DE69724018T2

DE69724018T2 - Mehrkomponentengasturbinenschaufel

Info

Publication number: DE69724018T2
Application number: DE69724018T
Authority: DE
Inventors: Weiping Schenectady Wang; Wendy Wen-Ling Schenectady Lin; William Elliot Bennington Bachrach; Scott Roger Schenectady Finn
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1996-01-29
Filing date: 1997-01-27
Publication date: 2004-06-03
Anticipated expiration: 2017-01-28
Also published as: EP0786580A3; JPH09303104A; US5720597A; DE69724018D1; EP0786580B1; EP0786580A2

Description

Technisches Gebiet der Erfindung
Die Erfindung bezieht sich allgemein auf Gasturbinen und insbesondere auf eine Gasturbinenschaufel, die aus mehreren Komponenten zusammengesetzt ist, die aus unterschiedlichen Materialien hergestellt sind.
Stand der Technik
Gasturbinen umfassen, ohne darauf beschränkt zu sein, Gasturbinen Energieerzeugungsanlagen und Gasturbinen-Flugzeugtriebwerke. Eine Gasturbine enthält ein Kerntriebwerk, das einen Hochdruck-Verdichter, um die in das Kerntriebwerk eintretende Luftströmung zu verdichten, einen Brenner, in dem ein Gemisch aus Brennstoff und der verdichteten Luft verbrannt wird, um eine antreibende Gasströmung zu erzeugen, und eine Hochdruck-Turbine aufweist, die durch die antreibende Gasströmung in Drehung versetzt wird und die mit einer einen größeren Durchmesser aufweisenden Welle verbunden ist, um den Hochdruck-Verdichter anzutreiben. Bei einem typischen Front-Fan-Gasturbinen-Flugzeugtriebwerk ist eine Niederdruck-Turbine (die stromabwärts von der Hochdruck-Turbine angeordnet ist) hinzugefügt, die durch eine einen kleineren Durchmesser aufweisende, koaxiale Welle verbunden ist, um den Front-Fan (der stromaufwärts von dem Hochdruck-Verdichter angeordnet ist) anzutreiben und einen optionalen Niederdruck-Verdichter (der zwischen dem Front-Fan und dem Hochdruck-Verdichter angeordnet ist) anzutreiben. Der Niederdruck-Verdichter wird gelegentlich als ein Booster-Verdichter oder einfach ein Booster bezeichnet.
Der Fan und die Hochdruck- und Niederdruck-Verdichter und die -Turbinen haben Gasturbinenschaufeln, die jeweils einen stromlinienförmigen Abschnitt aufweisen, der an einem Schaftabschnitt befestigt ist. Die Rotor- bzw. Laufschaufeln sind diejenigen Gasturbinenschaufeln, die an einer rotierenden Gasturbinen-Rotorscheibe befestigt sind. Stator- bzw. Leitschaufeln sind diejenigen Gasturbinenschaufeln, die an einem nicht-rotierenden Gasturbinen-Statorgehäuse befestigt sind. Üblicherweise gibt es abwechselnde Umfangsreihen von sich radial nach au ßen streckenden Rotorschaufeln und sich radial nach innen streckenden Statorschaufeln. Falls vorhanden, können bei einer ersten und/oder letzten Reihe von Statorschaufeln (auch Einlaß- und Auslaß-Führungsschaufeln genannt) deren radial inneren Enden auch an einem nicht-rotierenden Gasturbinen-Statorgehäuse befestigt sein. Entgegengesetzt rotierende „Stator"-Schaufeln sind ebenfalls bekannt. Konventionelle Konstruktionen von Gasturbinenschaufeln haben üblicherweise stromlinienförmige Abschnitte, die vollständig aus Metall, wie beispielsweise Titan, hergestellt sind oder sie sind vollständig aus einer Verbundmasse hergestellt. Die Gesamtmetall-Schaufeln, die teure, eine breite Sehne aufweisende Hohlschaufeln umfassen, haben ein größeres Gewicht, was ein kleineres Brennstoff-Leistungsvermögen zur Folge hat und kräftigere Schaufelbefestigungen erfordert, während die leichteren Gesamtverbund-Schaufeln ohne eine Metall-Vorderkante empfindlicher sind gegenüber Beschädigung durch Vogeleinsaugereignisse. Bekannte Hybridschaufeln weisen eine Verbundschaufel auf, deren Vorderkannte durch Metall (wobei der Rest der Schaufel durch einen nicht-metallischen Überzug bedeckt ist) aus Erosions- und Vogelaufprallgründen geschützt ist. Die Fan-Schaufeln sind üblicherweise die größten (und deshalb die schwersten) Schaufeln in einem Gasturbinen-Flugzeugtriebwerk, und die Front-Fan-Schaufeln sind die ersten, an denen ein Vogelaufprall auftreten kann. Was benötigt wird, ist eine Gasturbinenschaufel, und insbesondere einen Gasturbinen-Fan-Schaufel, die sowohl ein geringeres Gewicht hat als auch widerstandsfähiger ist gegenüber Beschädigung durch Vogeleinsaugereignisse.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Gasturbinenschaufel gemäß Anspruch 1 bereitgestellt.
