DE102007045138A1 - Blade restraint system for a gas turbine engine - Google Patents

Blade restraint system for a gas turbine engine Download PDF

Info

Publication number
DE102007045138A1
DE102007045138A1 DE102007045138A DE102007045138A DE102007045138A1 DE 102007045138 A1 DE102007045138 A1 DE 102007045138A1 DE 102007045138 A DE102007045138 A DE 102007045138A DE 102007045138 A DE102007045138 A DE 102007045138A DE 102007045138 A1 DE102007045138 A1 DE 102007045138A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
layer
restraint system
metal laminate
blade restraint
blade
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102007045138A
Other languages
German (de)
Inventor
David Lawrence Oldenburg Bedel
David William Loveland Crall
Stephen Craig West Chester Mitchell
Donald George Cincinnati Lachapelle
Ming Beavercreek Xie
Frank West Chester Worthoff
Lesile Louis Cincinnati Langenbrunner
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
General Electric Co
Original Assignee
General Electric Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by General Electric Co filed Critical General Electric Co
Publication of DE102007045138A1 publication Critical patent/DE102007045138A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B1/00Layered products having a general shape other than plane
    • B32B1/08Tubular products
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D21/00Shutting-down of machines or engines, e.g. in emergency; Regulating, controlling, or safety means not otherwise provided for
    • F01D21/04Shutting-down of machines or engines, e.g. in emergency; Regulating, controlling, or safety means not otherwise provided for responsive to undesired position of rotor relative to stator or to breaking-off of a part of the rotor, e.g. indicating such position
    • F01D21/045Shutting-down of machines or engines, e.g. in emergency; Regulating, controlling, or safety means not otherwise provided for responsive to undesired position of rotor relative to stator or to breaking-off of a part of the rotor, e.g. indicating such position special arrangements in stators or in rotors dealing with breaking-off of part of rotor
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00Details, component parts, or accessories
    • F04D29/08Sealings
    • F04D29/16Sealings between pressure and suction sides
    • F04D29/161Sealings between pressure and suction sides especially adapted for elastic fluid pumps
    • F04D29/164Sealings between pressure and suction sides especially adapted for elastic fluid pumps of an axial flow wheel
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00Details, component parts, or accessories
    • F04D29/40Casings; Connections of working fluid
    • F04D29/52Casings; Connections of working fluid for axial pumps
    • F04D29/522Casings; Connections of working fluid for axial pumps especially adapted for elastic fluid pumps
    • F04D29/526Details of the casing section radially opposing blade tips
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T50/00Aeronautics or air transport
    • Y02T50/60Efficient propulsion technologies, e.g. for aircraft

Abstract

In einem Gasturbinentriebwerk (10) mit mehreren sich radial erstreckenden Laufschaufeln (44), die auf einer ringförmigen Scheibe (38) befestigt sind, wobei die Laufschaufeln (44) und die Scheibe (38) um eine Längsachse (12) des Triebwerks (10) drehbar sind, ein Laufschaufel-Rückhaltesystem (62) mit einem ringförmigen Gehäuse (40), das radial außerhalb der Laufschaufeln (44) und in umgebender Beziehung dazu positioniert ist, wobei das ringförmige Gehäuse (40) wenigstens eine Schicht aus einem damit verwendeten Fasermetalllaminat (78) enthält. Das Laufschaufel-Rückhaltesystem (62) kann auch eine Wabenschicht (64) enthalten, die radial außerhalb eines inneren Abschnittes (66) des ringförmigen Gehäuses (40) angeordnet ist, wobei die Schicht des Fasermetalllaminats (78) radial außerhalb von der Wabenschicht (64) oder radial innerhalb davon angeordnet ist. Für beide Fälle könnte das Laufschaufel-Rückhaltesystem (62) eine radial äußere Schicht aus einer Kevlar-Umwicklung (82) enthalten.In a gas turbine engine (10) having a plurality of radially extending blades (44) mounted on an annular disc (38), the blades (44) and disc (38) extending about a longitudinal axis (12) of the engine (10). a bucket restraint system (62) having an annular housing (40) positioned radially outwardly of and in surrounding relation to the rotor blades (44), the annular housing (40) comprising at least one layer of fibrous metal laminate (US Pat. 78). The blade retention system (62) may also include a honeycomb layer (64) disposed radially outward of an interior portion (66) of the annular housing (40), the layer of fiber metal laminate (78) extending radially outward from the honeycomb layer (64). or disposed radially inside thereof. For both cases, the blade retention system (62) could include a radially outer layer of a Kevlar wrap (82).

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION

Die vorliegende Erfindung betrifft ein System zum Zurückhalten irgendwelcher Triebwerksteile in dem Falle einer Laufschaufelablösung in einem Gasturbinentriebwerk, und insbesondere ein Laufschaufel-Rückhaltesystem, welches darin ein Fasermetalllaminat verwendet.The The present invention relates to a retention system any engine parts in the event of a blade separation in a gas turbine engine, and in particular a blade restraint system, which uses a fibrous metal laminate therein.

Es dürfte sich verstehen, dass Fremdobjekte (wie zum Beispiel Vögel, Hagelkörner, Sand, Eis usw.) unvermeidlich während des Betriebs eines Gasturbinentriebwerks eingesaugt werden können. Sobald es durch das Triebwerk gesaugt wird, kann das Fremdobjekt auf eine Laufschaufel des Bläsers auftreffen und bewirken, dass ein Teil von dem Rotor abgerissen wird. Ohne ein System für die Eindämmung dieses Ereignisses kann ein katastrophaler Schaden an dem Triebwerksgehäuse verursacht werden. Demzufolge wurden bereits verschiedene Arten von Laufschaufel-Rückhaltesystemen eingesetzt, um Beschädigungen durch Fremdobjekte zu minimieren.It might understand that foreign objects (such as birds, hailstones, sand, Ice cream etc.) inevitably during the operation of a gas turbine engine can be sucked. As soon as It is sucked through the engine, the foreign object can on one Blowing blade of the blower and cause a part of the rotor to be torn off. Without a system for the containment This event can cause catastrophic damage to the engine casing. As a result, various types of blade restraint systems have already been used used to damage by minimizing foreign objects.

Ein erster Systemtyp zum Zurückhalten von Bläserfragmenten ist als ein Hartwandsystem bekannt, in welchem das Bläsergehäuse mit ausreichend struktureller Festigkeit ausgelegt ist, um eine vollständige Rückhaltung sicherzustellen. Dieser Gehäusetyp besteht üblicherweise aus monolithischem Stahl oder Aluminium. Ein zweites Laufschaufel-Rückhaltesystem ist ein Weichwandsystem, in welchem Triebwerksteile das Strukturgehäuse durchdringen, aber durch ein Band von gewebtem oder geflochtenem Kevlar aufgefangen werden. Obwohl diese Systeme für ihren gedachten Zweck brauchbar sind, wird die Such nach einer Laufschaufel-Rückhaltekonstruktion fortgesetzt, welche die Aufprall- und Rissausbreitungsbeständigkeit maximiert und das zusätzliche Gewicht für das Triebwerk minimiert.One first system type for retention of fan fragments is known as a hardwoven system in which the fan case with Sufficient structural strength is designed to provide complete retention sure. This housing type usually exists made of monolithic steel or aluminum. A second blade restraint system is a soft wall system in which engine parts penetrate the structural housing, but caught by a band of woven or braided kevlar become. Although these systems for are useful for their intended purpose, the search for a blade retention structure Continuing the impact and crack propagation resistance maximized and the extra Weight for the engine minimized.

Fasermetalllaminate sind eine Materialklasse, welche in letzter Zeit zur Verwendung in tragenden Flugzeugstrukturen entwickelt wurde. Fasermetalllaminate bestehen typischerweise aus relativ dünnen metallischen zwischen Glas- oder Kevlar-Band eingefügten Platten in einer Epoxidmatrix, die auch als ein Kleber verwendet wird. Ein Beispiel eines Glas/Metall-Laminats ist in dem U.S. Patent 5 039 571 für Vogelsang et al. offenbart und wird unter der Handelsbezeichnung GLARE® vertrieben. Obwohl sich Fasermetalllaminate derzeit im Einsatz bei tragenden Flugzeugstrukturen, wie zum Beispiel bei Steuerflächenklappen, Frachtraumtüren und Tankaußenhäuten befinden, bestanden diese typischerweise im Wesentlichen aus ebenen Platten.Fiber metal laminates are a class of materials that has recently been developed for use in structural aircraft structures. Fiber metal laminates typically consist of relatively thin metallic plates sandwiched between glass or Kevlar tape in an epoxy matrix which is also used as an adhesive. An example of a glass / metal laminate is in the U.S. Patent 5,039,571 for Vogelsang et al. disclosed and sold under the trade name GLARE ®. Although fiber metal laminates are currently in use on load-bearing aircraft structures such as control surface flaps, cargo compartment doors and tank skins, these typically consist essentially of flat panels.

