KR20170097563A

KR20170097563A - 터빈 블레이드의 중심을 변위시키는 방법 및 시스템

Info

Publication number: KR20170097563A
Application number: KR1020170019291A
Authority: KR
Inventors: 마크 앤드류 존스; 리 라네드 브로지나
Original assignee: 제네럴 일렉트릭 컴퍼니
Priority date: 2016-02-18
Filing date: 2017-02-13
Publication date: 2017-08-28
Also published as: CN107091120A; CN107091120B; EP3208421B1; JP2017145829A; EP3208421A1; US20170241269A1; KR102712942B1; US9995144B2

Abstract

회전 터빈 블레이드(28)를 제조하고 그 블레이드의 고유 진동수(ω_n)를 조정하는 방법을 개시하며, 그 방법은 블레이드의 제2 유효 비임 길이(L2)를 변경하여 블레이드의 제1 고유 진동수(ω_n)와 제2 고유 진동수(ω_n) 간의 분리를 변경한다.

Description

터빈 블레이드의 중심을 변위시키는 방법 및 시스템{TURBINE BLADE CENTROID SHIFTING METHOD AND SYSTEM}

본 개시는 3개의 블레이드 스택 부분들에 의해 획정되는 블레이드 스택 중심(blade stack centroid)을 변위시킴으로써 가스 터빈 블레이드를 제조하는 시스템 및 방법에 관한 것이다. 본 개시에 따른 가스 터빈 블레이드는 가스 터빈에 한정되지 않는다. 터보 기계류의 로터 블레이드 또는 가이드 베인이 본 개시의 범주 내에 있다.

회전하는 가스 터빈 블레이드는 작동 중에 그 회전 블레이드에 작용하는 높은 기계적 및 열적 응력을 고려하는 다수의 재료 및 설계 기준을 충족해야 한다. 회전 블레이드 상에 작용하는 엄청난 원심력과 그 블레이드가 견뎌야 하는 엄청난 열 부하로 인해, 일차적인 블레이드 설계 과제는 높은 수준의 강성을 제공하고 작동 중에 블레이드의 진동을 피하는 데에 있다. 회전 블레이드의 에어포일(airfoil) 내의 냉각 채널을 이용하는 능동적 냉각 또한 고려되어야 한다. 블레이드 상의 열 코팅도 또 다른 설계 고려 사항이다. 에어포일의 형상을 변경함으로써 블레이드의 고유 진동수를 "조정(tuning)"하는 방법이 공기역학적 성능을 유지 또는 개선시키면서 자극에 대한 공기역학적 고유 진동수의 여유(margin)를 개선시키도록 시도되고 있다.

회전 블레이드는 열(row)을 지어 배치되고, 그 열들은 고정 베인의 열들과 축방향으로 교대로 배치된다. 각 한 쌍의 열마다 하나의 열의 고정 베인과 이에 바로 후속한 하나의 열의 회전 블레이드를 포함하여, 소위 스테이지를 형성한다. 터빈의 모든 스테이지들은 제1 열의 고정 베인 및 이에 후속한 제1 열의 회전 블레이드를 갖는 터빈의 유입 개구측의 제1 스테이지로 시작하여 순차적으로 번호를 매긴다.

가스 터빈의 통상의 작동에서는 예를 들면 제1 스테이지의 고정 베인이 후속한 회전 블레이드에 작용하여 그 블레이드를 제2 고유 진동수로 공진시키는 진동에 대한 여기 소스(excitation source)인 것으로 드러났다. 임의의 스테이지에서 베인의 하류에 배치된 회전 블레이드 상으로의 진동의 전달 및 여기를 피하도록 그러한 여기 소스의 영향을 감소시키는 것이 유리하다. 가스 터빈 블레이드의 제1 고유 진동수와 고정 베인에 의해 야기되는 제2 여기 고주 진동수 간의 차이, 즉 분리를 변경함으로 그러한 영향을 감소시킬 수 있다.

