CN109424371B - 用于燃气涡轮发动机的流径组件及其组装方法 - Google Patents

Abstract

本公开内容提供了燃气涡轮发动机的流径组件和用于形成此流径组件的方法。例如，提供了一种将翼型件与边界结构组装起来来形成流径组件的方法。该方法包括将开口加工到边界结构中。开口尺寸适于接收翼型件或其它部件。该方法还包括将切口加工到边界结构中邻近开口的位置。锁定特征插入切口中。当翼型件插入开口中时，锁定特征使翼型件与边界结构互锁。为了使翼型件与边界结构密封，翼型件被压于或压入边界结构。在压制翼型件时，锁定特征受压缩，使得翼型件与边界结构之间形成密封件来密封流径组件。

Description

用于燃气涡轮发动机的流径组件及其组装方法

技术领域

本公开主题大体上涉及燃气涡轮发动机。更具体而言，本主题涉及用于燃气涡轮发动机的流径组件和用于组装此流径组件的方法。

背景技术

燃气涡轮发动机大体上包括布置成彼此流动连通的风扇和核心。另外，燃气涡轮发动机的核心一般包括呈串流次序的压缩机区段、燃烧区段、涡轮区段和排气区段。在操作中，空气从风扇提供到压缩机区段的入口，在所述压缩机区段，一个或多个轴向压缩机渐进地压缩空气，直到空气到达燃烧区段为止。燃料与压缩空气混合且在燃烧区段内燃烧以提供燃烧气体。燃烧气体从燃烧区段传送到涡轮区段。通过涡轮区段的燃烧气体流驱动涡轮区段，且接着被传送通过排气区段例如到大气。

通常，燃烧区段包括具有由燃烧器衬套限定的燃烧室的燃烧器。在燃烧器下游，涡轮区段包括一个或多个级，例如，每个级可含有多个静止的喷嘴翼型件和附接到转子上的多个叶片翼型件，转子由燃烧气流流动到叶片翼型件上而受到驱动。涡轮区段还可具有其它配置。在任何情况下，流径由内边界和外边界限定，内边界和外边界两者从燃烧器延伸穿过涡轮区段的级。

通常，限定流径的内边界结构和外边界结构由单独的部件形成。例如，燃烧器的外衬套、涡轮级的喷嘴部分的单独外环，以及涡轮级的叶片部分的单独护罩通常限定流径的外边界的至少一部分。然而，使用单独部件来形成外边界和内边界中的每个需要较多数量的零件。通过减少部件数量和部件之间的对应间隙，减小了寄生泄漏，且改善了发动机效率。因此，可使用流径组件，其具有整体构造，例如，整个的外边界结构，其中外边界的两个或多个部件整合到成单件，和/或整体内边界结构，其中内边界的两个或多个部件整合成单件。

此流径部件的整体构造还通过将也称为定子轮叶的涡轮喷嘴翼型件与外边界结构和内边界结构组装来进一步改善。在一些情况下，喷嘴翼型件可插入和固定到外边界结构和内边界结构中的一个或两个上。通常，将涡轮喷嘴翼型件插入边界结构具有挑战。具体而言，用于将喷嘴翼型件固定到边界结构且使喷嘴翼型件与该结构密封来防止流径泄漏的常规方法是不令人满意的。

因此，用于组装流径组件的改进方法将是期望的。更具体而言，用于使翼型件与边界结构组装的改进的方法将是有益的。此外，由此方法形成的流径组件将是有用的。

发明内容

本发明的各方面和优势将部分地在以下描述中阐述，或可从所述描述显而易见，或可通过本发明的实施而得知。

在本公开内容的一个示例性实施例中，提供了一种用于使翼型件与边界结构组装的方法。翼型件和边界结构中的至少一个由复合材料形成。该方法包括将限定切口的翼型件插入由边界结构限定的开口中，边界结构限定切口，其中在翼型件插入开口中时，锁环接收在由边界结构限定的切口和由翼型件限定的切口内。该方法还包括使翼型件压靠边界结构，使得锁环形成翼型件与边界结构之间的密封件。

在本公开内容的另一个示例性实施例中，提供了一种用于燃气涡轮发动机的流径组件。该流径组件包括由复合材料形成且限定开口的边界结构，边界结构还限定邻近开口的切口。流径组件还包括翼型件，翼型件由复合材料形成，且尺寸适于配合在边界结构的开口内。流径组件还包括接收在由边界结构限定的切口内的锁定特征，以使翼型件与边界结构联锁，且在边界结构与翼型件之间压缩来形成边界结构与翼型件之间的密封件。

在本公开内容的另一个示例性实施例中，提供了一种使第一部件与第二部件组装的方法。第一部件和第二部件中的至少一者由复合材料形成，例如，如，CMC材料。第一部件限定开口和邻近开口的锁定特征，且第二部件限定锁定特征。该方法包括使第二部件压靠第一部件，同时第一部件和第二部件中的至少一者在生坯状态，其中在压制第二部件时，锁定特征接合来形成第一部件与第二部件之间的密封件。

技术方案1.一种将翼型件与边界结构组装起来的方法，所述翼型件和所述边界结构中的至少一者由复合材料形成，所述方法包括：

将限定了切口的所述翼型件插入由所述边界结构限定的开口中，所述边界结构限定了切口，其中在所述翼型件插入所述开口中时，锁环收容于由所述边界结构限定的切口和由所述翼型件限定的切口内；以及

将所述翼型件压于所述边界结构，使得所述锁环成为所述翼型件与所述边界结构之间的密封件。

技术方案2.根据技术方案1所述的方法，其中所述翼型件由所述复合材料形成，并且当所述翼型件插入所述开口中且压于所述边界结构时，所述翼型件处于生坯状态。

技术方案3.根据技术方案1所述的方法，其中在将所述翼型件插入所述开口中之前，所述方法还包括：

将所述开口加工到所述边界结构中；

将所述切口加工到所述翼型件中；以及

将所述切口加工到所述边界结构中。

技术方案4.根据技术方案1所述的方法，其中在将所述翼型件插入所述开口中之前，所述方法还包括：

通过以一种方式叠置一个或多个板层来形成所述边界结构中的开口，使得所述开口形成在所述边界结构中；以及

通过以一种方式叠置一个或多个板层来形成由所述边界结构限定的所述切口，使得所述切口由所述边界结构限定。

技术方案5.根据技术方案1所述的方法，其中所述方法还包括：

叠置一个或多个板层来形成所述边界结构，其中所述一个或多个板层被叠置成使得所述边界结构限定有第一部分和第二部分，所述第一部分具有第一厚度，并且所述第二部分具有第二厚度，所述第一部分的第一厚度大于所述第二部分的第二厚度，其中在将所述开口加工在所述边界结构中的期间，所述开口被加工到所述边界结构的第一部分中。

技术方案6.根据技术方案1所述的方法，其中由所述边界结构限定的所述开口在外端与内端之间延伸，并且在所述锁环插入由所述边界结构限定的所述切口中时，所述锁环朝所述开口的外端延伸，且向外突入所述开口中，以便在所述锁环与所述边界结构之间形成凹口，并且当所述翼型件插入所述开口中时，所述翼型件的一锁定部分插入所述凹口中，以使所述翼型件与所述边界结构互锁。

技术方案7.根据技术方案1所述的方法，其中所述边界结构中的所述切口具有C形横截面，由所述翼型件限定的所述切口具有C形横截面，并且所述锁环具有椭圆形横截面。

技术方案8.根据技术方案1所述的方法，其中所述边界结构限定了内表面和外表面，并且所述方法还包括：

在所述开口处沿所述边界结构的内表面定位硬质工具；

其中在压制期间，所述翼型件被气动地压于所述边界结构，并且所述边界结构相应地被压于所述硬质工具，使得所述锁环被压缩在由所述边界结构限定的切口与由所述翼型件限定的切口之间。

技术方案9.根据技术方案1所述的方法，其中在压制所述翼型件之后，所述方法还包括：

通过燃尽过程、熔体渗透过程或化学气相渗透过程将所述翼型件、所述锁环和所述边界结构联结到彼此上。

技术方案10.一种用于燃气涡轮发动机的流径组件，所述流径组件包括：

由复合材料形成的且限定了开口的边界结构，所述边界结构还限定了邻近所述开口的切口；

由复合材料形成的且尺寸适于装入所述边界结构的开口内的翼型件；以及

锁定特征，所述锁定特征收容于由所述边界结构限定的所述切口内，以使所述翼型件与所述边界结构互锁，并且被压缩在所述边界结构与所述翼型件之间，以成为所述边界结构与所述翼型件之间的密封件。