Mit der Gasturbinenschaufel gemäß der Erfindung sind mehrere Vorteile und Nutzen erzielbar. Der Metallabschnitt des stromlinienförmigen Schaufelabschnittes, der sich in radialer Richtung im allgemeinen über die gesamte radiale Länge der Schaufel erstreckt, sorgt für Widerstandsfähigkeit gegenüber Beschädigung durch einen Vogelaufprall auf die Schaufel, wie beispielsweise eine Fan-Schaufel von einem Flugzeug-Gasturbinenwerk. Der wenigstens eine Schaumabschnitt sorgt für ein geringes Gewicht der Schaufel. Die Verbundhaut sorgt für die endgültige aerodynamische Form und stellt sicher, daß der wenigstens eine Schau mabschnitt während eines Vogelaufpralls nicht aus dem Metallabschnitt „abspringt". Der mehrere Komponenten aufweisende stromlinienförmige Abschnitt ist auf einfache Weise reparierbar.
Die Erfindung wird nun mit weiteren Einzelheiten anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben, in denen:
1 eine schematische Seitenansicht von der Druckseite von einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Gasturbinenschaufel gemäß der Erfindung in der Form von einer Flugzeug-Gasturbinentriebwerks-Fanschaufel ist;
2 ein schematischer Querschnitt von dem stromlinienförmigen Abschnitt der in 1 gezeigten Gasturbinenschaufel nach einem Schnitt entlang den Linien 2-2 in 1 ist; und
3 eine Ansicht, wie in 1, von der Schaufel gemäß 1 ist, wobei aber der Erosionsüberzug und die Verbundhaut von dem stromlinienförmigen Abschnitt entfernt sind.
Es wird nun auf die Zeichnungen Bezug genommen, wobei gleiche Bezugszahlen gleiche Elemente darstellen. 1–3 zeigen schematisch ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel von der Gasturbinenschaufel 10 gemäß der Erfindung. Die Gasturbinenschaufel 10 enthält einen Schaftabschnitt 12 und einen stromlinienförmigen Abschnitt 14. Der stromlinienförmige Abschnitt 14 hat eine Nennbetriebstemperatur, einen Schaufelfuß 16, der an dem Schaftabschnitt 12 befestigt ist, eine Schaufelspitze 18 und eine radiale Achse 20, die sich nach außen in Richtung auf die Schaufelspitze und nach innen in Richtung auf den Schaufelfuß 16 erstreckt. Die Nennbetriebstemperatur ist die maximale Temperatur, die der stromlinienförmige Abschnitt 14 erwartungsgemäß während des normalen Betriebs der Gasturbine (nicht gezeigt) erfährt. Ein Beispiel von einer typischen Nennbetriebstemperatur liegt, ohne Einschränkung, zwischen im allgemeinen fünfzig und im allgemeinen einigen hundert Grad Celsius. Es sei darauf hingewiesen, daß das in den Figuren gezeigte Ausführungsbeispiel eine Fan-Schaufel 10 von einem Flugzeug-Gasturbinentriebwerk ist, wobei der Schaftabschnitt 12 üblicherweise einen Schwalbenschwanz 22 zur Befestigung der Schaufel 10 an einer Rotorscheibe (nicht gezeigt) und eine Schaufel plattform 24 aufweist, die dabei hilft, die Luftströmung (die Luftströmungsrichtung ist in 1 durch Pfeile 26 angegeben) radial einzuschließen. Der stromlinienförmige Abschnitt 14 hat eine Vorderkante 30 und eine Hinterkante 32, wobei die Luftströmungsrichtung 26 im allgemeinen von der Vorderkante 30 zur Hinterkante 32 verläuft. Der stromlinienförmige Abschnitt 14 hat auch eine (konkav-förmige) Druckseite 34 und eine (konvex-förmige) Saugseite 36, wobei die Gasturbinenschaufel 10 in einer derartigen Richtung rotiert, daß sich die Druckseite 34 an einem Referenzpunkt vorbei bewegt, bevor sich die Saugseite 36 an dem gleichen Referenzpunkt vorbei bewegt.