종래의 에어포일 스택에 있어서, 그 익현(airfoil chord)의 분포를 변경하는 것이 종진동수(axial frequency)를 조정하는 통상의 기법이다. 통상적으로, 종진동수를 증가시킬 일환으로 기부 익현(root chord)은 증가되고 끝단 익현(tip chord)은 감소된다. 이는 일반적으로 종진동수의 제1 및 제2 고조파를 증가시켜, 자극에 대한 여유가 단지 그 모드 중 하나에 대해서만 얻어질 수 있을 것이다(두 모드 모두에 대해서는 아님). 또 다른 기법은 터빈 구조의 상당한 변경을 요구할 수 있는 블레이드의 반경방향 길이를 변경하는 것일 것이다. 이러한 변경은 상당한 성능 손실을 야기할 수 있다.

언슈라우드 블레이드(unshrouded blade)의 종진동수를 "조정"하기 위한 종래의 기법은 다수의 단점을 갖고 있다. 제1 종진동 모드(1A)와 제2 종진동 모드(2A)는 에어포일의 변화에 유사한 방식으로 응답하는 경향이 있는데, 다시 말해 두 진동 모드의 진동수 모두가 증가하가나 감소한다. 통상적으로 하나의 모드에서의 마진을 얻으면 다른 모드에서의 마진의 손실을 초래한다.

본 개시의 양태 및 이점은 후속한 상세한 설명에서 기재하거나, 그 상세한 설명으로부터 드러나거나, 본 개시의 실시를 통해 습득할 수 있을 것이다.

회전 터빈 블레이드를 제조하는 방법을 개시하며, 그 방법은, 기존 블레이드의 질량, 익현 분포, 후단 에지 평면, 제1 유효 비임 길이를 획정하는 제1 고유 진동수 및 제2 유효 비임 길이를 획정하는 제2 고유 진동수를 결정하는 단계로서, 그 제1 및 제2 고유 진동수의 기존 블레이드의 임의의 공진 진동수에 상응하는 것인 단계; 기존 블레이드의 상측 중심을 갖는 상측 부분, 중간 중심을 갖는 중간 부분 및 하측 중심을 갖는 하측 부분을 획정하는 단계; 기존 블레이드의 중간 중심을 하측 중심에 대해 제1 방향으로 변위시키는 단계; 기존 블레이드의 상측 중심을 하측 중심에 대해 제1 방향과는 상이한 제2 방향으로 변위시키는 단계; 제2 유효 비임 길이를 변경하여 수정된 블레이드의 제1 고유 진동수와 제2 고유 진동수 간의 분리를 변경하도록 상기한 단계들을 수행하는 단계를 포함한다. 블레이드의 고유 진동수를 조정하는 시스템 또한 개시한다.

본 개시의 상기한 것은 물론 기타 특징, 양태 및 이점은 후속한 상세한 설명 및 청구 범위를 참조함으로써 보다 잘 이해할 수 있을 것이다. 본 명세서에 포함되어 그 일부를 구성하는 첨부 도면은 본 개시의 실시예들을 예시하는 것으로, 상세한 설명과 함께 본 개시의 원리를 설명하는 기능을 한다.

당업자에게 대한 그 최선의 형태를 비롯한 가능한 전체 개시는 첨부 도면을 참조로 하는 본 명세서에 기재한다.
도 1은 본 개시의 적어도 하나의 실시예를 포함할 수 있는 예시적인 가스 터빈의 기능도를 도시하며,
도 2는 도 1에 도시한 가스 터빈에 포함될 수 있고 본 개시의 다양한 실시예를 포함할 수 있는 예시적인 기존 로터 블레이드 및 수정 로터 블레이드의 사시도이다.
본 명세서 및 도면 부호에서 도면 부호의 반복 사용은 본 개시의 동일 또는 유사한 구조나 요소를 나타내고자 한 것이다.