技术方案11.根据技术方案10所述的流径组件，其中所述锁定特征是锁环，并且由所述边界结构限定的所述开口在外端与内端之间延伸，并且所述锁环朝所述开口的外端延伸，且突入所述开口中，以便在所述锁环与所述边界结构之间形成凹口，并且所述翼型件包括一锁定部分，用来填充所述凹口以使所述翼型件与所述边界结构互锁。

技术方案12.根据技术方案10所述的流径组件，其中所述锁定特征与所述翼型件整体成形。

技术方案13.根据技术方案12所述的流径组件，其中由所述边界结构限定的所述开口在外端与内端之间延伸，并且在所述翼型件插入所述开口中时，与所述翼型件整体成形的所述锁定特征朝所述开口的内端延伸，且突入由所述边界限定的所述切口中，以便使所述翼型件与所述边界结构互锁。

技术方案14.根据技术方案10所述的流径组件，其中所述开口由所述边界结构的一个或多个侧壁限定，其中由所述边界结构限定的所述开口在外端与内端之间延伸，其中在所述外端与所述内端之间限定有中点，并且所述切口由邻近所述中点的所述一个或多个侧壁限定。

技术方案15.根据技术方案10所述的流径组件，其中所述开口由所述边界结构的一个或多个侧壁限定，并且由所述边界结构限定的所述开口在外端与内端之间延伸，并且所述切口由邻近所述外端和所述内端中的至少一个的一个或多个侧壁限定。

技术方案16.一种用于使第一部件与第二部件组装的方法，所述第一部件和所述第二部件中的至少一者由复合材料形成，所述第一部件限定了开口和邻近所述开口的锁定特征，并且所述第二部件限定了锁定特征，所述方法包括：

在所述第一部件和所述第二部件中的至少一者处于生坯状态时，将所述第二部件压于所述第一部件，其中在所述第二部件受压时，所述第一部件和第二部件的锁定特征配合来形成所述第一部件与所述第二部件之间的密封件。

技术方案17.根据技术方案16所述的方法，其中所述第一部件限定了内表面和外表面，并且所述方法还包括：

在所述开口处沿所述第一部件的内表面定位硬质工具；

其中在压制期间，所述第二部件被气动地压于所述第一部件，使得所述第一部件和第二部件的锁定特征配合来形成所述密封件。

技术方案18.根据技术方案16所述的方法，其中所述第一部件的锁定特征是切口，并且第二部件的锁定特征是与所述第二部件整体形成的锁定凸起。

技术方案19.根据技术方案16所述的方法，其中所述第二部件的锁定特征是切口，并且所述第一部件的锁定特征是与所述第一部件整体成形的锁定凸起。

技术方案20.根据技术方案16所述的方法，其中所述第二部件的锁定特征是切口，并且所述第一部件的锁定特征是切口，并且在压制之前，所述方法还包括：

将锁环插入所述第一部件的切口中；以及

将所述第二部件插入所述开口中，并且当所述第二部件插入所述开口中时，所述锁环收容于由所述第一部件限定的切口和由所述第二部件限定的切口内。

参考以下描述和所附权利要求书，本发明的这些和其它特征、方面和优点将变得更好理解。并入于本说明书中且构成本说明书的一部分的附图说明本发明的实施例，且连同所述描述一起用于解释本发明的原理。

附图说明

本说明书中针对所属领域的技术人员来阐述本发明的完整和启发性公开内容，包括其最佳模式，本说明书参考了附图，在附图中：

图1提供了根据本主题的多种实施例的示例性燃气涡轮发动机的示意性横截面视图；

图2提供了根据本主题的示例性实施例的图1中的燃气涡轮发动机的燃烧区段和高压涡轮区段的示意性横截面视图；

图3提供了根据本主题的示例性实施例的示例性边界结构的示意性横截面视图；

图4提供了图3中的示例性边界结构的示意性横截面视图，显示了其中的开口；

图5提供了图3中的示例性边界结构的示意性横截面视图，显示了边界结构中的切口；

图6提供了图3中的示例性边界结构的示意性横截面视图，显示了插入切口中的锁环；

图7提供了图3中的示例性边界结构的示意性横截面视图，显示了插入开口中的示例性翼型件；

图8提供了图3中的示例性边界结构的示意性横截面视图，显示了翼型件被压于边界结构；

图9提供了与边界结构组装来形成流径组件的翼型件的示意性横截面视图；

图10提供了根据本主题的示例性实施例的另一个示例性流径组件的示意性横截面视图；

图11提供了根据本主题的示例性实施例的又一个示例性流径组件的示意性横截面视图；

图12提供了根据本主题的示例性实施例的又一个示例性流径组件的示意性横截面视图；

图13提供了根据本主题的示例性实施例的又一个示例性流径组件的示意性横截面视图；

图14提供了根据本主题的示例性实施例的又一个示例性流径组件的示意性横截面视图；

图15提供了根据本主题的示例性实施例的示例性方法的流程图；以及

图16提供了根据本主题的示例性实施例的另一个示例性方法的流程图。

在本说明书和图中参考标号的重复使用意图表示本发明的相同或相似特征或元件。

具体实施方式

现将详细参考本发明的当前实施例，其中的一个或多个实例示于附图中。详细描述中使用数字和字母标号来指代图中的特征。图中和描述中使用相同或类似的标示来指代本发明的相同或类似部分。如本文所用，术语“第一”、“第二”和“第三”可互换使用以区分开一个部件与另一部件，而并非意图表示个别部件的位置或重要性。除非上下文另外明确规定，否则单数形式“一”以及“所述”可包括复数参考物。术语“上游”和“下游”是指相对于流体路径中的流体流的相对方向。举例来说，“上游”是指流体流出的方向，而“下游”是指流体流向的方向。术语“邻近”意指在所陈述位置的百分之二十(20％)内。

本公开内容的示例性方面针对一种用于组装用于燃气涡轮发动机的流径组件的方法。在一个示例性方面中，提供了一种用于使翼型件与边界结构组装来形成流径组件的方法。示例性方法包括将开口加工到边界结构中。边界结构可为外衬套、环、或限定燃气涡轮发动机的一些整体结构。开口尺寸适于接收翼型件或其它部件。该方法还包括将切口加工到邻近开口的边界结构中。例如，切口可加工到限定了开口的侧壁中。锁定特征然后插入由边界结构限定的切口中。锁定特征可与翼型件整体形成(整体成形)，或可为单独的部件，例如，锁环。当翼型件插入开口中时，锁定特征使翼型件与边界结构互锁(连锁)。为了使翼型件与边界结构密封，翼型件然后被压至或压入边界结构。在压制翼型件时，锁定特征受到压缩，使得翼型件与边界结构之间形成倒钩密封件。结果是牢固且密封的流径组件。在又一个示例性方面中，提供了由本文所述的一个方法形成的流径组件。

图1提供了根据本公开内容的示例性实施例的燃气涡轮发动机的示意性横截面视图。更确切地说，对于图1的实施例，燃气涡轮发动机为高旁路涡扇喷气发动机10，其在本文中被称为“涡扇发动机10”。如图1中所示，涡扇发动机10限定轴向A(平行于提供用于参考的纵向中心线12延伸)和径向R。一般而言，涡扇10包括风扇区段14和设置在风扇区段14下游的核心涡轮发动机16。

所描绘的示范性核心涡轮发动机16通常包括限定了环形入口20的大体上为管状的外壳体18。外壳体18包覆了具有串联流关系的：压缩机区段，其包括增压器或低压(LP)压缩机22和高压(HP)压缩机24；燃烧区段26；涡轮区段，其包括高压(HP)涡轮28和低压(LP)涡轮30；以及喷气排气喷嘴区段32。高压(HP)轴或转轴34将HP涡轮28传动地连接到HP压缩机24。低压(LP)轴或转轴36将LP涡轮30传动地连接到LP压缩机22。在涡扇发动机10的其它实施例中，可提供额外转轴，使得发动机10可被描述为多转轴发动机。

对于所描绘的实施例，风扇区段14包括风扇38，风扇38具有以间隔开的方式连接到盘42的多个风扇叶片40。如所描绘，风扇叶片40从盘42大体沿着径向R朝外延伸。风扇叶片40和盘42可通过LP轴36围绕纵向轴线12一起旋转。在一些实施例中，可包括具有多个齿轮的动力齿轮箱，以用于将LP轴36的旋转速度逐步降低到更高效的旋转风扇速度。