Der stromlinienförmige Abschnitt 14 weist auch einen Metallabschnitt 28 (in den 2 und 3 zu sehen) auf. Ein stromlinienförmiger Abschnitt mit einem Metallabschnitt ist z. B. aus US 522297 oder US 3695778 bekannt. Mit „Metallabschnitt" ist ein Abschnitt gemeint, der im wesentlichen ein Metallmaterial anders als einen metallischen Schaum aufweist (und vorzugsweise daraus besteht). Der Begriff „Metall" umfaßt eine Legierung. Vorzugsweise ist der Metallabschnitt 28 ein monolithischer Metallabschnitt. In einem Ausführungsbeispiel weist das Metallmaterial im wesentlichen Titan auf (und vorzugsweise besteht es daraus). Andere Auswahlmöglichkeiten für das Metallmaterial umfassen, ohne darauf beschränkt zu sein, Aluminium, Kobalt, Nickel oder Stahl. Der Metallabschnitt 28 hat eine erste Massedichte und erstreckt sich in radialer Richtung im allgemeinen vom Schaufelfuß 16 im allgemeinen zur Schaufelspitze 18. Selbst bei leichtgewichtigen Metallen ist die erste Massedichte des Metallabschnittes 28 üblicherweise größer als im allgemeinen 2 g/cm³. Es sei darauf hingewiesen, daß der Metallabschnitt 28 ein erstes Volumen hat, das mit der gewünschten Größe des stromlinienförmigen Abschnittes 14 zunimmt.
Der stromlinienförmige Abschnitt 14 weist zusätzlich wenigstens einen Schaumabschnitt 38 (in den 2 und 3 zu sehen) auf. Vorzugsweise weist der wenigstens eine Schaumabschnitt 38 im Abstand angeordnete erste und zweite Schaumabschnitte 38' und 38'' auf. Mit „Schaumabschnitt" ist ein Abschnitt gemeint, der im wesentlichen irgend ein Material einschließlich einem Polymer, Keramik und/oder Metall enthält (und vorzugsweise daraus besteht), das zellulare Strukturen (unabhängig von Größe, Form, Gleichförmigkeit oder Gehalt) aufweist, die im allgemeinen über den gesamten Querschnitt verteilt sind. In einem Ausführungsbeispiel weist der wenigstens eine Schaumabschnitt 38 im wesentlichen Polymere auf (und vorzugsweise besteht er daraus), deren unregelmäßig geformten und vorzugsweise im allgemeinen gleich großen, im allgemeinen 10^–16 cm³ lufthaltigen Hohlräume im allgemeinen gleichförmig über den wenigstens einen Schaumabschnitt 38 verteilt sind. Andere Wahlmöglichkeiten für den Schaumabschnitt umfassen, ohne darauf beschränkt zu sein, Metalle, Keramiken (Honigwaben) oder Silikone und Mischungen davon. Die Anteile und der Ort der Schaumabschnittte werden durch den Techniker gewählt.
