以及压碎强度特性允许它们在风机叶片脱落事件中被穿透、变形、压缩和/或压碎，同时吸收风机叶片材料的能量。与之相反，脊状部分26的材料选择为可以抵抗住这些穿透、变形、压缩和/或压碎。在这个实施例中，脊状部分26由高密度的微孔材料组成，但是在其他的实施例中，还可以使用其他材料，例如固态铝。

如图4、图5和图6所示，在发生风机叶片脱落事件的过程中，风机叶片8或风机叶片8的一部分从风机2上脱落并且在径向向外及旋转方向上以高速行进，如由箭头47、48所示的那样。如图4所示在撞击的初始阶段，尖端金属件46撞击并穿透撞击区域30的耐磨层38和径向内侧层24，并且叶片运动的旋转分量开始压碎或掘开撞击区域30。出于这个目的，尖端金属件46的几何结构可成形为在旋转方向上产生切削刃。在叶片的前方(即在叶片的旋转路径前方)，从撞击区域的耐磨层38和径向内侧层上掘出的材料形成了碎片场49。

叶片或叶片碎片8被下一个叶片沿着风机壳体衬垫14扫掠过。如图5所示，当叶片旋转且径向向外地移动穿过撞击部分时，撞击区域30的径向内侧层24继续被压碎或掘开，并且叶片8穿透隔层34并开始压碎或掘开撞击区域30的径向外侧层24。叶片8进入到撞击区域30的撞击以及叶片8穿过撞击区域30的运动向撞击区域30和风机叶片8二者上均施加了压缩应力。复合叶片在压缩荷载的作用下经受了逐步的模量破坏，其中撞击了撞击区域30的叶片8的尖端部分发生破裂。随后，来自风机叶片8的破裂材料形成了碎片场49的一部分，并且叶片的其余部分继续撞击、压碎或掘开风机轨道衬垫28的撞击区域30。持续的撞击再一次向叶片8施加压缩应力，并且撞击了撞击区域30的叶片8的另一尖端部分再一次地发生破裂。叶片8的这种渐进式的模量破坏造成叶片8在撞击并移动穿过撞击区域30时会变短。来自风机叶片8的破裂材料连同来自耐磨衬里38、隔层34以及撞击区域30的径向内侧层23和径向外侧层24的破裂材料一起增大了脱落的风机叶片8的剩余部分前方的碎片场49。

如图6所示，缩短长度的脱落的风机叶片8继续掘开并压碎撞击区域的径向外侧层24，并且最终到达脊状部分26。脊状部分26的压缩强度高得足以以阻止被风机叶片穿透、变形、压缩和/或压碎，并因此风机叶片8的尖端部分被脊状部分26留置住。由于叶片的扫掠式轮廓(见图2)，当风机叶片8的前缘尖端被留置在脊状部分26处时，叶片会绕着其径向轴线枢转。这导致叶片的后缘绕着前缘的尖端旋转，使得叶片8沿着具有轴线分量的方向卧置。脊状部分26的呈坡面的边允许叶片8旋转并在后向上绊倒或倾倒在脊状部分26上。风机叶片8的大碎片以及叶片的根部可向后移动进入如图1所示的碎片留置空间13中。累积的碎片场49(可能包括风机叶片8)形成了碎片堆50，其留置在包容装置中并且突出到剩余的风机叶片8的路径中。换言之，堆50连同脱落的叶片或靠近衬垫组件卧置的叶片碎片8向包容装置10的气洗表面的虚拟径向位置径向向内地突出。

由于风机4持续旋转，后续的风机叶片8撞击堆50，这会导致堆50以及堆50所嵌入的风机轨道衬垫28的一部分被径向向外进一步地压缩。由于每个后续的风机叶片8都会撞击堆50，风机叶片8的尖端部分52会破裂。通常每个随后的叶片的尖端金属件46都会撞击堆50并被破坏。后续的叶片的破碎会发生在叶片的复合材料中。被破坏的尖端部分52或是形成堆50的一部分而停留在留置空间13(图1)中，或是会被吸入发动机中。