仍参看图1的示范性实施例，盘42由可旋转的前机舱48覆盖，前机舱48具有空气动力学轮廓以促进气流穿过所述多个风扇叶片40。另外，示范性风扇区段14包括环形风扇壳体或外部机舱50，其沿圆周包围风扇38和/或核心涡轮发动机16的至少一部分。应了解，机舱50可配置成相对于核心涡轮发动机16由多个沿圆周间隔开的出口导叶52支承。此外，机舱50的下游区段54可在核心涡轮发动机16的外部分上延伸，以便在其间限定旁路气流通路56。

在涡扇发动机10的操作期间，大量空气58穿过机舱50的相关联入口60和/或风扇区段14进入涡扇10。当大量空气58横穿风扇叶片40时，如由箭头62指示的空气58的第一部分被引导或导引到旁路气流通路56中，且如由箭头64指示的空气58的第二部分被引导或导引到LP压缩机22中。空气的第一部分62和空气的第二部分64之间的比率通常称为旁路比。在空气的第二部分64被导引通过高压(HP)压缩机24并进入燃烧区段26时，空气的第二部分64的压力增加，在燃烧区段26处，空气与燃料混合并燃烧以提供燃烧气体66。

燃烧气体66被导引通过HP涡轮28，在HP涡轮28处经由连接到外壳体18的HP涡轮定子轮叶68和连接到HP轴或转轴34的HP涡轮转子叶片70的顺序级提取来自燃烧气体66的热能和/或动能的一部分，因此使HP轴或转轴34旋转，进而支持HP压缩机24的操作。燃烧气体66接着被导引通过LP涡轮30，在LP涡轮30处经由连接到外壳体18的LP涡轮定子轮叶72和连接到LP轴或转轴36的LP涡轮转子叶片74的顺序级提取来自燃烧气体66的热能和动能的第二部分，因此使LP轴或转轴36旋转，进而支持LP压缩机22的操作和/或风扇38的旋转。

燃烧气体66随后被导引通过核心涡轮发动机16的喷气排气喷嘴区段32以提供推进力。同时，当空气的第一部分62在从涡扇10的风扇喷嘴排气区段76排出之前被导引通过旁路气流通路56时，空气的第一部分62的压力显著增大，从而也提供推进力。HP涡轮28、LP涡轮30和喷气排气喷嘴区段32至少部分地限定了热气体路径78，以用于将燃烧气体66导引通过核心涡轮发动机16。

应了解，尽管例举具有核心涡轮发动机16的涡扇10来描述，但本发明主题可适用于其它类型的涡轮机械。举例来说，本发明主题可适合与涡轮螺桨、涡轮轴、涡轮喷气发动机、工业和海洋燃气涡轮发动机和/或辅助动力单元一起使用或用于以上各项中。

在一些实施例中，涡扇发动机10的部件，具体是热气体路径78内的部件，如，燃烧区段26、HP涡轮28和/或LP涡轮30的部件，可包括陶瓷基质复合物(CMC)材料，这是具有高温能力的非金属材料。当然，涡扇发动机10的其它部件，如，HP压缩机24的部件，可包括CMC材料。用于此类部件的示范性CMC材料可包括碳化硅(SiC)、硅、氮化硅或氧化铝基质材料和其组合。陶瓷纤维可嵌入基质内，例如氧化稳定的增强纤维，包括如蓝宝石和碳化硅(例如，Textron的SCS-6)的单丝；以及粗纱和纱线，包括碳化硅(例如，Nippon Carbon的

UbeIndustries的

和Dow Corning的

)、硅酸铝(例如，Nextel的440和480)；以及短切的晶须和纤维(例如，Nextel的440和

)和任选地陶瓷颗粒(例如，Si、Al、Zr、Y以及它们的组合的氧化物)和无机填充剂(例如，叶蜡石、硅灰石、云母、滑石、蓝晶石和蒙脱石)。举例来说，在某些实施例中，将纤维束形成为增强带，例如单向增强带，所述纤维束可以包括陶瓷耐火材料涂层。多个带可叠置在一起(例如，作为板层)以形成预成型部件。纤维束在形成预成型件之前或在形成预成型件之后可用浆料组合物浸渍。预成型件接着可经受热处理，例如固化或烧穿，以在预成型件中产生高焦化残余物，并随后经受化学处理，例如利用硅的熔融浸渗或化学蒸汽浸渗，以获得由具有期望化学组合物的CMC材料形成的部件。在其它实施例中，CMC材料可形成为例如碳纤维织物，而不是形成为条带。

如所述，包括CMC材料的部件可用在热气体路径78内，例如用在发动机10的燃烧和/或涡轮区段内。举例来说，燃烧区段26可包括由CMC材料形成的燃烧器，且/或HP涡轮28的一个或多个级的一个或多个级可由CMC材料形成。然而，CMC部件还可用于其它区段，例如压缩机和/或风扇区段中。当然，在一些实施例中，其它高温材料和/或其它复合材料可用于形成发动机10的一个或多个部件。例如，聚合物基质复合物(PMC)材料可用于形成压缩机的一个或多个部件，例如，压缩机转子叶片或定子轮叶。

图2提供了根据本主题的示例性实施例的图1中的涡扇发动机10的燃烧区段26和涡轮区段的HP涡轮28的示意性横截面视图。所示燃烧区段26包括大体上为环形的燃烧器80，且在燃烧区段26下游，HP涡轮28包括多个涡轮级。更具体而言，对于所示实施例，HP涡轮28包括第一涡轮级82和第二涡轮级84。在其它实施例中，HP涡轮28可包括不同数量的涡轮级；例如，HP涡轮28可包括一个涡轮级或两个以上的涡轮级。

第一涡轮级82定位在燃烧区段26下游紧靠燃烧区段26的位置，且第二涡轮级84定位在第一涡轮级82下游紧靠第一涡轮级82的位置。每个涡轮级82、84包括流径组件，包括喷嘴组件和叶片组件。具体而言，第一涡轮级82包括喷嘴流径组件82N和叶片流径组件82B。类似地，第二涡轮级84包括喷嘴流径组件84N和叶片流径组件84B。此外，燃烧器80限定了大体上为环形的燃烧室86，使得燃烧器80可描述为环形燃烧器。

一个或多个边界结构限定了穿过燃烧区段26和HP涡轮28的流径(流道)100。对于该实施例，边界结构包括外壁102和内壁104。外壁102和内壁104限定了穿过燃烧区段26和HP涡轮28的燃烧气体66的流径100；因此，流径100形成上文参照图1所述的热气体路径78的至少一部分。此外，在其它实施例中，流径100可延伸穿过LP涡轮30和喷气排气区段32(图1)；在又一些实施例中，流径100还可延伸，或可包括形成燃烧区段26上游的流径100的一部分的其它相似或类似的边界结构，例如，进入HP压缩机24(图1)中。因此，将认识到，本主题在此参照燃烧区段26和HP涡轮28的论述仅通过举例，且还可应用于燃气涡轮发动机和流径的不同构造。

如图2中进一步所示，对于该实施例，燃烧器80的外壁102包括外衬套108，其限定了穿过燃烧器80的流径100的外边界。每个喷嘴流径组件82N、84N包括限定了穿过每个涡轮级的喷嘴组件的流径100的外边界的一部分的外环，且每个叶片流径组件82B、84B包括限定了穿过每个涡轮级的叶片组件的流径100的外边界的一部分的护罩。更具体而言，如图2中所示，第一涡轮级喷嘴流径组件82N包括外环110，第一涡轮级叶片流径组件82B包括护罩112，第二涡轮级喷嘴流径组件84N包括外环114，并且第二涡轮级叶片流径组件84B包括护罩116。外衬套108、外环110、114和护罩112、116共同地形成HP涡轮28和燃烧器80的外壁102。

此外，如图2中所示，燃烧器80的内壁104包括限定了穿过燃烧器80的流径100的内边界的内衬套122。每个喷嘴流径组件82N、84N包括限定了穿过每个涡轮级的喷嘴组件的流径100的内边界的内环，且每个叶片流径组件82B、84B包括限定了穿过每个涡轮级的叶片组件的流径100的内边界的一个或多个叶片平台。更具体而言，如图2中所示，第一涡轮级喷嘴流径组件82N包括内环124，第一涡轮级叶片流径组件82B包括叶片平台132，第二涡轮级喷嘴流径组件84N包括内环136，且第二涡轮级叶片流径组件84B包括叶片平台132。内衬套122、内环124、136和叶片平台132共同地形成HP涡轮28和燃烧器80的内壁104。