Um jedoch die außergewöhnlichen Schlagfestigkeitseigenschaften von Fasermetalllaminaten in Laufschaufel-Rückhaltesystemen zu nutzen, müssen diese jedoch in eine zylindrische oder konische Struktur geformt werden. Dieses fordert die Entwicklung und den Einsatz geeigneter Spleißtechniken, so dass das im Wesentlichen ebene Material eine gewünschte Festigkeit und strukturelle Integrität beibehält.Around but the extraordinary Impact resistance properties of fiber metal laminates in blade containment systems to use, these must however, are formed into a cylindrical or conical structure. This requires the development and use of suitable splicing techniques, such that the substantially planar material has a desired strength and structural integrity maintains.

Somit besteht ein Bedarf, ein Laufschaufel-Rückhaltesystem für ein Gasturbinentriebwerk bereitzustellen, welches eine größere Festigkeit gegen Schlag und Rissausbreitung bietet. Zusätzlich ist es erwünscht, dass das Gewicht eines derartigen Laufschaufel-Rückhaltesystems zur Verringerung des Kraftstoffverbrauchs minimiert wird.Consequently there is a need to provide a blade retarding system for a gas turbine engine, which gives greater strength against blow and crack propagation offers. In addition, it is desirable that the weight of such a blade restraint system to reduce the Fuel consumption is minimized.

KURZZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGBRIEF SUMMARY OF THE INVENTION

In einer ersten exemplarischen Ausführungsform der Erfindung ist ein Gasturbinentriebwerk mit mehreren sich radial erstreckenden Laufschaufeln offenbart, die auf einer ringförmigen Scheibe montiert sind, wobei die Laufschaufeln und die Scheibe um eine Längsachse des Triebwerkes drehbar sind. Ein Laufschaufel-Rückhaltesystem ist ferner als ein ringförmiges Gehäuse beinhaltend offenbart, das radial außerhalb der Laufschaufeln und in einer umgebenden Beziehung dazu positioniert ist, wobei das ringförmige Gehäuse wenigstens eine Schicht aus einem damit verwendeten Fasermetalllaminat enthält. Das Laufschaufel-Rückhaltesystem kann auch eine Wabenschicht enthalten, wobei die Schicht des Fasermetalllaminats entweder radial außerhalb der Wabenschicht oder radial innerhalb davon angeordnet ist. Für beide Fälle könnte das Laufschaufel-Rückhaltesystem eine radial äußere Schicht einer Kevlar-Umwicklung enthalten.In a first exemplary embodiment The invention is a gas turbine engine having a plurality of radially extending blades disclosed on an annular disc are mounted, wherein the blades and the disc about a longitudinal axis of the engine are rotatable. A blade restraint system is also known as a ring-shaped casing containing radially outside the blades and is positioned in a surrounding relationship thereto, wherein the annular housing at least contains a layer of a fiber metal laminate used therewith. The blade restraint system may also include a honeycomb layer, wherein the layer of the fiber metal laminate either radially outside the honeycomb layer or radially disposed therebetween. For both Cases could do that A blade retention system a radially outer layer a Kevlar wrap included.

In einer zweiten exemplarischen Ausführungsform der Erfindung ist ein Gasturbinentriebwerk mit mehreren sich radial erstreckenden Laufschaufeln offenbart, die auf einer ringförmigen Scheibe montiert sind, wobei die Laufschaufeln und die Scheibe um eine Längsachse des Triebwerkes drehbar sind. Ein Laufschaufel-Rückhaltesystem ist ferner als ein ringförmiges Gehäuse enthaltend offenbart, das aus Fasermetalllaminat besteht, das radial außerhalb von den Laufschaufeln und in umgebender Beziehung dazu angeordnet ist. Das Laufschaufel-Rückhaltesystem kann ferner eine Wabenschicht enthalten, welche radial außerhalb von dem ringför migen Gehäuse angeordnet ist. In einem derartigen Falle könnte das Laufschaufel-Rückhaltesystem eine Schicht einer Kevlar-Umwicklung enthalten, die radial außerhalb der Wabenschicht angeordnet ist.In a second exemplary embodiment of the invention a gas turbine engine having a plurality of radially extending ones Revolving blades mounted on an annular disc, the blades and the disc being about a longitudinal axis of the engine are rotatable. A blade restraint system is further described as a annular casing comprising fiber metal laminate which is radial outside of the blades and in surrounding relation thereto is arranged. The blade restraint system may further include a honeycomb layer which is radially outward arranged by the ringför shaped housing is. In such a case could the blade restraint system include a layer of kevlar wrap that is radially outward the honeycomb layer is arranged.

In einer dritten exemplarischen Ausführungsform der Erfindung wird ein ringförmiges Element zur Verwendung in einem Gasturbinentriebwerk offenbart, wobei das ringförmige Element einen ersten Rand und einen zweiten Rand aufweist. Das ringförmige Element besteht aus einem Fasermetalllaminat und enthält einen Spleißbereich, welcher die ersten und zweiten Ränder verbindet. Bevorzugt ist das ringförmige Element im Wesentlichen zylindrisch oder im Wesentlichen konisch geformt. Alternativ kann das ringförmige Element mehrere ringförmige Segmente enthalten. Jedes ringförmige Segment besteht aus einem Fasermetalllaminat und enthält einen Spleißbereich, welcher jeden Rand mit einem benachbarten ringförmigen Segment verbindet.In a third exemplary embodiment of the invention, an annular member is disclosed for use in a gas turbine engine beard, wherein the annular member has a first edge and a second edge. The annular member is made of a fiber metal laminate and includes a splice region connecting the first and second edges. Preferably, the annular element is substantially cylindrical or substantially conically shaped. Alternatively, the annular member may include a plurality of annular segments. Each annular segment is made of a fiber-metal laminate and includes a splice region connecting each edge to an adjacent annular segment.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

1 ist eine schematische Ansicht eines Turbobläser-Gasturbinentriebwerks mit hohem Nebenstromverhältnis; 1 FIG. 12 is a schematic view of a high bypass ratio turbofan gas turbine engine; FIG.

2 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht eines Laufschaufel-Rückhaltesystems mit einer herkömmlichen Konstruktion; 2 Fig. 10 is an enlarged cross-sectional view of a blade restraint system of a conventional construction;

3 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht eines Laufschaufel-Rückhaltesystems gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung; 3 FIG. 10 is an enlarged cross-sectional view of a blade restraint system according to a first embodiment of the invention; FIG.

4 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht eines Laufschaufel-Rückhaltesystems gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung; 4 Fig. 10 is an enlarged cross-sectional view of a blade restraint system according to a second embodiment of the invention;

5 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht eines Laufschaufel-Rückhaltesystems gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung; 5 Fig. 10 is an enlarged cross-sectional view of a blade restraint system according to a third embodiment of the invention;

6 ist eine schematische Teilansicht einer Fasermetalllaminatlage; 6 is a schematic partial view of a Fasermetalllaminatlage;

7 ist eine Vorderansicht des in den 3 bis 5 dargestellten ringförmigen Elementes; 7 is a front view of the in the 3 to 5 illustrated annular element;

8 ist eine schematische Teilansicht eines Spleißbereiches für das in 7 dargestellte ringförmige Element; 8th is a schematic partial view of a splice region for the in 7 illustrated annular element;

9 ist eine schematische Teilansicht eines alternativen Spleißbereiches für das in 7 dargestellte ringförmige Element; 9 is a schematic partial view of an alternative splice region for the in 7 illustrated annular element;

10 ist eine schematische Teilansicht eines Spleißbereiches für das in 7 dargestellte ringförmige Element, in welcher ein derartiger Bereich durch innen hinzugefügte Lagen verstärkt worden ist; 10 is a schematic partial view of a splice region for the in 7 illustrated annular member in which such a region has been reinforced by internally added layers;

11 10 ist eine schematische Teilansicht eines Spleißbereiches für das in 7 dargestellte ringförmige Element, in welcher ein derartiger Bereich durch außen hinzugefügte Lagen verstärkt worden ist; 11 10 is a schematic partial view of a splice region for the in 7 illustrated annular member in which such a region has been reinforced by externally added layers;

12 ist eine Längsquerschnitts-Teilansicht eines Bläsergehäuses für das in 1 dargestellte Gasturbinentriebwerk mit einer Laufschaufel-Rückhaltezone darin; 12 is a longitudinal cross-sectional partial view of a fan case for in 1 illustrated gas turbine engine with a blade retention zone therein;