Der wenigstens eine Schaumabschnitt 38 hat eine zweite Massedichte und ist mit dem Metallabschnitt 28 verbunden. Vorzugsweise ist die zweite Massedichte kleiner als im allgemeinen 1,5 g/cm³. Vorzugsweise wird die Bindung durch Selbst-Adhäsion oder Adhäsion zwischen dem Schaummaterial und dem Metall erreicht. Andere Beispiele der Bindung umfassen, ohne Einschränkung, Klebebindung und Fusionsbindung (Klebefilm oder -paste). Es sei darauf hingewiesen, daß der wenigstens eine Schaumabschnitt 38 ein zweites Volumen hat, und in einem Ausführungsbeispiel ist das zweite Volumen gleich wenigstens im allgemeinen 20% von dem ersten Volumen des Metallabschnittes 28. Der wenigstens eine Schaumabschnitt 38 ist bei der Nennbetriebstemperatur von dem stromlinienförmigen Abschnitt 14 im allgemeinen fest. Die zweite Massedichte von dem wenigstens einen Schaumabschnitt 38 ist kleiner als die erste Massedichte von dem Metallabschnitt 28. Der Metallabschnitt 28 und der wenigstens eine Schaumabschnitt 38 (der in dem in den 2 und 3 gezeigten bevorzugten Ausführungsbeispiel aus den ersten, zweiten und dritten Schaumabschnitten 38' 38'' und 38''' besteht) bilden zusammen eine im allgemeinen stromlinienförmige Form.
In einem Ausführungsbeispiel enthält der Metallabschnitt 28 erste und zweite Oberflächenvertiefungen 40' und 40'', die jeweils ein offenes Oberteil 42' und 42'' und ein geschlossenes Unterteil 44' und 44'' aufweisen. Es ist bevorzugt, daß die ersten und zweiten Oberflächenvertiefungen 40' und 40'' jeweils zur Druckseite 34 von dem stromlinienförmigen Abschnitt 14 gerichtet sind. Der erste Schaumabschnitt 38' ist in der ersten Oberflächenvertiefung 40' angeordnet, und der zweite Oberflächenabschnitt 38'' ist in der zweiten Oberflächenvertiefung 40'' angeordnet. Vorzugsweise enthält der Metallabschnitt 28 eine Rippe 44, die dazwischen angeordnet und mit den ersten und zweiten Schaumabschnitten 38' und 38'' verbunden ist, wobei die Rippe 46 von dem geschlossenen Unterteil 44' und 44'' in Richtung auf die offenen Oberteile 42' und 42'' der ersten und zweiten Oberflächenvertiefungen 40' und 40" schmaler wird. Es sei darauf hingewiesen, daß eine gewünschte Lage für den wenigstens einen Schaumabschnitt 38 in Richtung auf den Schaufelfuß 16 und nicht zur Schaufelspitze 18 ist. Eine Anordnung der Schaufelspitze 18 nahe dem Metallabschnitt 28 verbessert die Widerstandsfähigkeit gegen Vogelaufpralle für den notwendigerweise schmaleren Bereich der Schaufelspitze 18 des stromlinienförmigen Abschnittes 14 und sorgt für einen besseren Anti-Reibschutz. Vorzugsweise befindet sich der Metallabschnitt 28 auch nahe im allgemeinen der gesamten Vorderkante 30 und im allgemeinen der gesamten Hinterkante 32 und erstreckt sich in Sehnenrichtung zwischen nahe den Vorder- und Hinterkanten 30 und 32. In einem Ausführungsbeispiel hat der Metallabschnitt 28 keine Oberflächen-Durchgangslöcher, keine anderen Oberflächen-Vertiefungen als diejenigen, die Schaumabschnitte enthalten, und keine inneren Fehlstellen. Es sei darauf hingewiesen, daß zusätzliche Rippen (wie die zusätzliche Rippe 48) in dem stromlinienförmigen Abschnitt 14 verwendet werden können für eine verbesserte Steifigkeit und um als Riß-/Abblätterungsstopper zu wirken und dass die Orientierung der Rippen dem Fachmann überlassen ist.