此外，在图2中的所示实施例中，燃烧器圆顶118沿径向延伸穿过燃烧器80的前端88。燃烧器圆顶118可为外壁102的一部分，可为内壁104的一部分，可为外壁102和内壁104两者的一部分(例如，燃烧器圆顶118的一部分可由外壁102限定，且其余部分可由内壁104限定)，或可为与外壁102和内壁104分开的部件。燃料喷嘴组件90定位成邻近燃烧器圆顶118来将燃料输送至燃烧室86。

在一些示例性实施例中，外壁102的各部分可整合或统一成单件。例如，共同地形成外壁102的外衬套108、外环110、114和护罩112、116可整合或统一成单个整体件。同样，内壁104的各部分可整合或统一成单件。例如，内衬套122可与内环124整合或统一，以形成单件。如本文使用的术语“整体”表示相关联的部件如外壁102在制造期间制作成单件，即，最终整体部件是单件。因此，整体部件具有这样的构造，其中整合部分不可分离，且不同于包括多个单独部件的部件，所述单独部件已经连结在一起，且一旦连结，则称为单个部件，即使部件仍不同且单个部件并非不可分离(即，各件可为再分离的)。最终整体部件可包括大致连续的材料件，或在其它实施例中，可包括永久地结合到彼此上的多个部分。在任何情况下，形成整体部件的各种部分与彼此整合，使得整体部件是具有不可分离部分的单件。

此外，喷嘴翼型件定位在每个喷嘴流径组件82N、84N中的每个中。第一涡轮级喷嘴流径组件82N的每个喷嘴翼型件126从外环110沿径向延伸至内环124，且喷嘴翼型件126围绕纵向中心线12沿周向间隔开。第二涡轮级喷嘴流径组件84N的每个喷嘴翼型件128从外环114沿径向延伸到内环136，且喷嘴翼型件128围绕纵向中心线12沿周向间隔开。

此外，叶片翼型件130定位在叶片流径组件82B、84B中的每个中。第一涡轮级叶片流径组件82B内的每个叶片翼型件130附接到叶片平台132上，叶片平台132继而又附接到第一级转子134上。附接到第一级转子134上的叶片翼型件130围绕纵向中心线12沿周向间隔开。类似地，第二涡轮级叶片流径组件84B内的每个叶片翼型件130附接到叶片平台132上，叶片平台132继而又附接到第二级转子138上。附接到第二级转子138上的叶片翼型件130围绕纵向中心线12沿周向间隔开。每个叶片翼型件130朝外壁102(即，流径100的外边界)沿径向向外延伸，且在每个叶片翼型件130的尖端140与外壁102之间限定有间隙，使得每个涡轮转子134、138围绕纵向中心线12自由旋转。尽管未绘出，但HP涡轮28的每个涡轮转子134、138连接到HP轴34(图1)上。以此方式，当旋转能施加到HP轴34上时，转子叶片翼型件130可经由HP涡轮28限定的流径100从燃烧气流66提取动能。

在一些示例性实施例中，翼型件可与一个边界结构组装，例如，上文提到的衬套、环中的任一个，以形成喷嘴流径组件82N、84N中的一个，且转子叶片可与一个边界结构组装，例如，上文提到的护罩、平台中的任一个，以如上文所述的方式形成叶片流径组件82B、84B中的一个。

图3至9提供了用于组装流径组件的示例性方法，例如，图2中的喷嘴流径组件82N、84N中的一个。具体而言，图3至9提供了用于将翼型件与边界结构(例如，环)组装起来以形成流径组件的方法。图3提供了示例性流径边界结构210的示意性横截面视图。图4提供了绘出由边界结构210限定的开口222的其另一个视图。图5提供了绘出由边界结构210限定的锁定特征238的其另一个视图，且更具体而言，图5提供了加工到边界结构210中的切口232。图6提供了绘出插入切口232中的锁环242的其另一个视图。图7提供了绘出插入开口222中且夹到锁环242上的翼型件260的其又一个视图。图8提供了绘出被压于边界结构210的翼型件260的又一个视图。图9提供了绘出与边界结构210整合来形成流径组件200的翼型件260的其另一个视图。

如图3中所示，边界结构210沿径向R在外表面212与内表面214之间延伸。外表面212与内表面214之间的距离限定了边界结构210的厚度。边界结构210还沿周向C延伸，且对于该实施例，边界结构210沿周向C以环形延伸三百六十度(360°)；因此在图3中，仅示出了边界结构210的一部分。此外，边界结构210还沿轴向A延伸，轴向A是进入和离开图3中的页面的方向。

对于该实施例，边界结构210由复合材料形成，且具体而言，边界结构210由CMC材料形成。如图3中进一步所示，可叠置一个或多个板层216来形成CMC边界结构210。具体而言，对于该实施例，叠置板层216，使得边界结构210限定了第一部分218和第二部分220。第一部分218具有第一厚度T1，第一厚度T1大于第二部分220的第二厚度T2。在又一些实施例中，边界结构210可具有恒定厚度。在边界结构210叠置之后，边界结构210可经历高压釜压实过程，使得边界结构210形成为生坯状态。

如图4中所示，在边界结构210被叠置且压实之后，将开口222加工到边界结构210中。对于该实施例，开口222被加工到边界结构210的第一部分218中。当第一部分218具有大于边界结构210(图3)的第二部分220的第二厚度T2的第一厚度T1时，相比于开口222被加工到第二部分220中的情况，被加工到第一部分218中的开口222具有更大深度，这尤其提供了较大的表面面积，翼型件260可固定到该较大表面面积上(即，当翼型件260插入开口222中时，如下文更完整所述)。在备选示例性实施例中，可用一个或多个板层叠置以一定方式形成边界结构210，以便不再需要加工就可以形成开口222。

如图4中进一步所示，由边界结构210限定的开口222沿径向R在外端224与内端226之间延伸，且沿轴向A和周向C在限定了开口222的边界结构210的一个或多个侧壁228之间延伸。开口222的宽度和深度尺寸适于接收翼型件260。此外，如图4中所示，除加工开口222之外，一个或多个圆角边缘230可加工到邻近开口222的外端224在侧壁228与外表面212之间形成的边界结构210的区域中。圆角边缘230可邻近外端224沿开口222的周边延伸。一个或多个圆角边缘230可协助操作者或机器将物体插入开口(例如，翼型件260)，且还可有助于使翼型件260与开口222对准。在一些实施例中，边界结构210和圆角边缘230在边界结构210在生坯状态中时进行加工。在又一些实施例中，圆角边缘230可以由一个或多个板层以一定方式叠置而成，以便直接形成圆角边缘230，而不需要在边界结构210上进行加工以形成该边缘。

如图5中所示，在开口222和圆角边缘230加工到边界结构210中之后，将切口232加工到邻近开口222的边界结构210中，使得边界结构210限定有锁定特征238。对于该实施例，切口232沿径向R加工在限定了开口222的侧壁228中，大致在开口222的外端224与内端226之间的中途。切口232在开口222的整个周边周围加工到开口222的侧壁228中。然而，在一些实施例中，切口232未加工在开口222的整个周边的周围。例如，在一些实施例中，多个切口可围绕周边与彼此间隔开。任何适合的材料去除工具可用于加工切口232或多个切口。在一些实施例中，在边界结构210为生坯状态时加工切口232。

此外，对于该实施例，加工到侧壁228中的切口232具有如图5中所示的C形轴向横截面(在该实施例中，切口232还具有C形周向横截面)。值得注意的是，切口232的C形轴向横截面相对于轴向A成角或倾斜，使得切口232的口更多开向开口222的外端224。以此方式，切口232定向成使得在物体插入切口232中时(例如，如图6中所示的锁环242)，插入的物体将朝开口222的外端224沿径向向外成角或倾斜。

在一些实施例中，如图5中所示，边界结构210的第一部分218可具有开口222的一侧或两侧上的宽度W，其足以允许未来的切口232(以虚线所示)加工到边界结构210中。例如，如图5中所示，第一部分218的宽度W使得至少两个未来的切口232可加工到边界结构210中。以此方式，如果边界结构、翼型件和/或其间的密封件在服务期间变得受损，则替代/替换整个边界结构210，同一边界结构210可在现有开口222加宽且新切口加工在边界结构210中之后在服务中进一步使用。将认识到，插入加宽的开口中的部件必须尺寸适于配合加宽的开口。