13 ist eine schematische Teilansicht des in 12 dargestellten Bläsergehäuses, in welchem ein Flansch an einem Ende davon ausgebildet ist; 13 is a schematic partial view of the in 12 a fan case shown in which a flange is formed at one end thereof;

14 ist eine schematische Teilansicht des in 12 dargestellten Bläsergehäuses, in welchem dessen Ende in einem vollmetallischen Rand endet; 14 is a schematic partial view of the in 12 shown fan case in which its end terminates in a full metallic edge;

15 ist eine schematische Teilansicht des in 12 dargestellten Bläsergehäuses, in welchem ein Flansch an dessen Ende in einer alternativen Weise ausgebildet ist; 15 is a schematic partial view of the in 12 shown fan case, in which a flange is formed at the end in an alternative manner;

16 ist eine schematische Teilansicht des in 12 dargestellten Bläsergehäuses, in welchem ein Flansch an einem Ende davon angebracht dargestellt ist; 16 is a schematic partial view of the in 12 shown fan case, in which a flange is shown attached to one end thereof;

17 ist eine schematische Teilansicht des in 12 dargestellten Bläsergehäuses, in welchem ein Flansch an einem Ende davon in einer ersten alternativen Weise daran angebracht dargestellt ist; 17 is a schematic partial view of the in 12 illustrated fan case, in which a flange is shown attached at one end thereof in a first alternative manner thereto;

18 ist eine schematische Teilansicht des in 12 dargestellten Bläsergehäuses, in welchem ein Flansch an einem Ende davon in einer zweiten alternativen Weise daran angebracht dargestellt ist; 18 is a schematic partial view of the in 12 illustrated fan case, in which a flange is shown attached at one end thereof in a second alternative manner thereto;

19 ist eine schematische Teilansicht des in 12 dargestellten Bläsergehäuses, in welchem ein Flansch an einem Ende davon in einer dritten alternativen Weise daran angebracht dargestellt ist; 19 is a schematic partial view of the in 12 illustrated fan case, in which a flange is shown attached at one end thereof in a third alternative manner thereto;

20 ist eine schematische Teilansicht des in 12 dargestellten Bläsergehäuses, in welchem Versteifungsringe mit verschiedenen Konfigurationen daran angebracht sind; 20 is a schematic partial view of the in 12 shown fan case, in which stiffening rings with different configurations are attached thereto;

21 ist eine schematische Teilansicht eines Versteifungsrings mit einer aus einem Fasermetalllaminat bestehenden ersten Konfiguration, der an einem Bläsergehäuse befestigt ist; 21 is a schematic partial view of a stiffening ring with a first made of a fiber metal laminate configuration, which is attached to a fan casing;

22 ist eine schematische Teilansicht eines Versteifungsringes mit einer aus einem Fasermetalllaminat bestehenden zweiten Konfiguration, der an einem Bläsergehäuse befestigt ist; und 22 Figure 3 is a schematic partial view of a stiffening ring with a second configuration of a fiber metal laminate attached to a fan casing; and

23 ist eine schematische Teilansicht eines Versteifungsringes mit einer aus einem Fasermetalllaminat bestehenden dritten Konfiguration, der an einem Bläsergehäuse befestigt ist. 23 is a schematic partial view of a stiffening ring with a third of a fiber metal laminate configuration, which is attached to a fan casing.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNGDETAILED DESCRIPTION THE INVENTION

Gemäß detaillierter Bezugnahme auf die Zeichnungen, in welchen identische Bezugszeichen dieselben Elemente durchgängig durch die Figuren bezeichnen, stellt 1 in schematischer Form ein exemplarisches Gasturbinentriebwerk 10 (Typ mit hohem Nebenstrom) dar, das in einem Flugzeug eingesetzt wird, und eine Längs- oder Axialmittellinie 12 da durch für Bezugszwecke aufweist. Das Triebwerk 10 enthält bevorzugt ein Kerngasturbinentriebwerk, das insgesamt mit dem Bezugszeichen 14 bezeichnet ist, und einen stromaufwärts davon positionierten Bläserabschnitt 16. Das Kerntriebwerk 14 enthält typischerweise ein im Wesentlichen rohrförmiges äußeres Gehäuse 18, das einen ringförmigen Einlass 20 definiert. Das äußere Gehäuse 18 umschließt und lagert ferner einen Boosterverdichter 22 zum Steigern der Temperatur der Luft, die in das Kerntriebwerk 14 bei einem ersten Druckwert eintritt. Ein mehrstufiger Hochdruck-Axialströmungsverdichter 24 empfängt Druckluft aus dem Verdichter 22 und erhöht weiter den Druck der Luft. Die unter Druck stehende Luft strömt zu einer Brennkammer 26, wo Brennstoff in den unter Druck gesetzten Luftstrom eingespritzt wird, um die Temperatur und den Energiepegel der unter Druck gesetzten Luft zu erhöhen. Die Hochenergieverbrennungsprodukte strömen aus der Brennkammer 26 zu einer ersten (Hochdruck-) Turbine 28, um den Hochdruckverdichter 24 über eine erste (Hochdruck-) Antriebswelle 30 anzutreiben, und dann zu einer zweiten (Niederdruck-) Turbine 32, um den Boosterverdichter 22 und den Bläserabschnitt 16 über eine zweite (Niederdruck-) Antriebswelle 34 anzutreiben, die koaxial zu der ersten Antriebwelle 30 angeordnet ist. Nach dem Antrieb jeder Turbine 28 und 32 verlassen die Verbrennungsprodukte das Kerntriebwerk 14 über eine Auslassdüse 36, um einen Antriebsstrahlvorschub zu erzeugen.Referring in detail to the drawings, in which identical reference numerals designate the same elements throughout the figures 1 in schematic form an exemplary gas turbine engine 10 (High bypass type) used in an aircraft and a longitudinal or axial centerline 12 as having by reference. The engine 10 preferably includes a core gas turbine engine, the whole with the reference numeral 14 and a fan section positioned upstream thereof 16 , The core engine 14 typically includes a substantially tubular outer housing 18 that has an annular inlet 20 Are defined. The outer case 18 encloses and also stores a booster compressor 22 to increase the temperature of the air entering the core engine 14 occurs at a first pressure value. A multi-stage high pressure axial flow compressor 24 receives compressed air from the compressor 22 and further increases the pressure of the air. The pressurized air flows to a combustion chamber 26 where fuel is injected into the pressurized air stream to increase the temperature and energy level of the pressurized air. The high energy combustion products flow out of the combustion chamber 26 to a first (high pressure) turbine 28 to the high pressure compressor 24 via a first (high pressure) drive shaft 30 and then to a second (low pressure) turbine 32 to the booster compressor 22 and the fan section 16 via a second (low pressure) drive shaft 34 To drive, which is coaxial with the first drive shaft 30 is arranged. After the drive of each turbine 28 and 32 The products of combustion leave the core engine 14 via an outlet nozzle 36 to generate a drive jet feed.

Der Bläserabschnitt 16 enthält einen drehbaren Axialströmungs-Bläserrotor 38, der von einem ringförmigen Bläsergehäuse 40 umgeben ist. Man erkennt, dass das Bläsergehäuse 40 von dem Kerntriebwerk 14 über mehrere sich im Wesentlichen radial erstreckende, in Umfangsrichtung in Ab stand angeordnete Auslassführungs-Leitschaufeln 42 gelagert wird. Auf diese Weise umfasst das Bläsergehäuse 40 einen Bläserrotor 38 und Bläserrotor-Laufschaufeln 44. Ein stromabwärts befindlicher Abschnitt 46 des Bläsergehäuses 40 erstreckt sich über einen äußeren Abschnitt des Kerntriebwerks 14, um einen sekundären, oder Nebenschlussluftstromkanal 48 zu definieren, welcher einen zusätzlichen Antriebsstrahlvorschub erzeugt.The fan section 16 includes a rotatable axial flow fan rotor 38 from an annular fan case 40 is surrounded. It can be seen that the fan case 40 from the core engine 14 over a plurality of substantially radially extending, in the circumferential direction in Ab arranged outlet guide vanes 42 is stored. In this way, the fan case includes 40 a fan rotor 38 and fan rotor blades 44 , A downstream section 46 the fan case 40 extends over an outer portion of the core engine 14 to a secondary or bypass airflow channel 48 to define which generates an additional drive jet feed.