이하, 도면에 그 하나 이상의 예를 도시한 본 개시의 실시예에 대해 상세하게 설명한다. 각 예는 본 개시의 설명으로서 제공한 것이지 본 개시의 한정으로서 제공한 것은 아니다. 실제로, 본 개시의 사상 또는 범위로부터 벗어나지 않고 본 개시에서의 다양한 수정 및 변형이 이루어질 수 있다는 점은 당업자에게 자명할 것이다. 예를 들면, 하나의 실시예의 일부로서 도시하거나 설명하는 특징들은 다른 실시예와 함께 이용되어 또 다른 실시예를 생성할 수 있다. 따라서, 본 개시는 첨부된 청구의 범위의 보호 범위 및 그 등가물에 포함되는 그러한 수정 및 변형을 커버하고자 한 것이다.

스태킹 라인(stacking line)은 축방향 익현 길이의 50%±5%의 위치에서 스팬의 0%에서 100%까지 연장하는 압력측의 표면 상의 라인으로서 정의한다. 축방향 익현 길이(axial chord length)는 터빈에 설치하였을 때에 터빈의 축선에 평행한 라인 상에 대한 블레이드의 투영 길이로서 정의한다. 익현 길이는 익현 라인 상에 대한 블레이드 프로파일의 수직 투영 길이로서 정의하며, 선단 에지와 후단 에지 간의 직선거리와 대략 동일하다. 유효 비임 길이(L)는 특정 구성 요소의 비임 고유 진동수(ω_n)에 대한 아래의 수학식에 이용되는 길이 및/또는 그 수학식에 따라 터빈 블레이드의 고유 진동수(ω_n)를 계산하는 데에 이용되는 길이로서 정의한다.

여기서: L = 유효 비임 길이(L1 및 L2)

m = 유효 비임의 질량

본 명세서에서 이용하는 바와 같은 "제1", "제2" 및 "제3"과 같은 용어는 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하도록 서로 바꾸어 사용될 수 있는 것으로, 개별 구성 요소의 위치, 중요도 또는 특정 블레이드 진동수를 나타내고자 하는 것은 아니다. "상류" 및 "하류"란 용어는 유체 경로에서 유체 흐름에 대한 상대적 방향을 가리킨다. 예를 들면, "상류"는 유체가 흘러오는 쪽을 지칭하고, "하류"는 유체가 흘러가는 쪽을 지칭한다. "반경방향"이란 용어는 특정 구성 요소의 축방향 중심선에 실질적으로 수직하거나 및/또는 터보기계의 축방향 중심선에 실질적으로 수직한 상대적 방향을 지칭하며, "축방향"이란 용어는 특정 구성 요소의 축방향 중심선에 대해 및/또는 터보기계의 축방향 중심선에 대해 실질적으로 평행한 상대적 방향을 지칭하며, 그리고 "둘레방향"이란 용어는 특정 구성 요소의 둘레에 대해 실질적으로 평행하거나 및/또는 터보기계의 환형 케이싱 요소에 대해 실질적으로 평행한 상대적 방향을 지칭한다.

각 예는 본 개시의 설명으로서 제공한 것이지 본 개시의 한정으로서 제공한 것은 아니다. 실제로, 본 개시에서의 다양한 수정 및 변형이 그 사상 또는 범위로부터 벗어나지 않고 이루어질 수 있다는 점은 당업자에게 자명할 것이다. 예를 들면, 하나의 실시예의 일부로서 도시하거나 설명하는 특징들은 다른 실시예에 이용되어 또 다른 실시예를 생성할 수 있다. 따라서, 본 개시는 첨부된 청구의 범위의 보호 범위 및 그 등가물에 포함되는 그러한 수정 및 변형을 커버하고자 한 것이다. 산업용 또는 육상 가스 터빈을 본 명세서에서 도시하고 설명하지만, 본 명세서에서 도시하고 설명하는 바와 같은 본 개시는 청구 범위에서 달리 명시하지 않는다면 육상 및/또는 산업용 가스 터빈에 한정되지 않는다. 예를 들면, 본 명세서에서 기술하는 개시는 증기 터빈 또는 선박용 가스 터빈을 비롯하여 이에 한정되지 않는 임의의 타입의 터빈에 이용될 수 있다.