如图6中所示，在切口232加工到边界结构210(图5)中以限定边界结构210的锁定特征238之后，锁定特征240插入切口232中。具体而言，对于该实施例，锁定特征240是锁环242，锁环242具有椭圆形轴向横截面(在该实施例中，锁环242的周向横截面同样是椭圆形)。在备选实施例中，锁环242可具有其它适合的轴向或周向横截面形状。此外，锁环242可具有任何适合的径向横截面。例如，在开口222是圆形开口的情况下，锁环242同样可具有与开口222的圆形形状互补的圆形形状。在备选实施例中，锁环242可具有其它适合的径向横截面，例如，椭圆形、跑道或体育场形、或一些不规则的形状。

对于该实施例，当插入切口232中时，锁环242围绕开口222的周边延伸。在一些实施例中，锁环242不必沿开口222的整个周边延伸。例如，在切口232并未沿开口222的周边延伸而是具有围绕周边与彼此间隔开的多个切口的情况下，锁环242可具有可分别配合到相应的切口中的对应的单独部件。由于切口232在边界结构210的侧壁228中的定向，插入的锁环242朝开口222的外端224沿径向向外倾斜或成角，且向外突入开口222中。具体而言，锁环242具有头部部分244和底座部分246。当锁环242插入切口232中时，底座部分246接收和位于切口232内，且头部部分244朝开口222的外端224向外突入开口222中。通过朝开口222的外端224使锁环242成角或倾斜，大致V形的凹口234形成在锁环242与边界结构210的侧壁228之间。在其它实施例中，凹口234可为其它适合的形状。例如，在一些实施例中，凹口234可为U形凹口。

如图7中所示，在锁环242插入由边界结构210(图6)的侧壁228限定的切口232中之后，翼型件260插入开口222中。在图7中，翼型件260示为沿径向向内插入开口222中。插入开口222中的翼型件260限定有锁定特征248，其在该实施例中是切口262。对于该实施例，翼型件260的外壁264限定了切口262。切口262围绕翼型件260的外壁264的周边延伸。切口262可由任何适合的材料去除工具，以任何适合的方式加工在翼型件260的外壁264中。在备选实施例中，切口262可通过叠置一个或多个板层来形成期望的切口形状来形成。当翼型件260插入开口222中时，锁环242的头部部分244接收在由翼型件260限定的切口262内。翼型件260“夹持”或“锁定”在锁环242上，以使翼型件260与边界结构210互锁。

当翼型件260插入开口222中时，由翼型件260限定的切口262定形为接收锁环242的一部分。对于该实施例，当翼型件260插入开口222中时，切口262定形为接收锁环242的头部部分244(即，切口262具有C形轴向横截面来接收如图7中所示的锁环242的椭圆形轴向横截面)。值得注意的是，由翼型件260限定的切口262的C形横截面相对于轴向A朝开口222的内端226(即，沿径向向内)成角或倾斜。以此方式，切口262定向成使得在翼型件260插入开口222中时，切口262构造成接收物体(例如，锁环242)，物体朝开口222的外端224沿径向向外成角或倾斜。

如图7中进一步所示，翼型件260还包括定位在切口262的径向外侧的锁定部分266。锁定部分266成形为与限定在锁环242与边界结构210的侧壁228之间的凹口234互补。因此，对于该实施例，翼型件260的锁定部分266是大致V形的。如图7中所示，锁定部分266到达端点268来形成V形。切口262的外壁264和内壁形成V形的臂。当翼型件260插入开口222中时，翼型件260的锁定部分266插入且接收在V形凹口234内，以使翼型件260与边界结构210互锁。具体而言，在锁定部分266被收容在凹口234内的位置形成了倒钩互锁接头。

为了进一步使翼型件260与边界结构210固定，翼型件260还包括定位在切口262的径向内侧的凸台部分270。凸台部分270形成翼型件260的外壁264的一部分。凸台部分270相比翼型件260的流径部分272更进一步向外突出。当翼型件260插入开口222中时，凸台部分270的外壁264以匹配接合来压靠侧壁228。例如，凸台部分270的外壁264示为与图8和9中的边界结构210的侧壁228匹配接合。当翼型件260插入开口222中时，凸台部分270与侧壁228的匹配接合进一步使翼型件260与边界结构210固定和互锁。

如图7中进一步所示，翼型件260包括圆角边缘274和匹配边缘276。圆角边缘274与边界结构210的圆角边缘230互补。翼型件260的匹配边缘276与边界结构210的第一部分218的外表面212互补。当翼型件260插入开口222中时，翼型件260的圆角边缘274以匹配接合来压靠边界结构210的圆角边缘230，且同样，翼型件260的匹配边缘276以匹配接合来压靠边界结构210的外表面212。例如，翼型件260的圆角边缘274示为与边界结构210的圆角边缘230匹配接合，且翼型件260的匹配边缘276示为与图8和9中的边界结构210的外表面212成匹配接合。这些匹配表面使翼型件260与边界结构210进一步固定。

如图8中所示，在翼型件260插入开口222中且经由锁环242(图7)与边界结构210互锁之后，翼型件260压靠边界结构210。具体而言，在图8中，翼型件260示为沿径向向内受压。当压制翼型件260时，翼型件260抵靠边界结构210(图5)限定的切口232和翼型件260(图7)限定的切口262所限定的腔内的边界结构210压缩锁环242。具体而言，由翼型件260限定的切口262的内壁压靠锁环242的头部部分244，以便抵靠边界结构210压缩锁环242。以此方式，在翼型件260与边界结构210之间形成倒钩密封件280(图9)。

对于图8中的所示实施例，翼型件260可以以以下示例性方式受压。如图所示，硬质工具290沿边界结构210的内表面214围绕开口222定位。硬质工具290控制翼型件260的翼型形状，且在翼型件260受压时支承边界结构210。压制工具292可操作地构造成将压制力施加到翼型件260上，以使翼型件260压靠边界结构210。例如，如图8中所示，压制工具292可用加压空气，气动地使翼型件260压靠边界结构210和硬质工具290。硬质工具290确保压制期间翼型件260相对于边界结构210正确对准，且抵消压制力以便于翼型件260和边界结构210的各种互补表面的匹配接合。在备选实施例中，可使用用于压制翼型件260的其它适合的方法。

除在压制翼型件260时翼型件260抵靠由连结的切口232、262限定的腔内的边界结构210压缩锁环242外，翼型件260的各种匹配表面压制成与其对应的边界结构匹配表面成齐平匹配接合。具体而言，匹配边缘276压制成与边界结构210的外表面212齐平匹配接合，翼型件260的圆角边缘274压制成与边界结构210的圆角边缘230齐平匹配接合，翼型件260的锁定部分266的一个边缘压制成与侧壁228齐平匹配接合，凸台部分270的边缘压制成与侧壁228齐平匹配接合，并且凸台部分270的内表面278压靠硬质工具290。

如图9中所示，翼型件260与边界结构210组装来形成流径组件200。具体而言，锁环242示为在变形状态中受压缩。仍更具体而言，锁环242从其原始椭圆形横截面(图6)(即，在翼型件260受压之前的锁环242的横截面)变形到现在压缩的变形椭圆形横截面。通过压缩锁环242，形成了倒钩密封件280。倒钩密封件280使翼型件260与边界结构210密封，使得减小或消除了流动泄漏。

在压制翼型件260之后，所得的流径组件200可经历一个或多个精整过程。例如，流径组件200可经历燃尽过程和熔体渗透过程。在备选实例性实施例中，整个路径组件200可经历化学气相渗透过程来完成流径组件200。

图10提供了根据本主题的示例性实施例的流径组件200的另一个示例性实施例。图10中所示的流径组件200可以以与图3至9中所示和所伴随文本中所述的流径组件相同或相似的方式(除如下文所述)组装。对于该实施例，限定在边界结构210的侧壁228中的切口232具有C形横截面，C形横截面并未相对于轴向A成角或倾斜，并且翼型件260的本体不包括凸台部分。如图所示，当锁环242插入切口232中时，锁环242未相对于轴向A成角或倾斜。更具体而言，锁环242的头部部分244在锁环242插入切口232中时并未朝开口222的外端224或内端226倾斜或成角。因此，当翼型件260插入开口222中时，翼型件260的外壁264或多个外壁朝开口222的径向中心线RC向内受压。当由翼型件260限定的切口262与锁环242对准时，翼型件260释放，且允许远离径向中心线RC向外扩张，使得切口262接收锁环242。这允许翼型件260卡扣或夹持就位。锁环242可以以上文所述的相同或相似方式压缩来使翼型件260与边界结构210密封。