当风机4旋转几圈之后，每个叶片8的尖端部分52会已经从叶片8上脱落下来，并且每个叶片8都会以受控制的方式缩短彼此大体上相等的量。因此风机4显著地降低了重量并且显著地降低了转动惯量，作为一个或更多个风机叶片的总损失或部分损失的结果，这降低了发动机失衡的程度。

实验结果表明在如上所述的风机叶片脱落事件中，缩短风机叶片8能够使发动机在风机叶片脱落事件之后的旋转运动时的失衡典型地减小60％。发动机在风机叶片脱落事件之后不平衡的标准测量来源于与风机周围的其他位置处的叶片材料的量(例如通过评估与风机周围所出现的转子叶片等量的转子叶片的重量)进行对比，在事件发生的位置处所失去的叶片材料量。

在包容装置10内周向地间隔开设置的多个脊状部分26确保了脱落的风机叶片8(或风机叶片8的脱落部分)一定会在叶片脱落不久后被其中的一个脊状部分26所留置住。计算需要多少个脊状部分主要取决于风机叶片的数量、每个风机叶片每分钟标准转动次数、风机叶片穿过撞击区域的行进速度以及多个其他因素。

由于撞击区域延伸覆盖脊状部分(即在脊状部分径向内侧)，脱落的风机叶片8在被脊状部分26留置之前总会穿过至少一些撞击区域。

在上面的描述中所指的脱落的风机叶片8的尖端部分用于表示叶片的径向最外侧的部分，无论是完好无损的还是在有材料移除了之后。因此，“尖端部分”的含义不限于脱落或未脱落的风机叶片8的原始尖端。

图7显示了包容装置的备选实施例，其不同于上述的包容装置之处在于每个脊状部分54相对于壳体的轴线倾斜。换言之，脊状部分54具有扫掠式的方向或绕着壳体螺旋式地延伸。在这个实施例中，板14具有相应地倾斜的边缘，使得脊状部分54可接收在板的边缘凹部25中。然而，在其他实施例中，板14可具有轴向延伸的侧边并且在其中延伸的倾斜的凹部。

在风机叶片脱落事件中，当碎片撞击脊状部分54时，脊状部分54的倾斜角将会引导大的残骸碎片以及叶片的根部向后进入到碎片留置空间13中。因此，可防止这些碎片向前移动而从发动机的前方排出。会如上所述的那样形成碎片场49和堆50，以便缩短每个脱落的风机叶片8之后的风机叶片的长度。

尽管本发明的实施例已经描述了微孔材料包括挤制铝材蜂窝状材料，然而能够理解的是，也可以使用其他的微孔材料。例如，微孔材料可包括铝合金、钛或钛合金。此外，材料可以是膨胀的，或者可以是泡沫或固态塑料制品。

尽管已经描述了脊状部分布置在由相邻板的两个凹部所限定出的空隙中，然而能够理解的是，在其他实施例中，脊状部分可布置在一块板的单一凹部中。

尽管已经描述了脊状部分和撞击部分的相应凹部具有在大体上与撞击部分相等的轴向长度，然而脊状部分和/或相应凹部可具有小于撞击部分轴向长度的轴向长度。

尽管已经描述了脊状部分由微孔材料组成，然而能够理解的是，在其他实施例中，脊状部分可由所具有的压缩强度高于撞击部分的压缩强度的任何材料制成。例如，脊状部分可由铝或复合材料的固体件所组成。

尽管本发明的实施例已经描述了脊状部分为统一长度的连续材料，并且相应凹部为用于接收脊状部分的连续通道，然而能够理解的是，在其他实施例中，脊状部分可以是不连续的，并且可包括离散的脊状元件，其沿着具有轴向分量的方向的延长线布置。例如，脊状部分可包括布置成一排的多个小三角形脊状元件。还能够理解的是，凹部可包括相应的一列离散的凹部。