이하, 도면을 참조하면, 도 1은 가스 터빈(10)의 하나의 실시예의 개략도를 도시한다. 가스 터빈(10)은 대체로 입구 섹션(12), 이 입구 섹션(12)의 하류에 배치된 압축기 섹션(14), 및 압축기 섹션(14)의 하류에 배치된 연소기 섹션(16) 내의 복수의 연소기(도시 생략), 연소기 섹션(16)의 하류에 배치된 터빈 섹션(18), 및 터빈 섹션(18)의 하류에 배치된 연소기 섹션(20)을 포함한다. 추가로, 가스 터빈(10)은 압축기 섹션(14)과 터빈 섹션(18) 사이에 결합된 하나 이상의 샤프트(22)를 포함할 수 있다.

터빈 섹션(18)은 대체로 복수의 로터 디스크(26)(그 중 하나만을 도시함) 및 이 로터 디스크(26)로부터 반경방향 외측으로 연장하고 그에 연결된 복수의 로터 블레이드(28)를 구비한 로터 샤프트(24)를 포함할 수 있다. 또한, 각 로터 디스크(26)는 터빈 섹션(18)을 통과해 연장하는 로터 샤프트(24)의 부분에 결합될 수 있다. 터빈 섹션(18)은 또한 로터 샤프트(24)와 로터 블레이드(28)를 둘레방향으로 둘러쌈으로써 터빈 섹션(18)을 통한 고온 가스 통로(32)를 적어도 부분적으로 획정하는 외부 케이싱(30)을 포함한다.

작동 중에, 공기 등의 작동 유체는 입구 섹션(12)을 통과해 압축기 섹션(14) 내로 흐르고, 여기서 공기가 점진적으로 압축되어, 연소기 섹션(16)의 연소기에 압축 공기를 제공한다. 압축 공기는 연료와 혼합되어 각 연소기 내에서 연소함으로써 연소 가스(34)를 생성한다. 연소 가스(34)는 고온 가스 통로(32)를 통해 연소기 섹션(16)에서부터 터빈 섹션(18) 내로 흐르며, 여기서 에너지(운동 및/또는 열에너지)가 연소 가스(34)에서 로터 블레이드(28)로 전달되어 로터 샤프트(24)를 회전시킨다. 이어서, 그 기계적 회전 에너지가 압축기 섹션(14)을 구동하거나 및/또는 전기를 생성하는 데에 이용될 수 있다. 이어서, 터빈 섹션(18)을 빠져나가는 연소 가스(34)는 배기 섹션(20)을 통해 가스 터빈(10)으로부터 배기될 수 있다.

도 2는 본 발명의 하나 이상의 실시예를 포함할 수 있고 도 1에 도시한 바와 같은 로터 블레이드(28) 대신에 가스 터빈(10)의 터빈 섹션(18)에 포함될 수 있는 예시적인 기존 로터 블레이드(100)와 수정 로터 블레이드(101)의 사시도이다. 도 2에 도시한 바와 같이, 기존 로터 블레이드(100) 및 수정 로터 블레이드(101)는 대체로 로터 블레이드(100)의 플랫폼 부분(110)으로부터 반경방향(108)으로 외측으로 그 스팬이 연장하는 에어포일(106)을 포함한다. 플랫폼(110)은 대체로 터빈 섹션(18)(도 1 참조)의 고온 가스 경로(32)를 통해 흐르는 연소 가스(34)를 위한 반경방향 내측 흐름 경계로서 기능한다.