图11提供了根据本主题的示例性实施例的流径组件200的另一个示例性实施例。图11中所示的流径组件200可以以与图3至10中所示和所伴随文本中所述的流径组件相同或相似的方式(除如下文所述)组装。对于该实施例，由边界结构210限定的锁定特征238是切口232。切口232限定在边界结构210的侧壁228中，且具有相对于轴向A并未成角或倾斜的部分椭圆形的轴向横截面。喷嘴260的锁定特征248是切口262。此外，流径组件200还包括锁定特征240，锁定特征240在此实施例中是锁环242。

如图11中具体所示，对于该实施例，切口232由邻近开口222的内端226的侧壁228限定。通过将切口232定位或限定在开口222的内端226处或附近，流径燃烧气体在流径的外边界处密封，且因此防止了热燃烧气体在翼型件260与边界结构210之间沿径向泄漏。如前文所述，邻近意指被陈述位置的20％内。对于该实例，邻近内端226通过计算开口222的深度的百分之二十(20％)来确定计算距离，且如果切口离内端226在计算距离内，则切口可以说是邻近开口222的内端226。

在备选实施例中，切口232可由邻近开口222的外端224的侧壁228限定。例如，这可在组装过程期间使得锁环242的插入更容易。在又一些实施例中，其中开口由边界结构的一个或多个侧壁限定，中点限定在开口222的外端与内端之间。在此实施例中，边界结构210的锁定特征238(例如，其可为切口232)由邻近中点的侧壁228限定。

图12提供了根据本主题的示例性实施例的流径组件200的另一个示例性实施例。图12中所示的流径组件200可以以与图3至9中所示和所伴随文本中所述的流径组件相同或相似的方式(除如下文所述)组装。对于该实施例，翼型件260的锁定特征248是锁定凸起250，且边界结构210的锁定特征238是构造成接收翼型件260的锁定凸起250的切口232。

更具体而言，对于该实施例，锁定特征248是与翼型件260的外壁264整体成形的锁定凸起250。如图所示，锁定凸起250具有C形横截面，其定形为与边界结构210限定的切口232的C形横截面互补。值得注意的是，锁定凸起250相对于轴向A倾斜或成角，使得C形横截面朝开口222的内端226成角。以此方式，当翼型件260插入开口222中时，锁定凸起250朝开口222的内端226延伸，且突入由边界结构210限定的切口232中，以便使翼型件260与边界结构210互锁。此外，对于该实施例，锁定凸起250由能够在翼型件260压靠边界结构210时被压缩的材料形成。以此方式，当压制翼型件260时，锁定凸起250被压缩在切口232内，使得倒钩密封件280可形成在翼型件260与边界结构210之间。

图13提供了根据本主题的示例性实施例的流径组件200的另一个示例性实施例。图13中所示的流径组件200可以以与图3至9中所示和所伴随文本中所述的流径组件相同或相似的方式(除如下文所述)组装。对于该实施例，边界结构210的锁定特征238是锁定凸起256，且翼型件260的锁定特征248是构造成接收边界结构210的锁定凸起256的切口262。

更具体而言，对于该实施例，锁定凸起256与边界结构210整体形成。如图所示，锁定凸起256具有轴向C形横截面，C形横截面定形为与翼型件260限定的切口262的轴向C形横截面互补。值得注意的是，锁定凸起256相对于轴向A倾斜或成角，使得轴向C形横截面朝开口222的外端224成角。以此方式，当翼型件260插入开口222中时，锁定凸起256朝开口222的外端224延伸，且突入由翼型件260限定的切口262中，以便使翼型件260与边界结构210互锁。此外，对于该实施例，锁定凸起256由能够在翼型件260压靠边界结构210时被压缩的材料形成。以此方式，当压制翼型件260时，锁定凸起250在切口262内压缩，使得密封件280可形成在翼型件260与边界结构210之间。

图14提供了根据本主题的示例性实施例的流径组件200的另一个示例性实施例。图14中所示的流径组件200可以以与图3至9中所示和所伴随文本中所述的流径组件相同或相似的方式(除如下文所述)组装。具体而言，对于该实施例，翼型件260的锁定特征248是与翼型件260的外壁264整体形成的凸起252。边界结构210的锁定特征238是内圆角边缘236。凸起252具有三角形轴向横截面，其具有倾斜表面254，倾斜表面254定形为与边界结构210的内圆角边缘236互补。对于该实施例，当翼型件260插入开口222中时，倾斜表面254变为与边界结构210的内圆角表面236匹配接合。倾斜表面254和内圆角表面236的匹配接合形成楔状互锁和密封，以将翼型件260与边界结构210固定。

如前文所述，流径组件200的一个或多个部件可由CMC材料形成。CMC材料，且具体地说SiC/Si-SiC(纤维/基质)连续纤维增强陶瓷复合物(CFCC)材料和过程的实例描述于第5,015,540；5,330,854；5,336,350；5,628,938；6,024,898；6,258,737；6,403,158和6,503,441号美国专利以及第2004/0067316号美国专利申请公开中。此类过程大体上需要使用多个预浸体(预浸材料)层来构造CMC，例如，板层材料可包括由陶瓷纤维、纺织或编织陶瓷纤维织物或已浸渍有基质材料的堆叠式陶瓷纤维丝束组成的预浸材料。在一些实施例中，每个预浸材料层呈“带”形式，所述带包括期望陶瓷纤维增强材料、CMC基质材料的一个或多个前驱体和有机树脂粘合剂。可通过用包括陶瓷前驱体和粘合剂的浆料浸渍增强材料来形成预浸材料带。用于前驱体的优选材料将取决于对于CMC部件的陶瓷基质期望的特定组成，举例来说，如果期望基质材料是SiC，那么优选材料是SiC粉末和/或一种或多种含碳材料。著名的含碳材料包括碳黑、酚树脂和呋喃树脂，包括糠醇(C₄H₃OCH₂OH)。其它典型的浆料成分包括促进预浸材料带的灵活性的有机粘合剂(例如，聚乙烯醇缩丁醛(PVB))、和促进浆料的流动性以实现对纤维增强材料的浸渍的粘合剂(例如，甲苯和/或甲基异丁基酮(MIBK))的溶剂。浆料可进一步包括希望存在于CMC部件的陶瓷基质中的一种或多种颗粒填充剂，在Si-SiC基质的状况下，填充剂例如是硅和/或SiC粉末。短切的纤维或触须或其它材料也可嵌入于如先前所描述的基质内。还可使用用于生产复合材料物品，且更确切地说，其它浆料和预浸材料带组合物的其它组合物和过程，例如第2013/0157037号美国专利申请公开中所描述的过程和组合物。

所得预浸材料带可与其它带叠置，使得由带形成的CMC部件包括多个薄层，每个薄层从个别预浸材料带衍生。每个薄层包括包覆于陶瓷基质中的陶瓷纤维增强材料，例如，在如下文更全面描述的焙烧和致密化循环期间完全地或部分地通过转化陶瓷基质前驱体来形成所述陶瓷基质。在一些实施例中，增强材料呈单向丝束阵列形式，每个丝束包括连续的纤维或长丝。还可使用单向丝束阵列的替代方案。另外，合适的纤维直径、丝束直径和中心间丝束间隔将取决于特定应用、特定薄层和其形成的带的厚度和其它因素。如上文所描述，还可使用其它预浸材料或非预浸材料。

在叠置带或板层以形成叠层之后，叠层被压实，并适当时固化，同时经受高压和高温以产生预成型件。预成型件接着在真空或惰性氛围中得到加热(焙烧)，以分解粘合剂、移除溶剂，且将前驱体转化成期望陶瓷基质材料。归因于粘合剂的分解，结果是可经历致密化，例如熔融浸润(MI)以填充孔隙度且产生CMC部件的多孔CMC主体。以上过程的专有处理技术和参数将取决于材料的特定组成。举例来说，硅CMC部件可由例如通过通常被称为Silcomp过程的过程用熔融的硅浸润的纤维材料形成。制造CMC部件的另一技术是被称为浆料铸造熔融浸润(MI)过程的方法。在使用浆料铸造MI方法进行制造的一个方法中，通过首先提供包括含碳化硅(SiC)纤维的平衡二维(2D)纺织织物的板层来产生CMC，所述板层具有彼此基本呈90°角度的两个纺织方向，具有在纺织的两个方向上延行的基本相同数目个纤维。术语“含碳化硅纤维”是指具有包括碳化硅且优选地基本是碳化硅的组成的纤维。举例来说，纤维可具有以碳包围的碳化硅核心，或相反，纤维可具有由碳化硅包围或以碳化硅囊封的碳核心。