Von einem Strömungsstandpunkt aus erkennt man, dass ein Anfangsluftstrom, dargestellt durch den Pfeil 50 in das Gasturbinentriebwerk 10 über einen Einlass 52 in das Bläsergehäuse 14 eintritt. Der Luftstrom 50 passiert die Bläserlaufschaufeln 40 und teilt sich in einen ersten komprimierten Luftstrom (dargstellt durch den Pfeil 54), der sich durch den Kanal 48 bewegt, und einen zweiten komprimierten Luftstrom (dargestellt durch den Pfeil 56), welcher in den Boosterverdichter 22 eintritt, auf. Der Druck des zweiten komprimierten Luftstroms 56 wird erhöht und tritt in den Hochdruckverdichter 24 gemäß Darstellung durch den Pfeil 58 ein.From a flow point of view it can be seen that an initial air flow, represented by the arrow 50 into the gas turbine engine 10 over an inlet 52 in the fan case 14 entry. The airflow 50 happens the fan blades 40 and splits into a first compressed air stream (represented by the arrow 54 ), passing through the channel 48 moved, and a second compressed air flow (shown by the arrow 56 ), which in the booster compressor 22 enters, on. The pressure of the second compressed airflow 56 is increased and enters the high pressure compressor 24 as shown by the arrow 58 one.

Nach der Vermischung mit Brennstoff und der Verbrennung in der Brennkammer 26 verlassen die Verbrennungsprodukte 60 die Brennkammer 26 und strömen durch die erste Turbine 28. Die Verbrennungsprodukte 60 strömen dann durch die zweite Turbine 32 und verlassen die Austrittsdüse 36, um einen Schub für das Gasturbinentriebwerk 10 zu erzeugen.After mixing with fuel and combustion in the combustion chamber 26 leave the combustion products 60 the combustion chamber 26 and flow through the first turbine 28 , The combustion products 60 then flow through the second turbine 32 and leave the outlet nozzle 36 to provide a boost to the gas turbine engine 10 to create.

Wie in dem Stand der Technik von 2 zu sehen, enthält das Bläsergehäuse 40 ein ringförmiges Laufschaufel-Rückhaltesystem 62, um zu verhindern, dass Teile von Bläserlaufschaufeln 44 durch das Bläsergehäuse 40 hindurch austreten. Insbesondere wird man sehen, dass das Laufschaufel-Rückhaltesystem 62 einen Wabenabschnitt 64 enthält, der entlang einer radial äußeren Oberfläche 67 eines inneren Abschnittes 66 des Bläsergehäuses 40 angeordnet ist. Zusätzlich enthält ein Laufschaufel-Rückhaltesystem 62 eine Schicht 68 eines abtragbaren Materials (zum Beispiel eine Kevlar-Umwicklung) mit einer Dicke 70, welche angrenzend an eine radiale äußere Oberfläche 72 des Wabenabschnittes 64 angeordnet ist. Die Schicht 68 ist dann an einem stromaufwärts liegenden Ende 74 und einem stromabwärts liegenden Ende 76 an dem inneren Abschnitt 66 des Bläsergehäuses angebracht.As in the prior art of 2 to see, contains the fan case 40 an annular blade restraint system 62 To prevent parts of fan blades 44 through the fan case 40 pass through. In particular, you will see that the blade restraint system 62 a honeycomb section 64 which is along a radially outer surface 67 an inner section 66 the fan case 40 is arranged. In addition contains a blade restraint system 62 a layer 68 an abradable material (for example, a Kevlar wrap) having a thickness 70 which is adjacent to a radial outer surface 72 of the honeycomb section 64 is arranged. The layer 68 is then at an upstream end 74 and a downstream end 76 at the inner section 66 attached to the fan case.

In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ersetzt das Laufschaufel-Rückhaltesystem 62 die Schicht 68 des abtragbaren Materials durch einen ringförmiges Element 78, das aus einem Fasermetalllaminat mit einer Dicke 80 (siehe 3) besteht. Man wird erkennen, dass das ringförmige Element 78 hinsichtlich geringerer Dicke und geringerem Gewicht als die abtragbare Materialschicht 68 vorteilhaft ist, während sie wenigstens genauso viel Widerstandfähigkeit gegenüber Schlag und Rissausbreitung bietet. Somit ist das ringförmige Element 78 radial angrenzend an die äußere Oberfläche 72 des Wabenabschnittes 64 positioniert. In einer in 4 dargestellten alternativen Konfiguration kann das Schaufelrückhaltesystem 62 ferner eine Schicht 82 aus abtragbarem Material mit einer Dicke 84 enthalten, das radial außerhalb eines ringförmigen Elementes 78 enthalten ist, um einen zusätzlichen Schutz bereit zu stellen. Selbst so wird man erkennen, dass der Einschluss der ringförmigen Elementes 78, eine geringere Dicke 84 des abtragbaren Materials 82 als die Dicke 70 des vorstehend diskutierten abtragbaren Materials 68 ermöglicht. Gemäß Darstellung in 5 ist wenigstens ein angezeigtes Teil des inneren Abschnittes 66 des Bläsergehäuses aus einem Fasermetalllaminat hergestellt.In one embodiment of the present invention, the blade restraint system replaces 62 the layer 68 of the abradable material through an annular element 78 made of a fiber-metal laminate with a thickness 80 (please refer 3 ) consists. One will realize that the annular element 78 in terms of smaller thickness and lighter weight than the ablatable material layer 68 while providing at least as much resistance to impact and crack propagation. Thus, the annular element 78 radially adjacent to the outer surface 72 of the honeycomb section 64 positioned. In an in 4 illustrated alternative configuration, the blade restraint system 62 also a layer 82 made of abradable material with a thickness 84 contained, the radially outside of an annular element 78 is included to provide additional protection. Even so, one will realize that the inclusion of the annular element 78 , a smaller thickness 84 of the abradable material 82 when the fat 70 of the abradable material discussed above 68 allows. As shown in 5 is at least one indicated part of the inner section 66 the fan case made of a fiber metal laminate.

Das Fasermetalllaminat des ringförmigen Elementes 78 kann verschiedene Konfigurationen und Zusammensetzungen aufweisen, wie zum Beispiel eine Aluminium/Glas-Konfiguration, die unter der Produktbezeichnung GLARE® vertrieben wird, eine Aluminium/Aramid-Konfiguration, die unter der Produktbezeichnung ARALL® vertrieben wird, und eine Titan/Graphit-Konfiguration, die unter der Produktbezeichnung TIGRE vertrieben wird. So wie der Begriff hierin verwendet wird, dürfte es sich jedoch verstehen, dass das Fasermetalllaminat im Wesentlichen als eine oder mehrere Lagen 89 definiert ist, welche wenigstens eine Metallschicht 90 und eine synthetische Schicht 94 enthalten, die miteinander verbunden sind (siehe 6). Natürlich kann ein Fasermetalllaminat mehrere Lagen mit abwechselnden Schichten aus Metall und synthetischem Material enthalten. Die in einer Metallschicht 90 verwendeten Metalle umfassen bevorzugt Aluminium oder Titan, aber jedes leichte Metall oder solche Metalllegierung mit hohen Festigkeitseigenschaften kann verwendet werden. Obwohl es sich versteht, dass die Metallschicht 90 typischerweise eine feste Platte ist, kann sie aus einem Gitter wie zum Beispiel einem Bandgitter oder einem Drahtgitter aufgebaut sein. Die für die synthetische Schicht 94 verwendeten Materialien beinhalten bevorzugt glasfaserverstärktes Epoxidharz, kohleverstärktes Epoxidharz oder aramidverstärktes Epoxidharz, wobei jedoch auch jedes andere geeignete faserverstärkte Verbundmaterial verwendet werden kann.The fiber metal laminate of the annular element 78 can have various configurations and compositions, such as an aluminum / glass configuration, which is marketed under the product GLARE ®, an aluminum / marketed under the product ARALL ® aramid configuration, and a titanium / graphite configuration, sold under the product name TIGRE. However, as the term is used herein, it should be understood that the fibrous metal laminate is essentially one or more layers 89 is defined, which at least one metal layer 90 and a synthetic layer 94 contained, which are interconnected (see 6 ). Of course, a fiber metal laminate may include multiple layers of alternating layers of metal and synthetic material. The in a metal layer 90 metals used preferably include aluminum or titanium, but any lightweight metal or metal alloy having high strength properties may be used. Although it is understood that the metal layer 90 Typically a solid plate, it may be constructed of a grid such as a band-grid or a wire grid. The for the synthetic layer 94 used materials preferably include glass fiber reinforced epoxy resin, carbon reinforced epoxy resin or aramid reinforced epoxy resin, however, any other suitable fiber reinforced composite material may be used.