에어포일(106)은 그 에어포일(106)을 둘러싸는 외면(112)을 포함한다. 외면(112)은 적어도 부분적으로 압력측 벽(114) 및 이와는 반대측의 흡입측 벽(116)에 의해 획정된다. 압력측 벽(114) 및 흡입측 벽(116)은 에어포일(106)의 뿌리부(118)에서부터 에어포일(106)의 블레이드 팁 또는 팁(120)까지의 스팬에서 플랫폼(110)으로부터 실질적으로 반경방향 외측으로 연장한다. 에어포일(106)의 뿌리부(118)는 에어포일(106)과 플랫폼(110) 간의 교차부에서 획정될 수 있다. 블레이드 팁(120)은 뿌리부(118)와는 반경방향으로 반대측에 배치된다.

압력측 벽(114)과 흡입측 벽(116)은 연소 가스(34)의 흐름을 향해 배향된 에어포일(106)의 선단 에지(124)에서 함께 결합 또는 서로 연결된다. 압력측 벽(114)과 흡입측 벽(116)은 또한 선단 에지(124)로부터 이격된 에어포일(106)의 후단 에지(126)에서 함께 결합 또는 서로 연결된다. 압력측 벽(114)과 흡입측 벽(116)은 후단 에지(126)의 둘레에서 연속한다. 압력측 벽(114)은 대체로 오목하고, 흡입측 벽(116)은 대체로 볼록하다. 에어포일(106)의 익현은 선단 에지(114)와 후단 에지(116)를 연결하는 직선의 길이이며, 선단 에지(114)에서 후단 에지(116)로의 방향이 통상 익현 방향으로서 불린다.

또한, 도 2에서, 기존 로터 블레이드(100)와 수정 로터 블레이드(101)는 3개의 대략적인 부분, 즉 하측 부분(128), 중간 부분(142) 및 상측 부분(136)으로 분할된다. 수정 로터 블레이드(101)는, 질량(m), 익현 분포, 후단 에지(126) 평면, 제1 유효 비임 길이(L1)를 획정하는 제1 고유 진동수, 및 도 2에 도시한 2개의 레그(leg)의 합으로서 정의하는 제2 유효 비임 길이(L2)를 획정하는 제2 고유 진동수를 결정하는 단계로서, 그 제1 및 제2 고유 진동수들은 기존 로터 블레이드(100)의 임의의 공진 진동수에 상응하는 것인 단계; 기존 블레이드(100)의 상측 중심(138)을 갖는 상측 부분(136), 중간 중심(134)을 갖는 중간 부분(132) 및 하측 중심(130)을 갖는 하측 부분(128)을 획정하는 단계; 블레이드의 중간 중심(134)을 제1 방향으로 변위시키는 단계; 블레이드(100)의 상측 중심(138)을 제1 방향과는 상이한 제2 방향으로 변위시키는 단계; 하측 중심(130)의 위치를 유지하는 단계; 및 제2 유효 비임 길이(L2)를 변경하여 수정 블레이드(101)의 제1 고유 진동수와 제2 고유 진동수 간의 분리를 변경하도록 상기한 단계들을 수행하는 단계에 의해 제조된다.

그 방법은, 추가적으로 기존 블레이드의 일정한 질량(m), 일정한 익현 분포, 일정한 제1 유효 비임 길이(L1)를 유지하는 것을 수반할 수 있다. 그 방법은, 또한 제1 및 제2 고유 진동수가 종진동수(axial frequency), 굽힘 진동수(flexural frequency) 및 비틀림 진동수(torsional frequency)로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 진동수이도록 하는 공진 진동수를 수반할 수 있다. 또한, 그 방법은, 제1 및 제2 방향이 둘레방향(109), 반경방향(108), 축방향(107) 및 이들의 혼합으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 방향이도록 하는 변위 단계를 수반할 수 있다. 제1 및 제2 방향은 또한 서로 반대 방향일 수 있다. 그 방법의 추가적인 실시 형태는 중심들을 변위시키면서 후단 에지(126) 평면을 일정하게 유지하는 것을 수반할 수 있다. 그 방법의 또 다른 실시 형태는 기존 블레이드의 상측 부분(136), 중간 부분(132) 및 하측 부분(128)의 중심들을 통과하는 익현 길이를 수정 블레이드의 대응 익현 길이에 대해 유지하는 단계를 수반할 수 있다. 그 방법은 상측 중심(138)과 중간 중심(134)이 서로에 대해 고정된 반경방향(108) 거리를 두고 이동하도록 변위 단계를 수행하는 추가적인 단계를 수반할 수 있다. 각각의 중심은 각 해당 부분에서 반경방향(108)으로 중간에 위치할 수 있다. 그 방법은 블레이드 팁에 대한 공기역학적 부하를 감소를 가져올 수 있다. 그 방법은 또한 언슈라우드 또는 슈라우드 터빈 블레이드에 대한 블레이드 고유 진동수(ω_n)를 조정하는 시스템으로서 이용될 수 있다.