用于形成CMC部件的其它技术包括聚合物浸润和裂解(PIP)和氧化物/氧化物过程。在PIP过程中，碳化硅纤维预成型件以例如聚硅氮烷等预陶瓷聚合物浸润，且接着进行热处理以形成SiC基质。在氧化物/氧化物处理中，铝或硅铝酸盐纤维可预浸且接着层压成预选的几何形状。部件还可由碳纤维增强碳化硅基质(C/SiC)CMC构造。C/SiC处理包括以预选几何形状在工具上叠置的碳纤维预成型。如在SiC/SiC的浆料铸造方法中利用，所述工具由石墨材料组成。在约10℃下在化学气相渗透过程期间通过工具来支持纤维预成型，由此形成C/SiC CMC部件。在其它实施例中，2D、2.5D和/或3D预成型件可用于MI、CVI、PIP或其它过程中。举例来说，2D纺织织物的切割层可在如上文所描述的交替纺织方向上堆叠，或长丝可卷绕或编织且与3D、缝合或针刺法组合以形成具有多轴向纤维体系结构的2.5D或3D预成型件。还可使用形成2.5D或3D预成型件的其它方式，例如，使用其它纺织或编织方法或利用2D织品。因此，多种工艺可用于将流径组件200的一个或多个部件形成为一个或多个CMC部件。

图15提供了根据本主题的示例性实施例的示例性方法(300)的流程图。具体而言，图15提供了用于使翼型件与边界结构组装的方法的流程图，翼型件和边界结构中的至少一者由复合材料形成。例如，复合材料可为CMC材料、PMC材料、或一些其它复合材料。

在(302)中，方法(300)包括将限定了切口的翼型件插入由边界结构限定的开口中，边界结构限定了切口，其中在翼型件插入开口中时，锁环收容于由边界结构限定的切口和由翼型件限定的切口内。例如，边界结构可为如本文所示和所述的边界结构210。具体而言，边界结构210可为外壁102的任何部分，例如，包括外衬套108、外环110、114、护罩112、116、由这些边界结构中的一个或多个构成的整体件，等。边界结构210还可为内壁104的任何部分，例如，包括内衬套122、内环124、136、叶片平台132、由这些边界结构中的一个或多个构成的整体件，等。开口可为如图4中所示和伴随文本中所述的开口222。

此外，由边界结构限定的切口可为加工在边界结构210的侧壁228的一个中的切口232。例如，切口可具有围绕开口的周边的C形横截面。在一些情况下，C形横截面可相对于轴向A成角或倾斜，使得C形横截面朝开口的内端沿径向向内成角，或朝开口的外端沿径向向外成角。在其它实施方式中，加工在边界结构中的切口可具有其它适合的横截面形状。

例如，锁环可为锁环242。在一些实施方式中，由边界结构限定的开口在外端与内端之间延伸，且其中在锁环插入由边界结构限定的切口中时，锁环朝开口的外端延伸，且向外突入开口中，以便在锁环与边界结构之间形成大致V形的凹口。在一些实施方式中，锁环具有椭圆形横截面，且可沿由边界结构限定的切口的周边延伸。在其它实施方式中，锁环可具有其它适合的横截面形状。

此外，翼型件可为本文所示和所述的翼型件260。例如，翼型件260可为喷嘴流径组件82N、84N中的一个的一部分。在一些实施方式中，当翼型件插入开口中时，翼型件的锁定部分插入V形凹口中来使翼型件与边界结构互锁。此外，在一些实施方式中，加工到翼型件中的切口具有C形横截面。

在一些实施方式中，在将翼型件插入开口中之前，方法(300)还包括将开口加工在边界结构中。方法(300)还包括将切口加工到边界结构中邻近开口的位置。此外，方法(300)还包括将锁环插入切口中。锁环也可为复合材料，如，CMC材料。锁环可在生坯状态或湿状态时(即，在经历高压釜过程之前)插入开口中。锁环可制造为面条状。

在一些实施方式中，翼型件由复合材料形成。在此实施方式中，当翼型件插入开口且压靠于边界结构时，翼型件在生坯状态中。此外，在一些实施方式中，边界结构由复合材料形成。在此实施方式中，当翼型件插入开口且压靠于边界结构时，边界结构在生坯状态中。在又一些实施方式中，翼型件和边界结构由复合材料形成。在此实施方式中，当翼型件插入开口且压靠于边界结构时，翼型件和边界结构两者都在生坯状态中。当一个或两个部件是复合材料且在翼型件处于生坯状态被插入开口中时，部件的柔韧性允许翼型件更容易插入和锁定就位。

在一些实施方式中，方法(300)还包括叠置一个或多个板层来形成边界结构。在此实施方式中，一个或多个板层叠置，使得边界结构限定第一部分和第二部分，第一部分具有第一厚度，且第二部分具有第二厚度，第一部分的第一厚度大于第二部分的第二厚度。在此实施方式中，在将开口加工到边界结构中期间，开口被加工到边界结构的第一部分中。这尤其可提供具有较大深度的开口，这继而又提供翼型件或其它结构可附接的更大量表面面积。

在一些实施方式中，在将翼型件插入开口中之前，该方法还包括通过以一种方式叠置一个或多个板层来形成边界结构的开口，使得开口形成在边界结构中。该方法还包括通过以一种方式叠置一个或多个板层来形成由边界结构限定的切口，使得切口由边界结构限定。以此方式，可通过叠置形成限定有这些特征的边界结构，来替代通过加工获得这些特征。

在一些实施方式中，在叠置一个或多个板层来形成边界结构之后，方法(300)还包括压实边界结构。例如，这可通过将边界结构插入高压釜或类似结构中来完成。

在(304)中，该方法(300)包括将翼型件压于边界结构，使得锁环形成为翼型件与边界结构之间的密封件。例如，倒钩密封件可为倒钩密封件280。锁环可为锁环242。由边界结构限定的切口可为切口232，且由翼型件限定的切口可为切口262。当锁环242受压缩时，锁环242可从其原始形状变形，且抵靠由连结的切口232、262限定的腔的壁受压缩。例如，在一些实施方式中，在压制之前，锁环232可具有椭圆形横截面。在压制之后，例如，如图9中所示，锁环232可具有变形的椭圆形横截面。

在一些其它实施方式中，方法(300)包括沿边界结构的内表面围绕开口定位硬质工具。例如，硬质工具可为如图8中所示和所伴随文本中所述的硬质工具290。在一些实施方式中，在压制期间，翼型件受到气动压制抵靠于边界结构，且边界结构继而又压靠于硬质工具，使得锁环被压缩在由边界结构限定的切口与由翼型件限定的切口之间。

在又一些实施方式中，在压制翼型件之后，方法(300)还包括将翼型件、锁环和边界结构经由燃尽过程、熔体渗透过程和化学气相渗透过程中的至少一者联结到彼此上。

图16提供了根据本主题的示例性实施例的示例性方法(400)的流程图。具体而言，图16提供了用于将第一部件与第二部件组装的方法的流程图。第一部件和第二部件中的至少一者由复合材料形成。第一部件限定了开口和邻近开口的锁定特征，且第二部件限定了锁定特征。例如，复合材料可为CMC材料、PMC材料、或一些其它复合材料。例如，一个部件可为镍基合金。此外，在一些实施方式中，第一部件可为边界结构210，且第二部件可为翼型件260。

在步骤(402)中，该方法(400)包括在第一部件和第二部件中的至少一者处于生坯状态时，将第二部件压于第一部件，其中在压制第二部件时，锁定特征配合来形成第一部件与第二部件之间的密封件。

在一些实施方式中，方法(400)包括将开口加工在第一部件中。开口可为如图4中所示和所伴随文本中所述的开口222。如上文所述的第一部件可为如图3至12所示和所伴随文本所述的边界结构210。在第一部件为生坯状态时，开口可加工在第一部件中。

在一些实施方式中，方法(400)包括将切口加工在第一部件中邻近开口的位置。例如，切口可为加工在边界结构210的一个侧壁228中的切口232。例如，切口可具有围绕开口的周边的C形横截面。在一些情况下，C形横截面可相对于轴向A成角或倾斜，使得C形横截面朝开口的内端沿径向向内成角，或朝开口的外端沿径向向外成角。在其它实施方式中，第一部件中加工的切口可具有其它适合的横截面形状。切口可加工在邻近开口的第一部件中，同时第一部件在生坯状态。