Um ringförmiges Material 78 aus Fasermetalllaminat zu erzeugen, welches ursprünglich aus im Wesentlichen ebenen Platten aufgebaut ist, ist ein Spleißbereich 96 zum Verbinden erster und zweiter Enden 98 und 100 davon (siehe 5) erforderlich. Dieses kann mittels einer beliebigen Anzahl von Möglichkeiten erreicht werden, aber bevorzugt werden die Enden der einzelnen Lagen in dem Fasermetalllaminat so gestaffelt, dass eine Trennung zwischen schwachen Bereichen erzeugt wird. Beispielsweise ist ein Spleißbereich 96 in 8 bei einer gestaffelten Stumpfverbindung dargestellt, wobei eine Unterbrechung 102 zwischen gegenüberliegenden Enden 104 und 106 einer ersten Metallschicht 108 in einem Abstand 110 von einer benachbarten Unterbrechung 112 zwischen gegenüberliegenden 114 und 116 einer zweiten Metallschicht 118 angeordnet sind. Obwohl es nicht dargestellt ist, wird man erkennen, dass ähnliche Unterbrechungen zwischen gegenüberliegenden Enden für metallische Schichten 120, 122, 124, 126 und 128 in gleicher Weise in einem Umfangsabstand angeordnet sind. Natürlich unterstützen synthetische Lagen 130 und 132 bei der Auffüllung der Unterstützung 102 wie zum Beispiel der synthetischen Lagen 134 und 136 für die Unterbrechung 112.To ring-shaped material 78 fiber metal laminate, which is originally constructed from substantially flat plates, is a splice region 96 for connecting first and second ends 98 and 100 of it (see 5 ) required. This can be achieved by any number of means, but preferably the ends of the individual layers in the fibrous metal laminate are staggered to create a separation between weak areas. For example, a splice area 96 in 8th shown in a staggered butt joint, with an interruption 102 between opposite ends 104 and 106 a first metal layer 108 at a distance 110 from an adjacent interruption 112 between opposite 114 and 116 a second metal layer 118 are arranged. Although not shown, it will be appreciated that similar breaks occur between opposite ends for metallic layers 120 . 122 . 124 . 126 and 128 are arranged in the same way at a circumferential distance. Of course, synthetic layers help 130 and 132 in replenishing the support 102 such as the synthetic layers 134 and 136 for the interruption 112 ,

Eine alternative Art der Erzeugung eines ringförmigen Elementes 78 ist in 9 dargestellt, in welcher der Spleißbereich 96 eine versetzte Überlappungsverbindung ist. Wie darin zu sehen, enthält das Fasermetalllaminat wenigstens eine erste Lage 138 und eine zweite Lage 140, welche sich angrenzend an und im Wesentlichen parallel zueinander mit Ausnahme in dem Spleißbereich 96 erstrecken. Innerhalb des Spleißbereiches 96 wird man erkennen, dass die erste Lage 138 einen ersten Abschnitt 142 besitzt, welcher einen Winkel in einer ersten Richtung bildet, einen zweiten Ab schnitt 144, welcher sich im Wesentlichen parallel zu seiner Orientierung außerhalb des Spleißbereiches 96 erstreckt, und einen dritten Abschnitt 146, welcher sich ergänzend zu der ersten Richtung in einer zweiten Richtung erstreckt. Auf diese Weise bleibt die erste Lage 138 über den gesamten Spleißbereich 96 einteilig. Die zweite Lage 41 enthält einen ersten Abschnitt 148 und einen zweiten Abschnitt 150 in dem Spleißbereich 96, welche sich in denselben entsprechenden Richtungen wie die ersten und zweiten Abschnitte 142 und 144 der ersten Lage 138 erstrecken. Statt jedoch durch den gesamten Spleißbereich 96 einteilig zu bleiben, teilt sich die zweite Lage 140 angenähert an dem Punkt, wo der zweite Abschnitt 150 beginnt, so auf, dass sein erstes Ende 152 ein zweites Ende 154 überlappt und sich im Wesentlichen parallel dazu über den Spleißbereich 96 erstreckt.An alternative way of producing an annular element 78 is in 9 represented in which the splice region 96 is a staggered overlap connection. As seen therein, the fibrous metal laminate contains at least a first layer 138 and a second location 140 which are adjacent to and substantially parallel to each other except in the splice region 96 extend. Within the splice area 96 you will realize that the first location 138 a first section 142 has, which forms an angle in a first direction, a second section from 144 which is substantially parallel to its orientation outside the splice region 96 extends, and a third section 146 which extends in a second direction complementary to the first direction. In this way, the first situation remains 138 over the entire splice area 96 one piece. The second location 41 contains a first section 148 and a second section 150 in the splice area 96 which are in the same corresponding directions as the first and second sections 142 and 144 the first location 138 extend. But instead of the entire splice area 96 to stay in one piece, shares the second situation 140 approximated at the point where the second section 150 starts, so on, that his first end 152 a second end 154 overlaps and extends substantially parallel across the splice area 96 extends.

Man wird auch erkennen, dass das ringförmige Element 98 mehrere ringförmige Segmente (bezeichnet durch die beispielsweise gestrichelt in 7 dargestellten Bezugszeichen 79 und 81) enthalten können. Jedes derartige ringförmige Segment wird mit einem benachbarten Segment an jedem seiner Enden mittels der vorstehend beschriebenen Verfahren verbunden. Auf diese Weise werden mehrere Spleißbereiche innerhalb des ringförmigen Elementes 78 erzeugt.One will also recognize that the annular element 98 a plurality of annular segments (denoted by the dashed lines in FIG 7 represented reference numerals 79 and 81 ). Each such annular segment is joined to an adjacent segment at each of its ends by the methods described above. In this way, multiple splice areas within the annular element 78 generated.

Man wird erkennen, dass zusätzliche Lagen aus Fasermetalllaminat für das ringförmige Element 78 in speziellen Bereichen für eine zusätzliche Verstärkung vorgesehen sein können. Wie in den 10 beziehungsweise 11 zu sehen, können derartige zusätzliche Lagen innen oder außen aufgebracht sein. In 10 sind zusätzliche Lagen 156, 158 und 160 zu der radial inneren oder Hauptlage 162 hinzugefügt, wobei die erste Lage 162 einen ersten Abschnitt 164 besitzt, welcher einen Winkel in einer ersten Richtung bildet, einen zweiten Abschnitt 166, welcher sich im Wesentlichen parallel zu seiner ursprünglichen Orientierung weg von den zusätzlichen Lagen 156, 158 und 160 erstreckt, und einen dritten Abschnitt 168, welcher sich ergänzend zu der ersten Richtung in einer zweiten Richtung erstreckt. Auf diese Weise wird Raum für zusätzliche Lagen 156, 158 und 160 geschaffen, welche im wesentlichen parallel zu dem zweiten Abschnitt 166 der Hauptlage 162 orientiert sind und von einer Länge sind, welche durch den Abstand zwischen den ersten und zweiten Abschnitten der Hauptlage 162 abhängig von deren radialen Position aufgenommen wird. Umgekehrt werden zusätzliche Lagen 157 und 159 der Außenseite der Hauptlage 162 in 11 hinzugefügt.It will be appreciated that additional layers of fibrous metal laminate are used for the annular member 78 may be provided in special areas for additional reinforcement. As in the 10 respectively 11 To see such additional layers can be applied inside or outside. In 10 are additional layers 156 . 158 and 160 to the radially inner or main position 162 added, the first location 162 a first section 164 which forms an angle in a first direction has a second portion 166 which is substantially parallel to its original orientation away from the additional layers 156 . 158 and 160 extends, and a third section 168 which extends in a second direction complementary to the first direction. In this way, there is room for additional layers 156 . 158 and 160 created, which is substantially parallel to the second section 166 the main situation 162 are oriented and of a length which is defined by the distance between the first and second sections of the main layer 162 is recorded depending on their radial position. Conversely, additional layers 157 and 159 the outside of the main situation 162 in 11 added.

Statt ein oder mehrere Komponenten eines bestehenden Laufschaufel-Rückhaltesystems durch ein aus Fasermetalllaminat bestehendes ringförmiges Element zu ersetzen, wird es auch in Betracht gezogen, dass das Gebläsegehäuse selbst aus einem derartigen Material bestehen kann. Wie in 12 zu sehen, ist ein ringförmiges Bläsergehäuse 172 mit einer Laufschaufel-Rückhaltezone 174 aus einem Fasermetalllaminat hergestellt. Es sei angemerkt, dass akustische Kacheln 176 und 178 stromaufwärts beziehungsweise stromabwärts von der Laufschaufel-Rückhaltezone angeordnet sind. Mehrere Versteifungsringe 180 sind bevorzugt in axialer Abstandsbeziehung entlang einer radialen äußeren Oberfläche 182 des Bläsergehäuses 172 positioniert, um dafür eine zusätzliche Unterstützung zu erzeugen. Eine ringförmige Wabenschicht 184 kann optional angrenzend an eine innere radiale Oberfläche 186 des Bläsergehäuses 172 positioniert sein, welche mit einer Oberflächenplatte 188 in ihrer Lage gehalten werden.Instead of replacing one or more components of an existing blade restraint system with an annular member made of fiber metal laminate, it is also contemplated that the blower housing itself may be made of such a material. As in 12 to see is an annular fan case 172 with a blade retention zone 174 made of a fiber metal laminate. It should be noted that acoustic tiles 176 and 178 upstream or downstream of the blade retention zone. Several stiffening rings 180 are preferably in axial spacing relationship along a radial outer surface 182 the fan case 172 positioned to provide additional support. An annular honeycomb layer 184 can optionally be adjacent to an inner radial surface 186 the fan case 172 be positioned with a surface plate 188 be held in their position.