Der stromlinienförmige Abschnitt 14 enthält ferner eine Verbundhaut 50, die den Metallabschnitt 28 und den wenigstens einen Schaumabschnitt 38 im allgemeinen vollständig umgibt und damit verbunden ist. Mit „Verbundhaut" ist jede Haut gemeint, die im wesentlichen eine Verbundmasse aufweist (und vorzugsweise daraus besteht). Eine „Verbundmasse" ist als ein Material definiert, das irgendwelche (Metall- oder Nicht-Metall) Fasern aufweist, die in irgend einem (Metall- oder Nicht-Metall) Matrixbinder eingebettet sind. Der Begriff „Metall" umfaßt eine Legierung. Vorzugsweise ist die Verbundhaut 50 eine Auflage aus diskreten zusammengesetzten Schichten. In einem Ausführungsbeispiel weist die Verbundmasse im we sentlichen Kohlenstoff, Glas oder Aramid-Fasern auf (und vorzugsweise besteht sie daraus), die in einem Epoxid- (d. h. Epoxidharz-)Matrixbinder eingebettet sind. Andere Wahlmöglichkeiten für die Verbundmasse umfassen, ohne darauf beschränkt zu sein, Faser-Bismaleimid, Fieber-Polyimid und andere thermoplastische oder duroplastische Fiber-Epoxidharze und Mischungen davon, wobei die Fasern bzw. Fibern Glas, Aramid oder Graphit und Mischungen davon sind. Der Modul und die Orientierung der Fasern werden gewählt, um die Steifigkeit des gesamten stromlinienförmigen Abschnittes beizubehalten, um die strukturelle Biegung von der Schaufel unter zentrifugaler und aerodynamischer Belastung zu minimieren, wie es im Fachwissen des Technikers liegt. Vorzugsweise wird die Bindung der Verbundhaut 50 durch Verwendung von einem getrennten klebenden Füllmaterial oder Harzübertragungsformungs oder -Injektion erreicht. Andere Beispiele der Bindung umfassen, ohne Einschränkung, Adhäsion zwischen dem Verbundharz selbst und denn Substrat.
Es sei darauf hingewiesen, daß die Verbundhaut 50 ein drittes Volumen hat und das in einem Ausführungsbeispiel nicht mehr als im allgemeinen 50% der Summe der ersten und zweiten Volumina (d. h. die kombinierten Volumina von dem Metallabschnitt 28 und dem wenigstens einen Schaumabschnitt 38) beträgt. Die Verbundhaut 50 hat eine dritte Massedichte. Die zweite Massedichte von dem wenigstens einen Schaumabschnitt 38 ist kleiner als die dritte Massedichte von der Verbundhaut 50, die kleiner als die erste Massedichte von dem Metallabschnitt 28 ist. Die Konstruktionsphilosophie für die Schaufel besteht darin, die leichtest möglichen Materialien in einer Schaufelkonstruktion zu verwenden, die gegenüber dem Aufprall von Vögeln (bis zu einem gewissen Grad) widerstandsfähig ist. Das Konstruktionsziel für den Fachmann besteht darin, eine Schaufel zu haben, die das Gesamtgewicht soweit möglich minimiert.
Vorzugsweise enthält der stromlinienförmige Abschnitt 14 darüber hinaus einen Erosionsüberzug 52, der die Verbundhaut 50 im allgemeinen vollständig umgibt und mit dieser verbunden ist. In einer gewünschten Konstruktion enthält der Erosionsüberzug 52 einen metallischen Bereich 52', der im allgemeinen nur an der Vor derkante 50 angeordnet ist. Es ist bevorzugt, daß der Erosionsüberzug 52 auch einen nicht-metallischen Bereich 52'' aufweist, der von dem metallischen Bereich 52' im allgemeinen zur Hinterkante 32 angeordnet ist. Ein Beispiel von einem Material für den nicht-metallischen Bereich 52'' ist, ohne Einschränkung, Polyurethan, und ein Beispiel von einem Material für den metallischen Bereich 52' ist, ohne Einschränkung, Titan.