이러한 방법 및 시스템은 터빈 블레이드의 고유 진동수 모드들 간의 분리를 촉진시킨다. 진동수 여유는 다른 하나의 모드에 악영향을 미치는 일 없이 하나의 모드(또는 두 모드 모두)에 대해 얻어질 수 있다. 그러한 블레이드 스태킹(stacking) 방법 및 시스템은 제2 종진동수에 비례하는 블레이드의 제2 유효 길이(L2)를 변경한다. 그렇게 함에 있어, 제1 종진동수를 좌우하는 제1 유효 길이(L1)는 영향을 받지 않으며, 이는 진동수 분리 및 개선된 조정 여유를 촉진시킨다. 제2 종진동수의 유효 길이(L2)를 변경하는 것에 추가하여, 그 스택킹 방법 및 시스템은 블레이드 팁(120)에 대한 부하를 감소시키는 힘을 고온 가스(34)의 유체 흐름에 부여하고, 이에 의해 공기역학적 성능을 개선시키고 팁 클리어런스 민감성을 감소시킨다.

본 명세서에서 기술한 설명은 최상의 모드를 비롯한 발명을 개시함과 아울러, 임의의 장치 또는 시스템을 제조 및 사용하고 임의의 포함된 방법을 수행하는 것을 비롯하여 어떠한 당업자라도 본 발명을 실시할 수 있도록 하기 위해 일례들을 이용하고 있다. 본 개시의 특허 가능한 범위는 청구 범위에 의해서 정해지고, 당업자에게 일어나는 다른 예들을 포함할 수도 있다. 그러한 다른 예들은 그들 예가 청구항들의 문자 언어와 상이하지 않은 구조적인 요소를 포함하는 경우, 또는 그들 예가 청구항들의 문자 언어와 별 차이가 없는 등가의 구조적인 요소를 포함하는 경우 청구항들의 범위 내에 포함되는 것으로 의도된다.

10: 가스 터빈
12: 입구 섹션
14: 압축기 섹션
16: 연소 섹션
18: 터빈 섹션
20: 배기 섹션
22: 샤프트
24: 로터 샤프트
26: 로터 디스크
28: 로터 블레이드
30: 외부 케이싱
32: 고온 가스 경로
34: 고온 가스
100: 기존 로터 블레이드
101: 수정 로터 블레이드
106: 에어포일
107: 축방향
108: 반경방향
109: 둘레방향
110: 플랫폼
112: 외면
114: 압력측 벽
116: 흡입측 벽
118: 뿌리부
120: 팁
124: 선단 에지
126: 후단 에지
128: 하측 부분
130: 하측 중심
132: 중간 부분
134: 중간 중심
136: 상측 부분
138: 상측 중심