Obwohl es nicht dargestellt ist, kann auch eine abtragbare Schicht innerhalb der Laufschaufel-Rückhaltezone 174 verwendet werden. Wie es ferner im Bezug auf die akustische Kachel 178 so sehen ist, können sie akustischen Kacheln 176 und 178 eine Schicht 177 aus einem Fasermetalllaminat als die perforierte Oberflächenplatte damit verwenden.Although not shown, there may also be an abradable layer within the blade retention zone 174 be used. As it further with respect to the acoustic tile 178 So see, they can use acoustic tiles 176 and 178 a layer 177 of a fibrous metal laminate as the perforated surface plate therewith.

Es kann erforderlich sein, dass das Bläsergehäuse 172 einen Flansch 190 an einem oder beiden seiner stromaufwärts und stromabwärts liegenden Enden (siehe 13) insbesondere dann enthält, wenn es als ein Ersatz auf existierenden Triebwerksbaureihen einzubauen ist. Ein derartiger Flansch 190 kann erzeugt werden, indem ein Rand 192 des Bläsergehäuses 172 gerollt wird, nachdem der Härtungszyklus des im Wesentlichen zylindrischen Bläsergehäuses 172 stattfindet. Alternativ kann ein derartiger Flansch 190 in einem Stück mit dem Bläsergehäuse 172 hergestellt werden, wobei die metallischen Schichten in dem Flansch 190 in die gewünschte Gestalt vor der Härtung des Laminats geformt werden. Sobald es zusammengesetzt ist, wird das Gebläsegehäuse 172 gehärtet, um eine nahtlose Schnittstelle mit einem Flansch 190 auszubilden.It may be necessary for the fan case 172 a flange 190 at one or both of its upstream and downstream ends (see 13 ) especially if it is to be installed as a replacement on existing engine series. Such a flange 190 can be generated by an edge 192 the fan case 172 is rolled after the curing cycle of the substantially cylindrical fan casing 172 takes place. Alternatively, such a flange 190 in one piece with the fan case 172 be prepared, wherein the metallic layers in the flange 190 be formed into the desired shape prior to curing of the laminate. Once it is assembled, the blower housing becomes 172 Hardened to a seamless interface with a flange 190 train.

Ein weiterer Lösungsweg besteht in der Erzeugung eines vollmetallischen Randes 194 an dem Bläsergehäuse 172 gemäß Darstellung in 14. Wie darin zu sehen, enden Verbundschichten 196 und 198 kurz vor dem Rand 194 und sind durch Metallschichten 200 und 202 derselben Dicke 204 ersetzt. Ein optionales Befestigungselement 206 kann dazu genutzt werden, um die Verbindung der metallischen Schichten 200 und 202 mit den metallischen Schichten 201, 203 und 205 zu unterstützen. Bauteile können entweder an dem vollständig metallischen Rand 194 befestigt werden, nachdem das Bläser gehäuse 172 ausgehärtet ist, oder der Rand 194 kann gebohrt und an den Bauteilen mit Befestigungselementen befestigt und dann zu einer einzigen verbundenen und befestigten Struktur gehärtet werden.Another approach is to create a full metal edge 194 on the fan case 172 as shown in 14 , As you can see, composite layers end up 196 and 198 just before the edge 194 and are through metal layers 200 and 202 the same thickness 204 replaced. An optional fastener 206 Can be used to connect the metallic layers 200 and 202 with the metallic layers 201 . 203 and 205 to support. Components can either be on the completely metallic edge 194 be attached after the fan housing 172 cured, or the edge 194 can be drilled and fastened to the components with fasteners and then hardened into a single bonded and secured structure.

Ein Metallflansch 208 kann einen Abschnitt 210 enthalten, welcher mit einem Ende 212 des Bläsergehäuses 172 mit einer reduzierten Dicke verbindbar ist. Ein Metallring 214 kann angrenzend an eine äußere Oberfläche 216 eines Bläsergehäuses 172 vorgesehen sein, wobei mehrere Befestigungselemente 218 den Flansch 208 an dem Bläsergehäuse 172 (siehe 15) befestigen. 16 bis 18 stellen weitere Optionen für die Befestigung von Bauteilen 220, 222 beziehungsweise 224 direkt an dem Fasermetalllaminat des Bläsergehäuses 172 dar.A metal flange 208 can a section 210 included, which with one end 212 the fan case 172 is connectable with a reduced thickness. A metal ring 214 may be adjacent to an outer surface 216 a fan case 172 be provided, with several fasteners 218 the flange 208 on the fan case 172 (please refer 15 ). 16 to 18 provide more options for mounting components 220 . 222 respectively 224 directly on the fiber metal laminate of the fan case 172 represents.

Um eine Formung von Fasermetalllaminatplatten in ein Bläsergehäuse 172 zu ermöglichen, werden bevorzugt auch mehrere Gehrungsschnitte 170 darin vorgesehen (siehe 19). Man wird erkennen, dass Aluminiumstreifen 171 und 173 auf jede Seite des Fasermetalllaminats positioniert sein können, um bei der Erzeugung eines Flansches 190 zu unterstützen.To form a fiber metal laminate panels in a fan case 172 To facilitate, are also preferred several miter cuts 170 provided therein (see 19 ). You will realize that aluminum strip 171 and 173 may be positioned on either side of the fibrous metal laminate in order to produce a flange 190 to support.

Wie hierin vorstehend festgestellt, können Versteifungsringe 180 mit verschiedenen Konfigurationen an der äußeren radialen Oberfläche 182 des Bläsergehäuses 172 (siehe 20) befestigt sein. Derartige Versteifungsringe 180 sind im Wesentlichen aus einem Metall (z. B. Aluminium, Stahl oder Titan) aufgebaut. Man wird erkennen, dass Versteifungsringe, wie sie durch das Bezugszeichen 183 in den 21 bis 23 bezeichnet werden, auch aus einem Fasermetalllaminat oder anderem Verbundstofflaminat oder aus ei ner Sandwichstruktur aufgebaut sein können, welche mit dem Bläsergehäuse 172 entweder nach der Härtung des Bläsergehäuses 172 oder während des Härtungszyklusses des Restes des Bläsergehäuses 172 verbunden werden.As stated hereinabove, stiffening rings 180 with different configurations on the outer radial surface 182 the fan case 172 (please refer 20 ) be attached. Such stiffening rings 180 are essentially made of a metal (eg aluminum, steel or titanium). It will be appreciated that stiffening rings, as denoted by the reference numeral 183 in the 21 to 23 may be constructed of a fiber-metal laminate or other composite laminate or egg ner sandwich structure, which with the fan case 172 either after the hardening of the fan case 172 or during the cure cycle of the rest of the fan case 172 get connected.

Obwohl spezielle Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dargestellt und beschrieben wurden, wird es für den Fachmann auf diesem gebiet ersichtlich sein, dass verschiedene Änderungen und Modifikationen ohne Abweichung von dem Erfindungsgedanken der vorliegenden Erfindung ausgeführt werden können. Demzufolge sollen in den beigefügten Ansprüchen alle derartigen Änderungen und Modifikationen, die in den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung fallen, mit eingeschlossen sein.Although particular embodiments of the present invention have been illustrated and described, it will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications without departing from the spirit of the present invention can be led. Accordingly, it is intended in the appended claims to encompass all such changes and modifications that fall within the scope of the present invention.