Claims

1.用于燃气涡轮发动机的包容装置，所述包容装置包括：

径向外侧环形壳体；

位于所述壳体的径向内侧的风机轨道衬垫，包括：

撞击区域，包括具有第一压缩强度的微孔材料；以及

至少一个狭长的脊状部分，其在具有轴向分量的方向上延伸通过所述撞击区域，所述脊状部分具有高于所述第一压缩强度的第二压缩强度；以及

气洗层，位于所述风机轨道衬垫的径向内侧。

2.根据权利要求1所述的包容装置，其中，所述撞击区域包括径向外侧层以及径向内侧层，所述径向外侧层包括具有第一压缩强度的微孔材料，并且所述径向内侧层包括具有第三压缩强度的微孔材料，所述第三压缩强度小于所述第一压缩强度。

3.根据权利要求2所述的包容装置，还包括布置于所述撞击区域的径向外侧层和径向内侧层之间的隔层。

4.根据上述权利要求中任一项所述的包容装置，其中，所述气洗层是耐磨的。

5.根据上述权利要求中任一项所述的包容装置，其中，所述脊状部分包括离散的脊状元件。

6.根据上述权利要求中任一项所述的包容装置，其中，所述脊状部分是大体上连续的。

7.根据上述权利要求中任一项所述的包容装置，其中，所述脊状部分的横截面大体上是三角形的。

8.根据上述权利要求中任一项所述的包容装置，其中，所述脊状部分的轴向长度大体上等于所述风机轨道衬垫的轴向长度。

9.根据上述权利要求中任一项所述的包容装置，其中，所述脊状部分倾斜于所述壳体的轴线。

10.根据权利要求1至8中任一项所述的包容装置，其中，所述脊状部分大体上轴向地延伸。

11.根据上述权利要求中任一项所述的包容装置，其中，所述脊状部分具有位于所述撞击区域的径向内表面的径向外侧的径向内侧边缘。

12.根据上述权利要求中任一项所述的包容装置，其中，所述风机轨道衬垫包括多块板，每块板均形成所述撞击区域的撞击部分，其中每块板均包括具有第一压缩强度的微孔材料。

13.根据权利要求12所述的包容装置，其中，所述脊状部分布置于两块相邻的板之间。

14.根据权利要求13所述的包容装置，其中，至少部分脊状部分布置于在至少一块板的撞击部分内形成的凹部中。

15.根据权利要求13或14所述的包容装置，其中，两块相邻的板具有在其间限定出空隙的边缘凹部，所述空隙容纳所述脊状部分。

16.根据上述权利要求中任一项所述的包容装置，其中，所述撞击区域的微孔材料包括膨胀的、挤塑式的和/或蜂窝状的结构。

17.根据上述权利要求中任一项所述的包容装置，其中，所述脊状部分包括微孔材料。

18.根据上述权利要求中任一项所述的包容装置，其中，所述脊状部分的微孔材料包括膨胀的、挤塑式和/或蜂窝状的结构。

19.根据上述权利要求中任一项所述的包容装置，其中，所述风机轨道衬垫包括周向地间隔开的多个脊状部分。

20.用于燃气涡轮发动机的包容装置的环形风机轨道衬垫的风机轨道衬垫板，所述风机轨道衬垫板周向地和轴向地延伸，并且包括微孔材料，所述风机轨道衬垫板设置有在具有轴线分量的方向上延伸的狭长的凹部，所述凹部至少在所述板的径向外表面上张开，并且构造成至少接收所述风机轨道衬垫的部分狭长的脊状部分。

21.根据权利要求20所述的风机轨道衬垫板，其中，所述凹部形成在所述板的一个边缘上。

22.根据权利要求20或21所述的风机轨道衬垫板，其中，所述板的边缘大体上轴向地延伸。

23.根据权利要求20或21所述的风机轨道衬垫板，其中，所述板的边缘相对于所述风机轨道衬垫的轴线倾斜。

24.根据权利要求20至23中任一项所述的风机轨道衬垫板，其中，狭长的脊状部分位于所述凹部内。

25.根据权利要求24所述的风机轨道衬垫板，其中，所述凹部和所述脊状部分具有互补的大体上为三角形的横截面。