Es sei darauf hingewiesen, daß der Schaftabschnitt 12 vorzugsweise ein Schaftabschnitt aus Metall ist. Es kann jedoch in bestimmten Schaufelkonstruktionen ein Verbund-Schaftabschnitt (in geeigneter Weise mit dem stromlinienförmigen Abschnitt verbunden oder auf andere Weise daran befestigt) verwendet werden. Es sei darauf hingewiesen, daß der Schwalbenschwanz 22 von dem Schaftabschnitt 12 auf der (konkaven) Druckseite teilweise zusammengesetzt (nicht gezeigt) sein kann Alternativ kann der Schwalbenschwanz 22 ein Metallkeilsystem (ebenfalls nicht gezeigt) haben, um aneinander angrenzende Schaumabschnitte sicher einzuschließen und eine metallische Schwalbenschwanz-Verschleißfläche zu bilden.
Es sei ferner darauf hingewiesen, daß der Fußpunkt des Vogelaufpralls primär die Fläche der Druckseite 34 nahe der Vorderkante 30 ist, gefolgt von den anderen Flächen der Druckseite 34. Die beeinflußten Flächen der Verbundhaut 60 und des wenigstens einen Schaumabschnittes 38 sorgen für Verwenungswiderstand. Es sei auch darauf hingewiesen, daß weniger Einschlußstruktur (nicht gezeigt) für den stromlinienförmigen Abschnitt 14 erforderlich ist, da der wenigstens eine Schaumabschnitt 38 und die Verbundhaut 50 bei Aufprall fragmentieren und sich von dem Metallabschnitt 28 lösen.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die Verbundmasse und der Schaum mechanisch oder thermisch von dem Metallabschnitt 28 bei einer Temperatur unterhalb des Schmelzpunktes des Metallmaterials entfernbar.
Dies gestattet, daß der stromlinienförmige Abschnitt 14 auf einfache Weise reparierbar ist, sollte er aufgrund von Vogelaufprall oder Fremdobjektaufprall beschädigt werden. Wenn der stromlinienförmige Abschnitt in den Verbundmassen- und Schaumflächen beschädigt wird, würden die Verbundmasse und der Schaum thermisch entfernt werden, der Metallabschnitt 28 wird repariert und neuer Schaum und Verbundmasse werden aufgebracht. Da der größte Teil einer derartigen Schaufelbeschädigung an der Vorderreihe von Flugzeug-Gasturbinentriebwerksschaufeln 10 auftritt, ist es bevorzugt, wie zuvor erläutert, daß der stromlinienförmige Abschnitt ein stromlinienförmiger Abschnitt von einer Flugzeug-Gasturbinentriebwerks-Fanschaufel 10 (oder der stromlinienförmige Abschnitt einer Gasturbinentriebwerks-Verdichterschaufel, wenn das Triebwerk keinen Fan hat) ist.
Bevorzugte Verfahren zum Herstellen der Gasturbinenschaufel 10 gemäß der Erfindung umfassen, ohne darauf beschränkt zu sein, eine Fertigung des Metallabschnittes 28 des wenigstens einen Schaumabschnittes 28 und der Verbundhaut 50 getrennt oder als eine Einheit (gemeinsam ausgehärtet) unter Verwendung von Autoklav- und Kompressionsformtechniken. Die Verbundhaut 50 wird aufgebaut durch manuelles oder maschinelles Schichten oder durch Umflechten der Metall-Schaumanordnung, und dann wird sie einer Harzübertragungsformung unterworfen. Es sei darauf hingewiesen, daß im Gegensatz dazu bekannte Voll-Verbundschaufeln manuell geschichtet werden (und deshalb teuer sind). Wie zuvor erwähnt wurde würden im Fall von Verbundmaterialien der Modul und die Orientierung der Fasern so gewählt werden, daß die Steifigkeit des gesamten stromlinienförmigen Abschnittes beibehalten wird, um eine strukturelle Biegung der Schaufel unter zentrifugaler und aerodynamischer Belastung zu minimieren, wie es im Können des Fachmannes liegt. Es sei darauf hingewiesen, daß der Metallabschnitt 28 vorzugsweise geschmiedet, extrudiert oder gegossen ist, und dass die Oberflächenvertiefungen 40' und 40'' vorzugsweise weiter bearbeitet werden durch chemisches Bohren, elektrochemische Bearbeitung, Wasserstrahlbohren oder Elektroentladungs-Bearbeitung.