In einem Gasturbinentriebwerk 10 mit mehreren sich radial erstreckenden Laufschaufeln 44, die auf einer ringförmigen Scheibe 38 befestigt sind, wobei die Laufschaufeln 44 und die Scheibe 38 um eine Längsachse 12 des Triebwerks 10 drehbar sind, ein Laufschaufel-Rückhaltesystem 62 mit einem ringförmigen Gehäuse 40, das radial außerhalb der Laufschaufeln 44 und in umgebender Beziehung dazu positioniert ist, wobei das ringförmige Gehäuse 40 wenigstens eine Schicht aus einem damit verwendeten Fasermetalllaminat 78 enthält. Das Laufschaufel-Rückhaltesystem 62 kann auch eine Wabenschicht 64 enthalten, die radial außerhalb eines inneren Abschnittes 66 des ringförmigen Gehäuses 40 angeordnet ist, wobei die Schicht des Fasermetalllaminats 78 radial außerhalb von der Wabenschicht 64 oder radial innerhalb davon angeordnet ist. Für beide Fälle könnte das Laufschaufel-Rückhaltesystem 62 eine radial äußere Schicht aus einer Kevlar-Umwicklung 82 enthalten.In a gas turbine engine 10 with a plurality of radially extending blades 44 on an annular disc 38 are attached, with the blades 44 and the disc 38 around a longitudinal axis 12 of the engine 10 rotatable, a blade restraint system 62 with an annular housing 40 that is radially outside the blades 44 and positioned in surrounding relation thereto, the annular housing 40 at least one layer of a fiber metal laminate used therewith 78 contains. The blade restraint system 62 can also be a honeycomb layer 64 included radially outward of an inner section 66 of the annular housing 40 is arranged, wherein the layer of the fiber metal laminate 78 radially outside of the honeycomb layer 64 or disposed radially inside thereof. For both cases, the blade restraint system could 62 a radially outer layer of a Kevlar wrap 82 contain.

1010
Flugzeug-Turbobläsertriebwerk (allgemein)Aircraft turbofan engine (generally)
1212
Längsachselongitudinal axis
1414
Kerngasturbinentriebwerk (allgemein)Core gas turbine engine (generally)
1616
Bläserabschnittfan section
1818
äußerer Gehäuse für Kerntriebwerkouter casing for core engine
2020
ringförmiger Kerntriebwerkseinlassannular core engine intake
2222
Boosterverdichterbooster compressor
2424
HochdruckverdichterHigh-pressure compressors
2626
Brennkammercombustion chamber
2828
erste (Hochdruck-) Turbinefirst (High pressure) turbine
3030
erste (Hochdruck-) Antriebswellefirst (High pressure) drive shaft
3232
zweite (Niederdruck-) Turbinesecond (Low pressure) turbine
3434
zweite (Niederdruck-) Antriebswellesecond (Low pressure) drive shaft
3636
Auslassdüseoutlet nozzle
3838
Bläserrotorfan rotor
4040
ringförmiges Bläsergehäuseannular fan case
4242
Auslassführungs-LeitschaufelnAuslassführungs vanes
4444
Bläserrotor-LaufschaufelnFan rotor blades
4646
stromabwärts liegender Abschnitt des Bläsergehäusesdownstream Section of the fan case
4848
NebenluftstromkanalIn addition to air flow channel
5050
den Anfangsluftstrom darstellender Pfeilthe Initial air flow arrow
5252
Einlass zum Bläsergehäuseinlet to the fan case
5454
den ersten (äußeren) komprimierten Luftstrom darstellender Pfeilthe first (outer) compressed Airflow depicting arrow
5656
den zweiten (inneren) komprimierten Luftstrom darstellender Pfeilthe second (inner) compressed air stream representing arrow
5858
den komprimierten Luftstrom zu dem Hochdruckverdichter darstellender Pfeilthe compressed air flow to the high pressure compressor performing arrow
6060
Verbrennungsproduktecombustion products
6262
Laufschaufel-Rückhaltesystem (allgemein)A blade retention system (generally)
6464
Wabenabschnitthoneycomb section
6666
innerer Abschnitt des ringförmigen Bläsergehäusesinternal Section of the annular fan case
6767
radial innere Oberfläche des Wabenabschnittesradial inner surface of the honeycomb section
6868
Schicht aus abtragbarem Materiallayer made of removable material
7070
Dicke des abtragbarem Materialsthickness of the abradable material
138138
erste Lagefirst location
140140
zweite Lagesecond location
142142
erster Abschnitt der ersten Lage im Spleißbereichfirst Section of the first layer in the splice region
144144
zweiter Abschnitt der ersten Lage im Spleißbereichsecond Section of the first layer in the splice region
146146
dritter Abschnitt der ersten Lage im Spleißbereichthird Section of the first layer in the splice region
148148
erster Abschnitt der zweiten Lage im Spleißbereichfirst Section of the second layer in the splice region
150150
zweiter Abschnitt der zweiten Lage im Spleißbereichsecond Section of the second layer in the splice region
152152
erstes Ende der zweiten Lagefirst End of the second situation
154154
zweites Ende der zweiten Lagesecond End of the second situation
156156
zusätzliche Lageadditional location
158158
zusätzliche Lageadditional location
160160
zusätzliche Lageadditional location
162162
Hauptlagemain location
164164
erster Abschnitt der Hauptlagefirst Section of the main situation
166166
zweiter Abschnitt der Hauptlagesecond Section of the main situation
168168
dritter Abschnitt der Hauptlagethird Section of the main situation
170170
Gehrungsschnitte in dem Fasermetalllaminatmiter cuts in the fiber metal laminate
171171
äußere Aluminiumstreifenouter aluminum strips
172172
Bläsergehäuse (Fasermetalllaminat)Winding case (fiber metal laminate)
173173
innere Aluminiumstreifeninner aluminum strips
174174
Laufschaufel-RückhaltezoneBlade retention zone
176176
stromaufwärts liegende akustische Kachelupstream acoustic tile
177177
Fasermetalllaminatschicht für akustische KachelFiber metal laminate layer for acoustic tile
178178
stromabwärts liegende akustische Kacheldownstream acoustic tile
180180
Versteifungsringe (metallische)stiffening rings (Metallic)
182182
äußere radiale Oberfläche des Bläsergehäusesouter radial surface the fan case
183183
Versteifungsringe (Fasermetalllaminat)stiffening rings (Fiber metal laminate)
184184
Schicht aus abtragbarem Materiallayer made of removable material
186186
innere radiale Oberfläche des Bläsergehäusesinner radial surface the fan case
188188
äußere Platteouter plate
190190
Flanschflange
192192
Rand des Bläsergehäusesedge the fan case
194194
Gesamtmetallrand des BläsergehäusesTotal metal rim the fan case

Claims (10)