Claims

회전 터빈 블레이드(28)를 제조하는 방법으로서:
기존 블레이드(100)의 질량(m), 익현 분포, 후단 에지(126) 평면, 제1 유효 비임 길이(L1)를 획정하는 제1 고유 진동수(ω_n) 및 제2 유효 비임 길이(L2)를 획정하는 제2 고유 진동수(ω_n)를 결정하는 단계로서, 상기 제1 및 제2 고유 진동수(ωn)들은 상기 기존 블레이드(100)의 임의의 공진 진동수에 상응하는 것인 단계;
상기 기존 블레이드의 상측 중심(138)을 갖는 상측 부분(136), 중간 중심(134)을 갖는 중간 부분(132) 및 하측 중심(130)을 갖는 하측 부분(128)을 획정하는 단계;
상기 기존 블레이드의 중간 중심(134)을 상기 하측 중심(130)에 대해 제1 방향으로 변위시키는 단계;
상기 기존 블레이드의 상측 중심(138)을 상기 하측 중심(130)에 대해 제1 방향과는 상이한 제2 방향으로 변위시키는 단계;
상기 제2 유효 비임 길이(L2)를 변경하여 수정 블레이드(101)의 제1 고유 진동수(ω_n)와 제2 고유 진동수(ω_n) 간의 분리를 변경하도록 상기한 단계들을 수행하는 단계
를 포함하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 기존 블레이드(100)의 일정한 질량(m), 일정한 익현 분포, 일정한 제1 유효 비임 길이(L1)를 유지하는 단계를 더 포함하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2 고유 진동수(ω_n)는 종진동수(axial frequency), 굽힘 진동수(flexural frequency) 및 비틀림 진동수(torsional frequency)로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 진동수인 것인 방법.
제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2 방향은 둘레방향(109), 반경방향(108), 축방향(107) 및 이들의 혼합으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 방향인 것인 방법.
제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2 방향은 서로 반대인 것인 방법.
제1항에 있어서, 상기 후단 에지(126) 평면은 일정한 것인 방법.
제1항에 있어서, 상기 기존 블레이드(100)의 상측 부분(136), 중간 부분(132) 및 하측 부분(128)의 중심들을 통과하는 익현 길이는 상기 수정 블레이드의 대응 익현 길이에 대해 유지하는 것인 방법.
제1항에 있어서, 상기 중심들이 서로에 대해 고정된 반경방향(108) 거리를 두고 이동하도록 상기 변위 단계들을 수행하는 단계를 더 포함하는 방법.
제8항에 있어서, 각각의 중심은 각 해당 부분에서 반경방향(108)으로 중간에 위치하는 것인 방법.
제8항에 있어서, 블레이드 팁에 대한 공기역학적 부하를 감소시키는 것인 방법.
블레이드의 고유 진동수(ω_n)를 조정하는 시스템으로서,
기존 블레이드(100)의 질량(m), 익현 분포, 후단 에지(126) 평면, 제1 유효 비임 길이(L1)를 획정하는 제1 고유 진동수(ω_n) 및 제2 유효 비임 길이(L2)를 획정하는 제2 고유 진동수(ω_n)를 결정하는 단계로서, 상기 제1 및 제2 고유 진동수(ωn)들은 상기 기존 블레이드(100)의 임의의 공진 진동수에 상응하는 것인 단계;
상기 기존 블레이드의 상측 중심(138)을 갖는 상측 부분(136), 중간 중심(134)을 갖는 중간 부분(132) 및 하측 중심(130)을 갖는 하측 부분(128)을 획정하는 단계;
상기 기존 블레이드의 중간 중심(134)을 상기 하측 중심(130)에 대해 제1 방향으로 변위시키는 단계;
상기 기존 블레이드의 상측 중심(138)을 상기 하측 중심(130)에 대해 제1 방향과는 상이한 제2 방향으로 변위시키는 단계;
상기 제2 유효 비임 길이(L2)를 변경하여 수정 블레이드(101)의 제1 고유 진동수(ω_n)와 제2 고유 진동수(ω_n) 간의 분리를 변경하도록 상기한 단계들을 수행하는 단계
에 의해 제조된 터빈 블레이드(28)를 포함하는 것인 시스템.