Claims

Gasturbinenschaufel (10) enthaltend: a) einen Schaftabschnitt (12) und b) einen stromlinienförmigen Abschnitt (14) mit einer ausgelegten Betriebstemperatur, einem an dem Schaftabschnitt befestigten Fußabschnitt (16), einer Schaufelspitze (18) und einer radialen Achse (20), die sich nach aussen in Richtung auf die Schaufelspitze und nach innen in Richtung auf den Schaufelfuß erstreckt, und wobei der stromlinienförmige Abschnitt enthält: (1) einen Metallabschnitt (28), der sich von dem Schaufelfuß (16) radial zu der Schaufelspitze (18) erstreckt, (2) wenigstens einen Schaumabschnitt (38), der mit dem Metallabschnitt (28) verbunden ist, wobei der wenigstens eine Schaumabschnitt (38) bei der ausgelegten Betriebstemperatur im allgemeinen fest ist, wobei die Massedichte des wenigstens einen Schaumabschnittes (38) kleiner ist als die Massedichte des Metallabschnittes (28) und wobei der Metallabschnitt (28) und der wenigstens eine Schaumabschnitt (38) zusammen eine im allgemeinen stromlinienförmige Form bilden, und (3) eine Verbundhaut (50), die den Metallabschnitt (28) und den wenigstens einen Schaumabschnitt (38) im allgemeinen vollständig umgibt und mit diesem verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallabschnitt erste und zweite Oberflächenvertiefungen (40', 40'') enthält, die jeweils ein offenes Oberteil (42', 42'') und ein geschlossenes Unterteil (44', 44'') haben, in denen die ersten und zweiten Schaumabschnitte auf entsprechende Weise angeordnet sind.
Gasturbinenschaufel nach Anspruch 1, wobei auch ein Erosionsüberzug (52) vorgesehen ist, der die Verbundhaut (50) im allgemeinen vollständig umgibt und mit dieser verbunden ist.
Gasturbinenschaufel nach Anspruch 2, wobei der stromlinienförmige Abschnitt (14) ferner eine Vorderkante (30) und eine Hinterkante (32) aufweist und wobei der Erosionsüberzug (52) einen metallischen Bereich (52') aufweist, der nur im allgemeinen an der Vorderkante (30) angeordnet ist.
Gasturbinenschaufel nach Anspruch 3, wobei der Erosionsüberzug (52) auch einen nicht-metallischen Abschnitt (52'') aufweist, der von dem metallische n Bereich (52') bis im allgemeinen zur Hinterkante (32) angeordnet ist.
Gasturbinenschaufel nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der wenigstens eine Schaumabschnitt (38) im Abstand angeordnete erste und zweite Schaumabschnitte (38', 38'') aufweist.
Gasturbinenschaufel nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Metallabschnitt (28) auch eine Rippe (46) aufweist, die zwischen den ersten und zweiten Schaumabschnitten (38', 38'') angeordnet und mit diesen verbunden ist, und wobei die Rippe (46) von den geschlossenen Unterteilen (44', 44'') in Richtung auf die offenen Oberteile (42', 42'') der ersten und zweiten Oberflächenvertiefungen (40', 40'') schmaler wird.
Gasturbinenschaufel nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Massedichte von dem wenigstens einen Schaumabschnitt (38) kleiner als im allgemeinen 1,5 Gramm pro Kubikzentimeter ist.
Gasturbinenschaufel nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Volumen von dem wenigstens einen Schaumabschnitt (38) gleich wenigstens irr allgemeinen zwanzig Prozent des Volumens des Metallabschnittes (28) ist.
Gasturbinenschaufel nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Volumen der Verbundhaut (50) gleich nicht mehr als im allgemeinen fünfzig Prozent der Summe der Volumina von dem Metallabschnitt (28) und dem wenigstens einen Schaumabschnitt (38) ist.