In einem Gasturbinentriebwerk (10) mit mehreren sich radial erstreckenden Laufschaufeln (44), die auf einer ringförmigen Scheibe (38) befestigt sind, wobei die Laufschaufeln (44) und die Scheibe (38) um eine Längsachse (12) des Triebwerks (10) drehbar sind, ein Laufschaufel-Rückhaltesystem (62) mit einem ringförmigen Gehäuse (40), das radial außerhalb der Laufschaufeln (44) und in umgebender Beziehung dazu positioniert ist, wobei das ringförmige Gehäuse (40) wenigstens eine Schicht aus einem damit verwendeten Fasermetalllaminat (78) enthält.In a gas turbine engine ( 10 ) with a plurality of radially extending blades ( 44 ) mounted on an annular disc ( 38 ), the blades ( 44 ) and the disc ( 38 ) about a longitudinal axis ( 12 ) of the engine ( 10 ), a blade restraint system ( 62 ) with an annular housing ( 40 ) located radially outside the blades ( 44 ) and in surrounding relation thereto, the annular housing ( 40 ) at least one layer of a there with fibrous metal laminate used ( 78 ) contains. Laufschaufel-Rückhaltesystem (62) nach Anspruch 1, welches ferner eine Wabenschicht (64) aufweist, welche radial außerhalb von einem inneren Abschnitt (66) des ringförmigen Gehäuses (40) angeordnet ist.Blade restraint system ( 62 ) according to claim 1, further comprising a honeycomb layer ( 64 ), which radially outwardly of an inner portion ( 66 ) of the annular housing ( 40 ) is arranged. Laufschaufel-Rückhaltesystem (62) nach Anspruch 2, wobei die Schicht des Fasermetalllaminats (78) radial außerhalb der Wabenschicht (64) positioniert ist.Blade restraint system ( 62 ) according to claim 2, wherein the layer of fibrous metal laminate ( 78 ) radially outside the honeycomb layer ( 64 ) is positioned. Laufschaufel-Rückhaltesystem (62) nach Anspruch 3, welches ferner eine Schicht (82) einer Kevlar-Umwicklung aufweist, welche radial außerhalb der Schicht des Fasermetalllaminats (78) positioniert ist.Blade restraint system ( 62 ) according to claim 3, further comprising a layer ( 82 ) has a Kevlar wrap which extends radially outward of the layer of the fiber metal laminate ( 78 ) is positioned. Laufschaufel-Rückhaltesystem (62) nach Anspruch 2, wobei die Schicht des Fasermetalllaminats (78) radial innerhalb der Wabenschicht (64) positioniert ist. Blade restraint system ( 62 ) according to claim 2, wherein the layer of fibrous metal laminate ( 78 ) radially inside the honeycomb layer ( 64 ) is positioned. Laufschaufel-Rückhaltesystem (62) nach Anspruch 5, welches ferner eine Schicht (82) einer Kevlar-Umwicklung aufweist, welche radial außerhalb der Schicht des Fasermetalllaminats (78) positioniert ist.Blade restraint system ( 62 ) according to claim 5, which further comprises a layer ( 82 ) has a Kevlar wrap which extends radially outward of the layer of the fiber metal laminate ( 78 ) is positioned. Laufschaufel-Rückhaltesystem (62) nach Anspruch 1, wobei die Schicht des Fasermetalllaminats (78) wenigstens eine Lage (89) aufweist, wobei die Lage (89) ferner aufweist: (a) wenigstens eine Metallschicht (90); und (b) eine synthetische Schicht (94), die mit der Metallschicht (90) verbunden ist.Blade restraint system ( 62 ) according to claim 1, wherein the layer of fibrous metal laminate ( 78 ) at least one layer ( 89 ), the position ( 89 ) further comprises: (a) at least one metal layer ( 90 ); and (b) a synthetic layer ( 94 ) with the metal layer ( 90 ) connected is. Laufschaufel-Rückhaltesystem (62) nach Anspruch 1, wobei die Schicht des Fasermetalllaminats (78) mehrere Gehrungsschnitte (170) darin enthält, um eine Ausdehnung in einer Umfangsweise zu ermöglichen.Blade restraint system ( 62 ) according to claim 1, wherein the layer of fibrous metal laminate ( 78 ) several miter cuts ( 170 ) therein to allow expansion in a circumferential manner. Laufschaufel-Rückhaltesystem (62) nach Anspruch 7, wobei die Schicht des Fasermetalllaminats (78) zusätzliche Lagen (156, 158, 160) in einem spezifizierten Bereich enthält.Blade restraint system ( 62 ) according to claim 7, wherein the layer of fibrous metal laminate ( 78 ) additional layers ( 156 . 158 . 160 ) in a specified range. Laufschaufel-Rückhaltesystem (62) nach Anspruch 1, wobei die Schicht des Fasermetalllaminats (78) an ihren Enden (98, 100) zusammengespleißt ist, um eine Ringform auszubilden.Blade restraint system ( 62 ) according to claim 1, wherein the layer of fibrous metal laminate ( 78 ) at their ends ( 98 . 100 ) is spliced together to form a ring shape.
DE102007045138A 2006-09-25 2007-09-20 Blade restraint system for a gas turbine engine Withdrawn DE102007045138A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US52640106A 2006-09-25 2006-09-25
US11/526,401 2006-09-25

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102007045138A1 true DE102007045138A1 (en) 2008-03-27

Family

ID=38659004

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102007045138A Withdrawn DE102007045138A1 (en) 2006-09-25 2007-09-20 Blade restraint system for a gas turbine engine

Country Status (4)

Country Link
JP (1) JP2008082332A (en)
CA (1) CA2602319A1 (en)
DE (1) DE102007045138A1 (en)
GB (1) GB2442112A (en)

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2935017B1 (en) * 2008-08-13 2012-11-02 Snecma INTERNAL WALL OF A TURBOMACHINE NACELLE
EP2418387B1 (en) * 2010-08-11 2015-04-01 Techspace Aero S.A. Shroud ring of an axial turbomachine compressor
GB2489673B (en) * 2011-03-29 2015-08-12 Rolls Royce Plc A containment casing for a gas turbine engine
FR2977827B1 (en) * 2011-07-13 2015-03-13 Snecma PROCESS FOR MANUFACTURING A TURBOMACHINE BLOWER HOUSING WITH ABRADABLE AND ACOUSTIC COATINGS
EP2594742B1 (en) * 2011-11-17 2017-01-04 Hamilton Sundstrand Corporation Low cost containment ring
EP2815119B1 (en) 2012-02-16 2018-01-31 United Technologies Corporation Composite fan containment case assembly
US9840936B2 (en) 2012-02-16 2017-12-12 United Technologies Corporation Case with ballistic liner
FR2991385B1 (en) 2012-06-05 2017-04-28 Snecma BACK PLATE, AND TURBOMACHINE COMPRISING A BACK PLATE
GB201401932D0 (en) 2014-02-05 2014-03-19 Rolls Royce Plc A fan casing for a gas turbine engine
FR3031469B1 (en) * 2015-01-14 2017-09-22 Snecma CARRIER IN MATERIAL COMPOSITE WITH ORGANIC MATRIX AUTO-RAIDI
AT516322B1 (en) 2014-10-10 2017-04-15 Facc Ag Flight case for an aircraft engine
US10472985B2 (en) * 2016-12-12 2019-11-12 Honeywell International Inc. Engine case for fan blade out retention
US10487684B2 (en) * 2017-03-31 2019-11-26 The Boeing Company Gas turbine engine fan blade containment systems
US10662813B2 (en) * 2017-04-13 2020-05-26 General Electric Company Turbine engine and containment assembly for use in a turbine engine
US10533450B2 (en) 2017-10-30 2020-01-14 United Technologies Corporation Ballistic liner install methods
EP3702263A1 (en) * 2019-02-28 2020-09-02 Airbus Operations GmbH Aircraft structure for flow control
FR3097902B1 (en) * 2019-06-27 2023-03-17 Safran Aircraft Engines AIRCRAFT TURBOMACHINE ENCLOSED IN AT LEAST PARTIALLY COMPOSITE MATERIAL

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4534698A (en) * 1983-04-25 1985-08-13 General Electric Company Blade containment structure
GB2159886B (en) * 1984-06-07 1988-01-27 Rolls Royce Fan duct casing
GB2239214B (en) * 1989-12-23 1993-11-03 Rolls Royce Plc A sandwich structure and a method of manufacturing a sandwich structure
US5344280A (en) * 1993-05-05 1994-09-06 General Electric Company Impact resistant fan case liner
US6652222B1 (en) * 2002-09-03 2003-11-25 Pratt & Whitney Canada Corp. Fan case design with metal foam between Kevlar
NL1024076C2 (en) * 2003-08-08 2005-02-10 Stork Fokker Aesp Bv Method for forming a laminate with a recess.
US20050175813A1 (en) * 2004-02-10 2005-08-11 Wingert A. L. Aluminum-fiber laminate
AU2005289392B2 (en) * 2004-09-24 2011-08-25 Fukui Prefectural Government Thin ply laminates
US20060093847A1 (en) * 2004-11-02 2006-05-04 United Technologies Corporation Composite sandwich with improved ballistic toughness

Also Published As

Publication number Publication date
CA2602319A1 (en) 2008-03-25
JP2008082332A (en) 2008-04-10
GB2442112A (en) 2008-03-26
GB0718002D0 (en) 2007-10-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102007045138A1 (en) Blade restraint system for a gas turbine engine
DE602005004193T2 (en) Burst protection device for a gas turbine
DE69724018T2 (en) Multicomponent gas turbine blade
DE602005001519T2 (en) Noise reduction arrangement for aircraft gas turbine
EP2199546B1 (en) Fan casing with containment structure
DE3814954C2 (en)
US9429039B2 (en) Casing
DE60023625T2 (en) Ceramic turbine nozzle
US9957835B2 (en) Fan track liner assembly
EP2070689A2 (en) Methods for making composite containment casings
EP2282011B1 (en) Cross-sectional profile of the supports or of the cover of the supports with supply lines of a Turbofan
WO2009030197A1 (en) Multilayer shielding ring for a flight driving mechanism
CH707728A2 (en) System and method for a composite airfoil with fillet transition.
WO2008000014A2 (en) Guide vane arrangement for a driving mechanism
DE60307907T2 (en) Tubular composite fabric seal for the outlet housing of an internal compressor
EP2161431A2 (en) Inlet nose cone for an aircraft gas turbine powerplant
EP2719484A1 (en) Component and process for producing the component
EP3054106B1 (en) Gas turbine component
EP2071137A2 (en) Method for repairing composite containment casings
US20150345326A1 (en) Flowpath cartridge liner and gas turbine engine including same
DE602005000185T2 (en) Turbomachine with a blocking system for the main engine shaft with bearing break point
DE3704197C1 (en) Removable burst protection ring
DE102016101428A1 (en) Nose cone for a fan of an aircraft engine
RU2570181C2 (en) Aircraft engine assembly
DE1944144A1 (en) Compound turbomachine rotors

Legal Events

Date Code Title Description
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee

Effective date: 20120403