在一些实施方式中，方法(400)包括将第二部件压于第一部件，其中当第二部件受压时，锁定特征收容于由第一部件限定的切口内，且在切口内被压缩，以形成第一部件与第二部件之间的倒钩密封件。在一些实施方式中，锁定特征是锁环。例如，锁定特征可为锁环242。在又一些实施方式中，锁定特征与第二部件整体形成。例如，锁定特征可为锁定凸起250。在又一些实施方式中，锁定特征与第二部件整体形成为凸起252，凸起252具有倾斜表面254，倾斜表面254具有与边界结构210的内圆角边缘236互补的倾斜角。在压制第二部件期间，第一部件和第二部件两者可在生坯状态中。通过使第二部件压靠于第一部件同时两个部件在生坯状态中，部件是柔韧的，使得它们可容易组装到期望的定向，且第二部件可更容易压制且更容易与第一部件一起就位。此外，当部件在生坯状态时是柔韧的，因此在将第二部件压于第一部件时对部件破坏较小。在生坯状态中，部件不像完全固化和完成的复合物状态时那样脆，且因此对第一部件和第二部件的微观结构的破裂或损坏较少。

在一些实施方式中，第一部件限定内表面和外表面。在此实施方式中，方法(400)还包括沿第一部件的内表面围绕开口定位硬质工具。并且在压制期间，第二部件气动地压靠于第一部件，使得锁定特征被压缩到由第一部件限定的切口中。

在又一些实施方式中，在压制第二部件之后，方法(400)还包括经由燃尽过程、熔体渗透过程和化学气相渗透过程中的至少一者来将第一部件、第二部件和锁定特征(如果单独的部件)联结到彼此上，以固化复合部件。

本书面描述使用示例来公开本发明，包括最佳模式，并且还使所属领域的技术人员能够实施本发明，包括制造和使用任何装置或系统以及执行任何所并入的方法。本发明的可获专利的范围由权利要求书限定，且可包括所属领域的技术人员想到的其它实例。如果此类其它实例包括与权利要求书的字面语言并无不同的结构元件，或如果其包括与权利要求书的字面语言无实质差异的等效结构元件，那么预期此类其它实例在权利要求书的范围内。

Claims (18)

1.一种将翼型件与边界结构组装起来的方法，所述翼型件和所述边界结构中的至少一者由复合材料形成，所述方法包括：

将限定了第一切口的所述翼型件插入由所述边界结构限定的开口中，所述边界结构限定了第二切口，其中在所述翼型件插入所述开口中时，锁环收容于由所述边界结构限定的所述第二切口和由所述翼型件限定的所述第一切口内；以及

将所述翼型件压于所述边界结构，使得所述锁环成为所述翼型件与所述边界结构之间的密封件，

其中所述边界结构限定了内表面和外表面，并且所述方法还包括：

在所述开口处沿所述边界结构的内表面定位硬质工具；

其中在压制期间，所述翼型件被气动地压于所述边界结构，并且所述边界结构相应地被压于所述硬质工具，使得所述锁环被压缩在由所述边界结构限定的所述第二切口与由所述翼型件限定的所述第一切口之间。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述翼型件由所述复合材料形成，并且当所述翼型件插入所述开口中且压于所述边界结构时，所述翼型件处于生坯状态。

3.根据权利要求1所述的方法，其中在将所述翼型件插入所述开口中之前，所述方法还包括：

将所述开口加工到所述边界结构中；

将所述第一切口加工到所述翼型件中；以及

将所述第二切口加工到所述边界结构中。

4.根据权利要求1所述的方法，其中在将所述翼型件插入所述开口中之前，所述方法还包括：

通过以一种方式叠置一个或多个板层来形成所述边界结构中的开口，使得所述开口形成在所述边界结构中；以及

通过以一种方式叠置一个或多个板层来形成由所述边界结构限定的所述第二切口，使得所述第二切口由所述边界结构限定。

5.根据权利要求1所述的方法，其中所述方法还包括：

叠置一个或多个板层来形成所述边界结构，其中所述一个或多个板层被叠置成使得所述边界结构限定有第一部分和第二部分，所述第一部分具有第一厚度，并且所述第二部分具有第二厚度，所述第一部分的第一厚度大于所述第二部分的第二厚度，其中在将所述开口加工在所述边界结构中的期间，所述开口被加工到所述边界结构的第一部分中。

6.根据权利要求1所述的方法，其中由所述边界结构限定的所述开口在外端与内端之间延伸，并且在所述锁环插入由所述边界结构限定的所述第二切口中时，所述锁环朝所述开口的外端延伸，且向外突入所述开口中，以便在所述锁环与所述边界结构之间形成凹口，并且当所述翼型件插入所述开口中时，所述翼型件的一锁定部分插入所述凹口中，以使所述翼型件与所述边界结构联锁。

7.根据权利要求1所述的方法，其中所述边界结构中的所述第二切口具有C形横截面，由所述翼型件限定的所述第一切口具有C形横截面，并且所述锁环具有椭圆形横截面。

8.根据权利要求1所述的方法，其中在压制所述翼型件之后，所述方法还包括：

通过燃尽过程、熔体渗透过程或化学气相渗透过程将所述翼型件、所述锁环和所述边界结构联结到彼此上。

9.一种用于燃气涡轮发动机的流径组件，所述流径组件包括：

由复合材料形成的且限定了开口的边界结构，所述边界结构还限定了邻近所述开口的第二切口；

由复合材料形成的且尺寸适于装入所述边界结构的开口内的翼型件；以及

锁定特征，所述锁定特征收容于由所述边界结构限定的所述第二切口内，以使所述翼型件与所述边界结构互锁，并且被压缩在所述边界结构与所述翼型件之间，以成为所述边界结构与所述翼型件之间的密封件，

其中所述边界结构限定了内表面和外表面，并且所述流径组件还包括：

在所述开口处沿所述边界结构的内表面定位硬质工具。

10.根据权利要求9所述的流径组件，其中所述锁定特征是锁环，并且由所述边界结构限定的所述开口在外端与内端之间延伸，并且所述锁环朝所述开口的外端延伸，且突入所述开口中，以便在所述锁环与所述边界结构之间形成凹口，并且所述翼型件包括一锁定部分，用来填充所述凹口以使所述翼型件与所述边界结构互锁。

11.根据权利要求9所述的流径组件，其中所述锁定特征与所述翼型件整体成形。

12.根据权利要求11所述的流径组件，其中由所述边界结构限定的所述开口在外端与内端之间延伸，并且在所述翼型件插入所述开口中时，与所述翼型件整体成形的所述锁定特征朝所述开口的内端延伸，且突入由所述边界限定的所述第二切口中，以便使所述翼型件与所述边界结构互锁。

13.根据权利要求9所述的流径组件，其中所述开口由所述边界结构的一个或多个侧壁限定，其中由所述边界结构限定的所述开口在外端与内端之间延伸，其中在所述外端与所述内端之间限定有中点，并且所述第二切口由邻近所述中点的所述一个或多个侧壁限定。

14.根据权利要求9所述的流径组件，其中所述开口由所述边界结构的一个或多个侧壁限定，并且由所述边界结构限定的所述开口在外端与内端之间延伸，并且所述第二切口由邻近所述外端或所述内端的一个或多个侧壁限定。

15.一种用于使第一部件与第二部件组装的方法，所述第一部件和所述第二部件中的至少一者由复合材料形成，所述第一部件限定了开口和邻近所述开口的锁定特征，并且所述第二部件限定了锁定特征，所述方法包括：

在所述第一部件和所述第二部件中的至少一者处于生坯状态时，将所述第二部件压于所述第一部件，其中在所述第二部件受压时，所述第一部件和第二部件的锁定特征配合来形成所述第一部件与所述第二部件之间的密封件，

其中所述第一部件限定了内表面和外表面，并且所述方法还包括：

在所述开口处沿所述第一部件的内表面定位硬质工具；

其中在压制期间，所述第二部件被气动地压于所述第一部件，使得所述第一部件和第二部件的锁定特征配合来形成所述密封件。

16.根据权利要求15所述的方法，其中所述第一部件的锁定特征是切口，并且第二部件的锁定特征是与所述第二部件整体形成的锁定凸起。

17.根据权利要求15所述的方法，其中所述第二部件的锁定特征是切口，并且所述第一部件的锁定特征是与所述第一部件整体成形的锁定凸起。

18.根据权利要求15所述的方法，其中所述第二部件的锁定特征是切口，并且所述第一部件的锁定特征是切口，并且在压制之前，所述方法还包括：

将锁环插入所述第一部件的切口中；以及

将所述第二部件插入所述开口中，并且当所述第二部件插入所述开口中时，所述锁环收容于由所述第一部件限定的切口和由所述第二部件限定的切口内。

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